所屬領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋁型材擠壓模具及一種鋁型材擠壓生產(chǎn)方法，屬于機(jī)械模具領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在鋁型材擠壓的過程中，模具及模具內(nèi)金屬的溫度控制是擠壓生產(chǎn)的關(guān)鍵，但在生產(chǎn)線上調(diào)節(jié)此溫度的手段有限，目前只能通過調(diào)節(jié)擠壓筒、擠壓坯料、擠壓模具的預(yù)加熱溫度、適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)節(jié)拍和擠壓速度來確保模具及模具內(nèi)金屬的溫度在正常范圍內(nèi)。

在實(shí)際生產(chǎn)中，流動金屬因擠壓溫度低會導(dǎo)致金屬變形困難，進(jìn)而導(dǎo)致模具應(yīng)力過大，造成大量擠壓模具的早期報廢。另外，目前擠壓機(jī)生產(chǎn)線一旦停機(jī)，模具及內(nèi)部金屬會在5分鐘內(nèi)降溫，導(dǎo)致無法繼續(xù)擠壓。

通過檢索，申請人發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)鋁型材擠壓生產(chǎn)前的準(zhǔn)備中，需要分別對擠壓筒、擠壓坯料、擠壓模具進(jìn)行預(yù)加熱，以提高金屬的塑變能力和流動能力。擠壓生產(chǎn)前，預(yù)熱的方式有很多，對于大型擠壓設(shè)備，常采用將模具加熱爐分布于模具外周或利用內(nèi)置于模具的電熱絲進(jìn)行加熱。對于小型模具常采用電阻爐對擠壓模具進(jìn)行整體加熱，再轉(zhuǎn)移到擠壓設(shè)備中去。

專利(201120491727.6)公開了一種擠壓模具電阻絲加熱裝置，該加熱裝置由加熱器和溫度控制器組成，加熱器由發(fā)熱電阻絲繞制于中空圓柱中，在加熱時，加熱器放置于擠壓模具的內(nèi)表面上，通過溫度控制器控制溫度范圍為0～400℃，從而實(shí)現(xiàn)對小型擠壓模具的加熱。

專利(201020142819.9)公開了一種鋁型材擠壓生產(chǎn)線上模具用的自動感應(yīng)加熱設(shè)備，該發(fā)明采用了電磁感應(yīng)加熱爐，將其放置于推進(jìn)裝置上，沿模具的軸向推進(jìn)，加熱爐內(nèi)有測溫元件，可以感知模具的溫度，該設(shè)備通過模具托架的水平移動，將模具托架置于電磁感應(yīng)加熱爐之下，再降下電磁感應(yīng)爐進(jìn)行加熱。在電控裝置的控制下，電熱爐實(shí)現(xiàn)自動升降，對被加熱的模具施加交變磁場，是模具內(nèi)部產(chǎn)生渦流，實(shí)現(xiàn)模具的自發(fā)熱。專利(201120287038.3)公開了一種鋁型材擠壓模具的電磁加熱機(jī)，是對專利(201020142819.9)的改進(jìn)。

文獻(xiàn)：李德慧,徐振越,裴久陽.熱擠壓模具鋼自身電阻加熱方法及試驗(yàn)分析[j].熱加工工藝.2013(17)，公開了一種熱擠壓模具的加熱方法。該方法利用自身電阻加熱，把工件本身作為加熱元件，利用電阻的熱效應(yīng)在金屬中通過電流，通過電流的做功消耗電能使自身的溫度升高。

但是，現(xiàn)有技術(shù)的上述解決方案均是針對的是金屬擠壓操作前擠壓模具的預(yù)熱，無法對正在實(shí)施擠壓操作的模具在線實(shí)時加熱，從而無法降低模具內(nèi)分流橋的應(yīng)力，改善模具受力環(huán)境，提高模具壽命。

同時，現(xiàn)有技術(shù)中會存在這種情況，如果模具及模具內(nèi)金屬的某位置溫度過低，操作人員是無法在擠壓機(jī)正在實(shí)施擠壓的過程中提高其溫度的，也無法在擠壓機(jī)正在實(shí)施擠壓的過程中調(diào)節(jié)模具內(nèi)某個特定位置的溫度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明提出了一種鋁型材擠壓模具，該模具的主要特征在于包括一種用于鋁型材擠壓模具入口的加熱墊。

