專利名稱：鋁合金無縫氣瓶異形擠壓凹模的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及金屬擠壓成形的擠壓模具，特別是涉及鋁合金無縫氣瓶異形擠壓凹 模。
背景技術：
在工業(yè)生產(chǎn)中許多杯體需要用擠壓模具加工，目前鋁合金無縫氣瓶普遍應用反擠 壓加拉深的工藝。采用常規(guī)的反擠壓凹模加工的杯體，在拉深過程中存在底部中心部位突 起的現(xiàn)象，常常突起的高度超過原基面5-8mm，嚴重的影響杯體的站立。為消除底部突起，一 般采取底壓的方法，即在液壓機床上將凸出的底部中心壓平，再就是直接機械加工，由于加 工位置遠離裝夾部位，容易發(fā)生刀具顫動，影響加工速度，加工精度也無法保證，更主要的 是增加了一道加工工序，必然造成設備、人力資源的占用和制造成本的增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題，是提供一種有效地解決反擠壓杯體拉深過程中的底部 突出問題，減少加工工序，降低加工成本的鋁合金無縫氣瓶異形反擠壓凹模。采用的技術方案是鋁合金無縫氣瓶異形反擠壓凹模，包括底板、壓邊環(huán)、異形反擠壓凹模、頂出塊、淬 硬板及頂桿。所述的異形反擠壓凹模和裝入異形反擠壓凹模底部的頂出塊相配合，組合成 底部形狀是變斷面、階梯狀及圓周帶有斜度輪廓的異形反擠壓凹模半封閉腔體，通過減少 杯體在拉深過程中向底部中心流動的金屬體積來防止反擠壓杯體底部形狀的突出。淬硬板 安裝在底板上，組合后的頂出塊和異形反擠壓凹模安放在淬硬板上，并通過套裝在異形反 擠壓凹模上的壓邊環(huán)和壓邊螺栓固定連接在底板上，使之形成一套固定的反擠壓模具。頂 桿依次穿過底板和淬硬板連接在頂出塊上，提供將經(jīng)過反擠壓后形成的鋁合金無縫氣瓶杯 體頂出凹模的動力。裝配好的固定的反擠壓模具和可以上、下反復活動的頂出塊一起，構成 了鋁合金無縫氣瓶異形反擠壓模具。本發(fā)明獨特的結構設計，使得在氣瓶反擠壓杯體拉深成形過程中，盡可能的減少 氣瓶杯體底部邊緣尖角部分的金屬厚度，減少在拉深過程中向底部中心流動的金屬體積， 解決了氣瓶杯體底部中心突出的缺陷，取消了底部突起的后續(xù)加工工序，降低了產(chǎn)品加工 成本。


圖1是本發(fā)明的模具結構示意圖。圖2是本發(fā)明的鋁合金無縫氣瓶異形擠壓凹模工作示意圖。圖3是拉深過程Al階段的金屬流動原理示意圖。圖4是拉深過程A2階段的金屬流動原理示意圖。圖5是拉深過程A3階段的金屬流動原理示意圖。
具體實施例方式本發(fā)明是在分析拉深變形過程中參與變形的金屬流向后，得出了如下結論杯體 10在拉深凸模9和拉深凹模的共同作用下，杯體10的底部及側壁主要發(fā)生了縮頸和減壁 的變化，即杯體在拉深過程后，杯體的外表面直徑和壁厚都發(fā)生減少。為方便描述，將拉深 過程中參與變形的金屬，接照拉深凸模設計形狀的位置，劃分為Al、A2、A3三個部分，具體 見圖3、圖4、圖5的陰影部分。拉深過程中，杯體在拉深凸模的作用下，A1、A2、A3三個部分 的金屬依次進入拉深凹模。我們對各個部分的金屬流向分析如下首先，如圖3所示，Al部 分的特點是金屬變形時，拉深凸模無法對此處金屬提供有效地支撐，當Al部分金屬進入凹 模，并與凹模發(fā)生作用時，受到凹模施加的徑向壓縮，Al部分金屬開始向中心流動，并在底 部中心產(chǎn)生壓應力。此時金屬的流向受到兩個條件的限制，其一是A2部分金屬的限制(拉 應力)，其二是底部金屬的限制(壓應力)。當?shù)撞拷饘俚南拗拼笥贏2部分金屬的限制時， 金屬應趨向于沿軸向流動。但是，隨著進入凹模金屬體積的增多，更多的金屬開始向底部中 心流動，底部中心的壓應力逐漸增大。由于杯體底部中心的厚度與周圍相比最薄，當壓應力 增大到一定程度，超過金屬材料的屈服強度時，底部中心的金屬首先發(fā)生屈服變形，而變形 的方向由于受到拉深凸模的作用及杯體底形的影響，向外凸起的趨勢較向內(nèi)容易得多。