一种能够将融合口偏移至型材非受力位置的挤压模具的制作方法

1.本发明涉及金属挤压成型模具技术领域，具体涉及一种能够将融合口偏移至型材非受力位置的挤压模具。


背景技术：

2.一般情况下，空心挤压型材在挤压成型时，在两股流动金属的汇合处会形成融合口。融合口通常分布于上模分流桥桥下的中心位置。
3.而轨道交通型材通常均为长大型材，对型材的结构强度有着极高的要求，因此，通常要求融合口不能位于型材与型材联接的部位，或者型材主要受力的部位。
4.基于这样的设计需求，现有的挤压模具通常采用偏移或者取消这些敏感部位的分流桥的方式，但由此会造成挤压过程中，金属的分配、供给、流动均衡等均受到不同程度的影响，同时导致模芯在没有分流桥支撑或者分流桥支撑位置偏移的情况下，模芯的稳定性差，进而导致型材的成型和尺寸精度均难以保证，模具的寿命亦会大大降低，修模成本居高不下。
5.解决以上问题成为当务之急。


技术实现要素：

6.为解决以上的技术问题，本发明提供了一种能够将融合口偏移至型材非受力位置的挤压模具。
7.其技术方案如下：
8.一种能够将融合口偏移至型材非受力位置的挤压模具，包括上模和与上模相适配的下模，所述下模具有贯穿其两端端面的型腔，所述上模具有与型腔相适配的模芯，该模芯伸入型腔后，二者之间的缝隙连通构成模孔；
9.所述模孔至少包括支撑腿流道、第一筋流道、第二筋流道以及若干设置在第一筋流道和第二筋流道之间的斜筋流道，所述第一筋流道、第二筋流道与各斜筋流道均自下模的中心位置呈线形向外发散，所述支撑腿流道的一端与第一筋流道连通；
10.所述模芯至少包括第一芯头、第二芯头以及若干设置在第一芯头和第二芯头之间的斜筋芯头，所述第一芯头、第二芯头与各斜筋芯头以下模的中心位置为圆心周向布置；
11.所述第一筋流道位于第一芯头沿下模中心位置的周向远离相邻斜筋芯头的一侧，所述第二筋流道位于第二芯头沿下模中心位置的周向远离相邻斜筋芯头的一侧，所述第一芯头与相邻斜筋芯头之间、第二芯头与相邻斜筋芯头之间以及任意相邻的斜筋芯头之间分别形成对应的所述斜筋流道；
12.其要点在于：所述上模具有朝其中心位置延伸的主分流桥，该主分流桥靠近上模中心位置的一端一分为二，分别向两侧形成均呈弧形围绕上模中心位置延伸的第一支桥和第二支桥，所述第一支桥和第二支桥远离主分流桥的一端结合并合围形成位于上模中心位置的中心分流孔，所述中心分流孔的周围分布有自中心分流孔向外延伸的外侧分流桥，所
述主分流桥分别与两侧相邻的外侧分流桥之间以及任意相邻的外侧分流桥之间均形成有外侧分流孔；
13.所述第一芯头支承在第一支桥上，所述第二芯头支承在第二支桥上，各斜筋芯头分别支承在对应的第一支桥和/或第二支桥上；
14.所述第一筋流道、第二筋流道与各斜筋流道的汇合位置在上模上的投影位于中心分流孔中，所述第一筋流道、第二筋流道与各斜筋流道远离下模中心位置的一端在上模上的投影分别位于对应的外侧分流孔中，所述支撑腿流道在上模上的投影位于对应的外侧分流孔中。
15.作为优选：所述中心分流孔朝着靠近下模的方向包括依次连接的入口段、收窄段和出口段，所述入口段和出口段均为圆柱形孔洞结构，且入口段的直径大于出口段的直径，所述收窄段为自入口段向出口段逐渐减小的锥孔结构。
16.采用以上结构，金属进入中心分流孔中后，先经过圆柱形孔洞结构的入口段，再通过渐进的收窄段进行变径，最后经过圆柱形孔洞结构的出口段流出，不仅能够最大限度的满足对第一筋流道、第二筋流道与各斜筋流道的供料充足，提高了型材的成型质量，而且为模具挤压提升创造了条件。
17.作为优选：所述收窄段对应模芯的颈部。
18.采用以上结构，能够提高保证模芯颈部的结构强度，减小了模芯发生变形的风险。
19.作为优选：所述收窄段的锥孔母线与锥孔轴线之间的夹角为35
°
。
20.采用以上设计，既能够保证型材的成型质量，又不太影响金属的流动速度，为模具挤压提升创造了条件。
21.作为优选：所述第一支桥和第二支桥远离下模的一侧表面形成模芯基础平面，该模芯基础平面低于上模远离下模的一端端面，所述主分流桥与各外侧分流桥远离下模的一侧表面均自上模远离下模的一端端面向模芯基础平面逐渐下沉。
22.采用以上结构，能够有效减少挤压阻力，平衡第一支桥和第二支桥内外两侧金属流动，保证型材的成型质量。
23.作为优选：所述主分流桥的宽度大于各外侧分流桥的宽度。
24.采用以上结构，能够提高第一支桥和第二支桥的强度，尽最大可能提高模芯的稳定性。