操作人員可在擠壓機(jī)上對正在實(shí)施擠壓操作的鋁型材擠壓模具在線實(shí)時加熱模具及模具內(nèi)外金屬，使模具內(nèi)的金屬易于流動變形，降低擠壓力，通過調(diào)節(jié)電加熱功率調(diào)整金屬流在分流橋部位的溫度從而降低模具內(nèi)分流橋的應(yīng)力，改善模具受力環(huán)境，從而大幅提高模具使用壽命。同時，本發(fā)明可在擠壓機(jī)短時停機(jī)后，對模具及模具內(nèi)金屬進(jìn)行升溫，不必卸模即可繼續(xù)擠壓生產(chǎn)。

一種鋁型材擠壓模具，包括上模1、下模2，上模1與下模2配合安裝，所述上模1的上端面制有上模分流孔1-1和分流橋1-2，還包括用于所述上模1上端面位置的加熱墊3，所述加熱墊3上制有電熱絲槽3-1和加熱墊分流孔3-2，所述加熱墊3及加熱墊分流孔3-2的形狀、尺寸與所述上模1上端面的形狀、尺寸相同，從而使得加熱墊3的外形輪廓及尺寸、加熱墊分流孔3-2的外形輪廓及尺寸均能夠與所述上模1上端面形成配合關(guān)系；

所述電熱絲槽3-1緊貼上模1的上模分流孔1-1的外輪廓布置，使得擠壓時上模1及金屬坯料受熱均勻，并且所述電熱絲槽3-1內(nèi)置有溫度傳感器；

所述加熱墊3的材質(zhì)為耐熱高強(qiáng)鋼，厚度為所述上模1和下模2配合安裝后厚度的1/20-1/3。

優(yōu)選，本發(fā)明所述的加熱墊3與擠壓模具上模1、下模2之間采用螺栓進(jìn)行連接。

優(yōu)選，所述加熱墊3的加熱溫度根據(jù)具體的鋁合金型號設(shè)定，對于部分合金加熱溫度可以設(shè)置于所述加熱墊3所用材質(zhì)的熔點(diǎn)之上。

上述加熱墊3應(yīng)用于分流組合模具的加熱，具體為2個及2個以上分流孔組合模具的加熱。

上述加熱墊3應(yīng)用于實(shí)心型材模具加熱。

上述加熱墊3應(yīng)用于鋁型材擠壓模具加熱，進(jìn)一步應(yīng)用于有色金屬及其合金的型材擠壓模具加熱。

本發(fā)明可使操作人員在擠壓機(jī)正在實(shí)施擠壓的過程中在線實(shí)時提高擠壓模具內(nèi)外金屬坯料的溫度，通過調(diào)節(jié)電加熱功率調(diào)整金屬流在分流橋部位的溫度，使其易于流動變形，降低擠壓力，降低模具內(nèi)分流橋的壓力，從而大幅提高模具的壽命。

另外，目前擠壓機(jī)生產(chǎn)線一旦停機(jī)，模具及內(nèi)部金屬會在5分鐘內(nèi)降溫，導(dǎo)致無法繼續(xù)擠壓，本發(fā)明可在擠壓機(jī)短時停機(jī)后，對模具及模具內(nèi)金屬進(jìn)行加溫，不必卸模即可繼續(xù)擠壓生產(chǎn)。

附圖說明

圖1為實(shí)施例1鋁型材擠壓模具的軸向剖視圖。

圖2為實(shí)施例1中所述加熱墊的俯視圖。

圖3為實(shí)施例1中所述加熱墊徑向剖視圖。

圖4為實(shí)施例1中所述加熱墊三維圖。

圖5為實(shí)施例1鋁型材擠壓模具的裝配體三維圖。

圖6為實(shí)施例1鋁型材擠壓模具(透視所述加熱墊)的裝配體三維圖。

其中，1、上模，2、下模，3、加熱墊，1-1、上模分流孔，1-2、分流橋，3-1、電熱絲槽，3-2、加熱墊分流孔。

具體實(shí)施方式

在傳統(tǒng)鋁型材擠壓模具上模上端面安裝本發(fā)明的加熱墊，其擠壓過程所使用設(shè)備與鋁合金型材的擠壓方法大致相同。

傳統(tǒng)鋁合金型材的擠壓方法步驟包括:

