一種細小懸臂結構分流擠壓模具的製作方法

2024-02-18 23:21:15

本發明涉及模具設計與加工領域，特別涉及一種具有懸臂結構的鋁型材擠壓模具。

背景技術：

具有懸臂結構的鋁型材產品是指構成了半封閉形狀的型材產品。加工該產品的模具在擠壓過程中形成了受載懸臂梁，稱之為懸臂模具。因為擠壓機所施加的壓力通常都會達到幾百噸甚至幾千噸，所以對模具的強度要求非常高。

現有的針對航空座椅框架而設計的懸臂鋁型材，該鋁型材呈「日」字型(如附圖1所示)，該「日」字型鋁型材一角上加工有一開口朝外的圓環。該圓環用於穿靠背布簾類卷芯，開口用於夾持靠背類布簾。為了加工出此圓環，需在下模設計一形狀與其匹配的懸臂頭及懸臂頸。由於此圓環直徑達6mm而開口僅2mm，懸臂頭前端面積是懸臂頸面積的10倍以上，而面積相差越大，懸臂頸所受的剪切應力就越大，且開口處後面都要打空刀以便出料，空刀量一般最小也要單邊0.3mm，所以打完空刀後懸臂頸對於懸臂頭的最大有效支撐僅1.4mm，如此有限的後支撐根本無法保證懸臂結構的最低強度要求，所以模具的懸臂結構很容易變形或斷裂。由於此類型的截面特徵無法採用常規的吊橋結構，也不宜採用假分流模結構，因此，目前急需開發一種懸臂結構強度足夠大的擠壓模具。

技術實現要素：

本發明提出一種細小懸臂結構分流擠壓模具，解決了現有技術中擠壓模具的細小懸臂容易被擠壓折斷，從而使得模具不能使用的問題。

本發明的技術方案是這樣實現的：

一種細小懸臂結構分流擠壓模具，包括相互配合的上模和下模，所述上模設有分流孔與分流橋，分流橋將分流孔隔開，上模的內側中央還設有模芯，所述下模設有焊合室，焊合室的中央設有與所加工的鋁型材外輪廓一致的空腔，所述模芯插入空腔後形成與鋁型材形狀一致的型腔；所述空腔的其中一側壁上連接有一懸臂結構，所述懸臂結構位於空腔兩個側壁的夾角處，懸臂結構包括相連的懸臂頸和呈圓柱形的懸臂頭，懸臂頸與其中一側壁連接，空腔旁的焊合室底面加工有一凸出的懸挑式的吊橋，吊橋一端與懸臂頭連接固定，吊橋沿懸臂頸方向往焊合室內側壁延伸。

進一步地，所述吊橋與懸臂頭的連接處為一呈圓柱形的連接頭，連接頭直徑小於懸臂頭直徑。連接頭直徑小於懸臂頭直徑可以使得對進料的影響降至最低。

進一步地，所述吊橋另一端通過固定端固定在焊合室底面，固定端與連接頭之間為一懸空的錐形部。設置錐形部為懸空可以最大限度減少吊橋對於進料的影響。

進一步地，所述吊橋的高度為10-15mm。

進一步地，焊合室的深度大於等於吊橋的高度。使得上下模能夠順利對接，不影響模具的使用。

與現有技術相比，本發明的有益效果為：本發明改變了細懸臂模具僅有後支撐的設計理念而改為前後雙支撐，在下模焊合室底面加工了一個用於加固細懸臂的凸起的懸挑式的吊橋結構，吊橋一端固定在焊合室底面一端與懸臂結構連接，從而起到加固懸臂結構的作用，保護懸臂結構不容易偏擺，大大增強了懸臂結構的強度，使此類細小懸臂結構截面模具的設計壽命和實際生產效果均變為可行；其次，由於吊橋沿懸臂頸方向往焊合室內側壁延伸，因此可將吊橋對於進料的遮擋影響降至最小，不會影響模具的正常使用。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對於本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明加工出的鋁型材的斷面圖；