25.作为优选：所述下模靠近上模的一端端面凹陷形成有围绕在型腔周围的一级焊合室，该一级焊合室靠近型腔的位置凹陷形成有围绕型腔的二级焊合室。
26.采用以上结构，总共采用两级焊合室，便于对金属流速进行调节，保证流动一致性，提高型材成型质量。
27.作为优选：所述二级焊合室对应第一支桥、第二支桥和各外侧分流桥的位置均扩宽形成二级焊合室扩宽部。
28.采用以上结构，能够加大分流桥桥下金属的流动速度，有效解决分流桥桥下两股金属不易融合的问题。
29.作为优选：所述二级焊合室对应各斜筋流道远离下模中心的一端均收窄形成二级焊合室收窄部。
30.由于各斜筋流道供料不易，采用以上结构，能够降低各条筋交会处金属的流动速
度，保证金属流动的一致性，提高型材成型质量。
31.作为优选：所述一级焊合室在对应模孔扩宽处设置有向外凸出的挡台，各挡台均位于二级焊合室远离型腔的一侧。
32.采用以上结构，能够有效限定金属的流动方向，提高型材成型质量。
33.与现有技术相比，本发明的有益效果：
34.采用以上技术方案的一种能够将融合口偏移至型材非受力位置的挤压模具，结构新颖，构思巧妙，不仅能够将融合口从支撑腿流道和第一筋流道的连接处转移至第一筋流道的中间位置(挤压型材不受力的位置)，使挤压型材的支撑腿结构强度更高，不易发生受力变形的问题，提升了挤压型材整体的结构强度；而且能够通过第一支桥和第二支桥合围形成的环形分流桥，可靠地支承第一芯头、第二芯头以及各斜筋芯头，提升了模芯的稳定性，既能够确保挤压型材的成型质量和尺寸精度，又能够提升模具的寿命，降低修模成本；同时第一支桥和第二支桥合围形成的环形分流桥能够有效平衡对第一筋流道、第二筋流道与各斜筋流道的供料，进一步提升挤压型材的成型质量。
附图说明
35.图1为本发明主要结构的配合关系示意图；
36.图2为上模和下模的配合关系示意图；
37.图3为上模远离下模一端端面的结构示意图；
38.图4为上模靠近下模一端端面的结构示意图；
39.图5为下模靠近上模一端端面的结构示意图；
40.图6为采用本发明的挤压模具挤压得到的挤压型材断面结构示意图。
具体实施方式
41.以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
42.如图1、图2和图6所示，一种能够将融合口偏移至型材非受力位置的挤压模具，其主要包括上模2和与上模2相适配的下模1，下模1具有贯穿其两端端面的型腔11，上模2具有与型腔11相适配的模芯21，模芯21伸入型腔11后，二者之间的缝隙连通构成模孔a，需要指出的是，模孔a的结构与挤压得到的挤压型材的结构一致。
43.请参见图1，模孔a至少包括支撑腿流道a4、第一筋流道a1、第二筋流道a2以及若干设置在第一筋流道a1和第二筋流道a2之间的斜筋流道a3，斜筋流道a3可以有一条，也可以由多条，第一筋流道a1、第二筋流道a2与各斜筋流道a3均自下模1的中心位置呈线形向外发散，即第一筋流道a1、第二筋流道a2与各斜筋流道a3均的一端均汇合至下模1的中心位置。
44.并且，支撑腿流道a4的一端与第一筋流道a1连通，本实施例中，支撑腿流道a4靠近第一筋流道a1远离下模1中心位置的一端。请参见图6，若利用现有挤压模具，挤压型材的传统融合口b’位于支撑腿与斜筋的连接处，导致挤压型材的支撑腿结构强度较低，在受力时易发生变形的问题。而本发明通过改进挤压模具的结构，使挤压型材的全新融合口b偏移至与支撑腿连接斜筋的中段，而全新融合口b的位置属于挤压型材不受力的位置，从而使挤压型材的支撑腿结构强度更高，不易发生受力变形的问题，提升了挤压型材整体的结构强度。
45.请参见图1、图2和图4，模芯21至少包括第一芯头211、第二芯头212以及若干设置
在第一芯头211和第二芯头212之间的斜筋芯头213，第一芯头211、第二芯头212与各斜筋芯头213以下模1的中心位置为圆心周向布置。第一筋流道a1位于第一芯头211沿下模1中心位置的周向远离相邻斜筋芯头213的一侧，第二筋流道a2位于第二芯头212沿下模1中心位置的周向远离相邻斜筋芯头213的一侧，第一芯头211与相邻斜筋芯头213之间形成斜筋流道a3，同样的，第二芯头212与相邻斜筋芯头213之间形成斜筋流道a3，任意相邻的斜筋芯头213之间也形成斜筋流道a3。