所 以，底部中心的金屬向外凸起。并隨著Al部分的金屬順序進入凹模，進一步促使底部中心 的金屬繼續(xù)發(fā)生大的變形。如圖4所示，當A2部分金屬進入凹模，并與凹模發(fā)生作用時，金屬的流向延續(xù)了之 前的趨勢，進一步加強了底部中心的變形。但是，隨著凸模對杯體支撐的作用逐漸加強，同 時杯體受到凹模作用部分金屬由底部逐漸過渡到杯體側壁，其厚度逐漸降低。受這兩個因 素的影響，A2部分的金屬漸漸開始發(fā)生軸向移動，并逐漸成為主要變形方式。此時，底部中 心的凸起結束。如圖5所示，當A3部分金屬進入凹模，并與凹模發(fā)生作用時，金屬徑向的流向僅限 于填充杯體與凸模之間的間隙，沿著杯體軸向的變形成為最主要的方式，使得杯體變薄、變長。綜上所述，杯體底部凸出的根本原因是拉深過程中杯體底部金屬參與徑向流動造 成。基于以上分析，解決底部中心凸出的關鍵在于杯體進入拉深凹模時，盡量減少杯體Al 段和A2段一部分參加徑向流動的金屬體積。根據(jù)以上的分析，對反擠壓凹模進行了設計更 改，希望通過模具保證杯體底部外表面的合理形狀。鋁合金無縫氣瓶異形反擠壓凹模，包括底板1、壓邊環(huán)2、異形反擠壓凹模3、頂出 塊4、淬硬板5及頂桿6。所述的異形反擠壓凹模3和裝入異形反擠壓凹模3底部的頂出塊 4相組合，組合成半封閉的腔體，目的是形成(或者限制)反擠壓杯體10的底部形狀，經(jīng)反 擠壓后的反擠壓杯體的底部形狀具有與異形反擠壓凹模3 —致的變斷面、階梯狀7及外周 帶有斜度輪廓8。通過減少在隨后的拉深過程中向底部中心流動的金屬體積來限制反擠壓 杯體底部中心的突出。淬硬板5安裝在底板1上，組合后的頂出塊4和異形反擠壓凹模3 安放在淬硬板5上，并通過套裝在異形反擠壓凹模3上的壓邊環(huán)2和壓邊螺栓固定連接在 底板1上。頂桿6依次穿過底板1和淬硬板5連接在頂出塊4上，提供將杯體(鋁合金無 縫氣瓶反擠壓坯料)10頂出反擠壓凹模腔體的動力，拉深凸模9在液壓機的作用下，在反擠壓過程中將原料順利擠壓成底部外表面具有要求形狀、內(nèi)部中心凹陷的杯體。
權利要求
1.鋁合金無縫氣瓶異形擠壓凹模，包括底板(1)、壓邊環(huán)O)、異形反擠壓凹模(3)、頂 出塊G)、淬硬板( 及頂桿(6)，其特征在于所述的異形反擠壓凹模C3)和裝入異形反擠 壓凹模C3)底部的頂出塊(4)相組合，組合成變斷面、階梯狀(7)及圓周帶有斜度輪廓(8) 的異形反擠壓凹模(3)，淬硬板(5)安裝在底板(1)上，組合后的頂出塊(4)和異形反擠壓 凹模(3)安放在淬硬板(5)上，并通過套裝在異形反擠壓凹模(3)上的壓邊環(huán)(2)和壓邊 螺栓固定連接在底板(1)上，頂桿(6)依次穿過底板(1)和淬硬板( 連接在頂出塊(4) 上。
全文摘要
鋁合金無縫氣瓶異形反擠壓凹模，包括底板、壓邊環(huán)、異形反擠壓凹模、頂出塊、淬硬板及頂桿。所述的異形反擠壓凹模和裝入異形反擠壓凹模底部的頂出塊相配合，組合成底部形狀是變斷面、階梯狀及圓周帶有斜度輪廓的異形反擠壓凹模半封閉腔體，淬硬板安裝在底板上，組合后的頂出塊和異形反擠壓凹模安放在淬硬板上，并通過套裝在異形反擠壓凹模上的壓邊環(huán)和壓邊螺栓固定連接在底板上，頂桿依次穿過底板和淬硬板連接在頂出塊上，構成了鋁合金無縫氣瓶異形反擠壓模具。本發(fā)明獨特的結構設計，氣瓶反擠壓拉深成形過程中，減少底部邊緣尖角部分的金屬厚度，向底部中心流動的金屬體積，解決了氣瓶杯體底部中心突出的缺陷，取消了底部突起的后續(xù)加工工序，降低了產(chǎn)品加工成本。
文檔編號B21C23/20GK102114497SQ20091024905
公開日2011年7月6日 申請日期2009年12月30日 優(yōu)先權日2009年12月30日
發(fā)明者韓磊 申請人:沈陽中復科金壓力容器有限公司