圖2為本發明的上模示意圖

圖3為未安裝懸挑式的吊橋結構的下模示意圖；

圖4為安裝了懸挑式的吊橋結構的下模示意圖；

圖5為懸臂與吊橋的連接示意圖；

圖6為本發明的上下模配合示意圖；

圖7為本發明的剖面圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

參見圖1-7：

本實施例以航空座椅框架型材為例說明，實際上，本發明中的吊橋4的設計同樣可用於其它具有細懸臂結構的型材的模具中。

如圖1，加工好的鋁型材中間有兩個腔體，呈「日」字型，一角上有一個開口朝外的圓環。該懸臂結構鋁型材是針對航空座椅框架而設計的，該「日」字型鋁型材一角上加工有一開口朝外的圓環。該圓環用於穿靠背布簾類卷芯，開口用於夾持靠背類布簾。

如圖2-3所示的擠壓模具，上模設有分流孔5與分流橋6，分流孔5可為2-6個，本實施例中為4個。分流橋6將分流孔5隔開，上模內側中央還設有模芯2。所述模芯2與鋁型材兩個腔體的形狀相匹配。下模設有焊合室1，焊合室1中央設有與所加工的鋁型材外輪廓一致的空腔8。為加工出鋁型材一角上開口朝外的圓環形狀，空腔8兩側壁的夾角上連接有一懸臂結構，懸臂結構包括相連的懸臂頭3和懸臂頸9，懸臂頸9與空腔8的其中一側壁連接。所述模芯2插入空腔8後形成與鋁型材形狀一致的型腔7。

上模與下模上還設有定位銷和裝配螺紋孔。將上下模相互配合併組裝好後，鋁型材的錠坯在壓力作用下，從上模的分流孔5流入焊合室1，在焊合室1內匯集，在高溫高壓等條件的作用下重新焊合，最後通過型腔7流出，從而形成如圖1所示的鋁型材。

但在現實生產中，擠壓機所施加的壓力通常都會達到幾百噸甚至幾千噸，且連接在空腔8側壁上的懸臂頸9十分纖細，而以懸臂頸9比作為固定支撐的懸臂頭3的面積要大很多，本實施例中懸臂頸9的寬度僅2mm，而懸臂頭3的直徑為6mm，這導致懸臂頭3所受到的壓力都傳導到了懸臂頸9處，應力過於集中，強大的壓力很容易就會造成模具從懸臂頸9處變形或斷裂，如此整個下模都將報廢，從而導致整個模具根本無法使用。

因此，本發明提出了一種加固懸臂結構的方法。

如圖2和圖4-6所示，在焊合室1的底面用數控工具機加工出一懸挑式的吊橋4，吊橋4一端固定在焊合室1底面，另一端與懸臂頭3連接。吊橋4與懸臂頭3連接處為一圓柱形連接頭10，連接頭10的直徑小於懸臂頭3的直徑。吊橋4通過固定端固定在焊合室1底面，固定端與連接頭10之間為一懸空的錐形部。這樣在懸臂頭3的頂端將其與焊合室1固定在一起，起到了加固懸臂結構的作用。用數控工具機加工吊橋4，能夠保證其加工強度和精度。

吊橋4沿著懸臂頸9方向往焊合室1的側壁延伸。因為吊橋4與懸臂頭3連接處為錐形，且懸臂頭3位於空腔8的一個角上，因此當吊橋4沿著懸臂頸9方向在焊合室1表面延伸時，錐形部位於懸臂頸9的正上方，懸臂頸9是為了加工出圓環開口的形狀，不需要進料，因此可將錐形部對於進料的遮擋影響降至最低。同時設置錐形部為懸空能最大限度減少對型腔7的遮擋，從而把吊橋4對鋁型材錠坯進入型腔7的影響降到最低。

而當吊橋4不在此位置時，錐形部就不會位於懸臂頸9的正上方，這樣就會遮擋到其餘需要進料的地方，影響進料，所產生的實際效果都沒有錐形部位於懸臂頸9正上方的效果好。

在加工過程中圓柱形連接頭10的直徑應儘可能的設計的大一些以增強其強度，但不能大於或等於懸臂頭3的直徑，以免影響進料。同時，吊橋4的固定端也適當的設計的大一些，增大其與焊合室1的接觸面積，增強其強度。

吊橋4的高度為10-15mm，焊合室1的深度大於等於吊橋4的高度。使得上下模能夠順利對接，不影響模具的使用。

在沒有加裝吊橋4之前，模具一擠壓就會出現斷裂的情況；加裝吊橋4之後，模具可以正常使用半年以上。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。