46.请参见图3和图4，上模2具有朝其中心位置延伸的主分流桥22，主分流桥22靠近上模2中心位置的一端一分为二，分别向两侧形成均呈弧形围绕上模2中心位置延伸的第一支桥23和第二支桥24，第一支桥23和第二支桥24远离主分流桥22的一端结合，使第一支桥23和第二支桥24共同形成环形分流桥，该环形分流桥的中心处形成位于上模2中心位置的中心分流孔25。并且，中心分流孔25的周围分布有自中心分流孔25向外延伸的外侧分流桥26，主分流桥22分别与两侧相邻的外侧分流桥26之间形成有外侧分流孔27，同样的，任意相邻的外侧分流桥26之间也形成有外侧分流孔27。
47.通过上面的设计，第一芯头211支承在第一支桥23上，第二芯头212支承在第二支桥24上，有的斜筋芯头213支承在第一支桥23上，有的斜筋芯头213支承在第二支桥24上，而有的斜筋芯头213同时支承在第一支桥23和第二支桥24上。因此，通过第一支桥23和第二支桥24合围形成的环形分流桥，可靠地支承第一芯头211、第二芯头212以及各斜筋芯头213，提升了模芯21的稳定性，既能够确保挤压型材的成型质量和尺寸精度，又能够提升模具的寿命，降低修模成本。
48.请参见图1，第一筋流道a1、第二筋流道a2与各斜筋流道a3的汇合位置在上模2上的投影位于中心分流孔25中，第一筋流道a1、第二筋流道a2与各斜筋流道a3远离下模1中心位置的一端在上模2上的投影分别位于对应的外侧分流孔27中，支撑腿流道a4在上模2上的投影位于对应的外侧分流孔27中。因此，第一支桥23和第二支桥24合围形成的环形分流桥能够有效平衡对第一筋流道a1、第二筋流道a2与各斜筋流道a3的供料，进一步提升挤压型材的成型质量。
49.请参见图2和图3，中心分流孔25朝着靠近下模1的方向包括依次连接的入口段251、收窄段252和出口段253，入口段251和出口段253均为圆柱形孔洞结构，且入口段251的直径大于出口段253的直径，收窄段252为自入口段251向出口段253逐渐减小的锥孔结构。因此，金属进入中心分流孔中后，先在直径最大且平直的入口段251中流动，再流入收窄段252中，经收窄段252缩径，最后再通过直径最小且平直的出口段253流出。这样的设计，不仅能够最大限度的满足对第一筋流道a1、第二筋流道a2与各斜筋流道a3的供料充足，提高了型材的成型质量，而且为模具挤压提升创造了条件。
50.进一步地，收窄段252对应模芯21的颈部，能够提高保证模芯21颈部的结构强度，减小了模芯21发生变形的风险。
51.进一步地，收窄段的锥孔母线与锥孔轴线之间的夹角为35
°
，同时，本实施例中，入口段251优选为40mm，出口段253一直延伸至上模2靠近下模1的一端端面，从而既能够保证型材的成型质量，又不太影响金属的流动速度，为模具挤压提升创造了条件。
52.请参见图2和图3，第一支桥23和第二支桥24远离下模1的一侧表面形成模芯基础平面20，模芯基础平面20低于上模2远离下模1的一端端面，主分流桥22与各外侧分流桥26
远离下模1的一侧表面均自上模2远离下模1的一端端面向模芯基础平面20逐渐下沉。主分流桥22与各外侧分流桥26为渐进式沉桥结构，能够有效减少挤压阻力，平衡第一支桥23和第二支桥24内外两侧金属流动，保证型材的成型质量。
53.请参见图3和图4，主分流桥22的宽度大于各外侧分流桥26的宽度，从而能够提高第一支桥23和第二支桥24的强度，尽最大可能提高模芯的稳定性，进而增加模芯21的稳定性，保证型材的成型质量和成型精度。
54.请参见图1和图5，下模1靠近上模2的一端端面凹陷形成有围绕在型腔11周围的一级焊合室28，一级焊合室28靠近型腔11的位置凹陷形成有围绕型腔11的二级焊合室29。其中，二级焊合室29对应第一支桥23、第二支桥24和各外侧分流桥26的位置均扩宽形成二级焊合室扩宽部291，能够加大分流桥桥下金属的流动速度，有效解决分流桥桥下两股金属不易融合的问题。同时，二级焊合室29对应各斜筋流道a3远离下模1中心的一端均收窄形成二级焊合室收窄部292，能够降低各条筋交会处金属的流动速度，保证金属流动的一致性，提高型材成型质量。而且，一级焊合室28在对应模孔a扩宽处设置有向外凸出的挡台281，各挡台281均位于二级焊合室29远离型腔11的一侧，能够有效限定金属的流动方向，提高型材成型质量。
55.通过上述设计，不仅有效规避了挤压型材的敏感部位出现融合口，而且整个挤压模具的供料非常均衡，同时模芯的稳定性高，确保挤压形成的尺寸精度和成型质量，降低修模频率。
56.最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。