1.準(zhǔn)備：擠壓坯料(一般為鑄錠)、擠壓設(shè)備(擠壓機(jī)和擠壓模具)。

2.預(yù)熱：包括擠壓筒、擠壓模具和擠壓坯料。

3.調(diào)整擠壓設(shè)備各項(xiàng)參數(shù)，準(zhǔn)備進(jìn)行擠壓加工。

然后，按照本專利的技術(shù)方案，鋁型材擠壓模具上模的入口端面增加一層加熱墊，其外輪廓和分流孔的形狀及尺寸與模具上模端面形成配合關(guān)系。在加熱墊與上模接觸的端面上開有布置電熱絲和溫度傳感器的電熱絲溝槽。

在擠壓機(jī)正在實(shí)施擠壓的過程中在線提高擠壓模具內(nèi)外金屬坯料的溫度，通過供電裝置給加熱墊內(nèi)的電熱絲通電加熱，并通過加熱墊內(nèi)的溫度傳感器檢測加熱墊的溫度，通過閉環(huán)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)供電功率，使加熱墊的溫度保持在給定范圍以內(nèi)。通過調(diào)整金屬流在分流橋部位的溫度，使其易于變形，降低擠壓力，降低模具內(nèi)分流橋的應(yīng)力，從而大幅提高模具的使用壽命。

實(shí)施例1

本發(fā)明的加熱墊用于傳統(tǒng)鋁型材擠壓分流模具

一種鋁型材擠壓模具，包括上模1、下模2，上模1與下模2配合安裝，所述上模1的上端面制有上模分流孔1-1和分流橋1-2，還包括用于所述上模1上端面位置的加熱墊3，所述加熱墊3上制有電熱絲槽3-1和加熱墊分流孔3-2，所述加熱墊3及加熱墊分流孔3-2的形狀、尺寸與所述上模1上端面的形狀、尺寸相同，從而使得加熱墊3的外形輪廓及尺寸、加熱墊分流孔3-2的外形輪廓及尺寸均能夠與所述上模1上端面形成配合關(guān)系；

所述電熱絲槽3-1緊貼上模1的上模分流孔1-1的外輪廓布置，以保證上模1及金屬坯料受熱均勻?yàn)樵瓌t，并且所述電熱絲槽3-1內(nèi)置有溫度傳感器；

所述加熱墊3的材質(zhì)為耐熱高強(qiáng)鋼，厚度為所述上模1和下模2配合安裝后厚度的1/10，確保擠壓工藝進(jìn)行時加熱墊仍保持原有的形狀不被壓塌。

傳統(tǒng)鋁型材擠壓分流模具由上模1、下模2組成。在擠壓模具的上模1入口端面增加本例的加熱墊3，如圖1所示，加熱墊3的俯視圖如圖2所示，剖視圖如圖3所示，三維視圖如圖4所示。加熱墊3的外輪廓和加熱墊分流孔3-2的形狀及尺寸與模具上模1的端面形成配合關(guān)系。擠壓時，金屬坯料經(jīng)由加熱墊分流孔3-2、上模分流孔1-1流入模具。

本例中，電熱絲槽3-1的形狀及位置可有多種布置方案，以盡可能保證模具和金屬坯料受熱均勻?yàn)樵瓌t，也可如圖1所示。

使用時，如下操作：

1.上模1上端面安裝本例的加熱墊3，與上模1、下模2裝配為一整套模具，如圖1、5、6所示。

2.對步驟1中的整套模具、有色金屬坯料進(jìn)行預(yù)熱，并預(yù)加熱擠壓筒。

3.向擠壓機(jī)內(nèi)裝入整套模具及坯料。

4.通過擠壓機(jī)上的擠壓桿將坯料擠壓入整套模具的各分流孔中。

5.擠壓操作進(jìn)行過程中，通過供電裝置給加熱墊3內(nèi)的電熱絲通電加熱，并通過加熱墊3內(nèi)的溫度傳感器檢測加熱墊3的溫度，通過溫度閉環(huán)控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)供電功率，使加熱墊3的溫度保持在給定范圍以內(nèi)。

6.將焊合室內(nèi)經(jīng)過分流、焊合后的坯料由下模2擠出，形成型材。

原理說明，擠壓過程中，金屬坯料進(jìn)入上模分流孔1-1以前，先流經(jīng)加熱墊分流孔3-1。加熱墊3在通電加熱后，溫度會高于金屬坯料。經(jīng)過加熱墊分流孔3-1的金屬坯料，其溫度會升高，其金屬流動性也隨之提高，對于模具分流橋1-2及焊合室的沖擊會明顯降低，從而降低模具所受的應(yīng)力，提高模具壽命，降低擠壓力。

以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種等同變換，這些等同變換均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。