一种带内键槽的空心螺旋面转子型材挤压装置及挤压方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种带内键槽的空心螺旋面转子型材挤压装置及挤压方法，该装置包括上模和下模；上模一端开设有至少一个导流室，另一端与导流室相连通设置有至少两个分流孔；相邻两个分流孔之间设置有分流桥；两两分流桥相交汇处设置有阻碍台；上模远离导流室的一端连接有模芯；与上模相连接的下模一端至少设置为一级焊合室，焊合室远离上模的一端连通有下模模口，模芯远离上模的一端依次插设于焊合室和下模模口内；导流室、分流孔、焊合室和下模模口依次相连通；模芯外壁上设置有相配合连接的过渡键结构和键结构。本发明专利技术基于上述装置的挤压方法采用轻质合金对空心转子直接挤压成形，加工效率与坯料利用率高，生产成本低。生产成本低。生产成本低。

【技术实现步骤摘要】
一种带内键槽的空心螺旋面转子型材挤压装置及挤压方法


[0001]本专利技术涉及金属挤压
，特别是涉及一种带内键槽的空心螺旋面转子型材挤压装置及挤压方法。

技术介绍

[0002]螺旋面转子作为机械增压器、螺杆压缩机、螺旋转子流量计等装备的核心部件，广泛应用于汽车、机械、化工、冶金、建筑、矿山和航天等重要领域。现阶段，螺旋面转子的加工主要是以各种铸态或锻造态钢材圆棒为原料，通过传统机加工(如滚削、铣削、车削、磨削、刨削等)方式成形。一方面，传统机加工对机床结构和刀具设计要求较高，机加工难度大，限制了其应用范围，且加工效率低，浪费原材料，生产成本极高，严重不符合装备轻量化的发展需求；另一方面，其对原材料利用率极低，且严重破坏了金属的纤维组织，一定程度地影响了转子的力学性能。同时，在新型螺杆机构中，随着螺旋曲面的廓形日益趋向多样化和复杂化，螺旋曲面产品的新型加工方法和工艺的开发成为关键。
[0003]众说周知，在挤压成形中，坯料受到强烈的三向压应力作用，可以大幅度提升型材的强度(形变强化)，同时能够成形出形状极其复杂的横断面型材。此外，通过挤压工艺可以进行连续生产，工艺流程简短，挤压模具费用较低，使用寿命较长，生产过程自动化程度高，所需人力较少，可以显著提高原材料的利用率和挤压型材的精度，且加工效率和经济效益均高于传统机加工方式。但目前缺乏连续空心且带内联接结构的螺旋面转子型材的挤压方法与工艺。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种带内键槽的空心螺旋面转子型材挤压装置及挤压方法，以解决上述现有技术存在的问题，采用直接挤压成形，转子横截面轮廓精度较高，扭转角误差较小，可以保留型材内完整的高强、高韧性的纤维组织。且加工效率高，坯料利用率高，生产成本低。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]本专利技术提供一种带内键槽的空心螺旋面转子型材挤压装置，包括上模和下模；所述上模一端开设有至少一个导流室；所述上模另一端与所述导流室相连通设置有至少两个分流孔，相邻两个所述分流孔之间设置有一个分流桥；两两所述分流桥之间相交汇处设置有阻碍台；所述上模远离所述导流室的另一端连接有模芯；与所述上模相连接的所述下模一端至少设置为一级焊合室，焊合室远离所述上模的一端连通有下模模口，所述模芯远离所述上模的一端依次插设于所述焊合室和所述下模模口内；所述导流室、分流孔、焊合室和下模模口依次相连通；模芯外壁上设置有相配合连接的过渡键结构和键结构。
[0007]可选的，所述上模一端依次开设有两个或多个所述导流室，导流室的具体数目和形状不做限定，本专利技术以两个为例进行表述；两个所述导流室分别为一级导流室和二级导流室，所述一级导流室和二级导流室均为蝶形结构，且所述一级导流室的截面尺寸大于所
述二级导流室的截面尺寸，所述二级导流室位于所述分流孔和所述一级导流室之间。多级导流室结构均设置为蝶形，其可以均衡坯料流速，降低挤压力，有利于坯料的合理流动，避免模具应力集中。
[0008]可选的，所述分流桥与所述分流孔数量不做限定；本专利技术以三个为例说明，所述上模开设有三个所述分流孔；分流孔数目与转子叶轮数目优选为一致，且数目大于等于两个，可以起到合理分配坯料体积和平衡坯料流速的作用；相邻两个所述分流孔之间分别通过一个所述分流桥分隔，本专利技术的其中一个实施例中，三个所述分流桥呈均匀放射状布置，且三个所述分流桥分别自所述上模内壁至所述上模中心位置延伸，并于所述上模中心位置处两两交汇连接；所述分流孔的内壁自靠近导流室一端至靠近下模一端，呈锥形逐渐向外倾斜，倾斜角度可设为5
‑
10
°
具体的倾斜形状并不限制于锥形，其他结构也属于本专利技术可作出的合理变形，倾斜角度不做具体限制，前述角度范围为最佳角度值，其可以增大分流比，平衡坯料流速，有利于多股坯料的流动和焊合，提高空心转子型材的焊缝质量，同时可以适当减小挤压力，提高模具寿命。分流桥设置有倾斜部，倾斜部包括设置于分流桥两侧的两个倾斜面，且倾斜部为不等宽结构，倾斜部靠近导流室的部位窄，远离导流室的部位宽，分流桥上倾斜部由窄到宽的倾斜度可设为1
‑5°
；靠近下模焊合室的分流桥一端设置有倒角；两两分流桥相交汇处设置有倒角结构；所述分流桥一端的倒角可以调整坯料的流动方向，促使更多的坯料流向分流桥后方，有利于多股坯料间的焊合，提高型材焊缝的结合质量和强度；两两分流桥相交汇处的倒角结构可以均衡坯料的流动速度，调整坯料的流动方向，降低模芯的受力，提高模具的寿命。
[0009]可选的，所述模芯一端与所述上模中心位置处通过平滑的锥台结构过渡连接，锥台结构可以通过锥形斜面减缓坯料流动过程中对模芯的冲击作用，调整坯料流速，降低模芯受力，提高模芯寿命；过渡键结构自焊合室内模芯的一端延伸至下模模口与焊合室的交界面位置，过渡键结构可以均衡坯料流速，预成形带内键槽的空心螺旋面转子型材内的键槽，减缓坯料流经模芯时的模芯受力；所述键结构沿直线或一定的扭转角设置在模芯外壁，并延续所述过渡键结构，直至远离焊合室的模芯一端；所述键结构和模芯组成的横截面形状与待成形的带内键槽的空心螺旋面转子型材的内轮廓相一致，所述键结构的扭转角与待成形的带内键槽的空心螺旋面转子型材的扭转角优选为一致，其也可以不一致，可以根据实际情况具体设置；所述键结构的横截面形状不限，其可以采用的横截面形状包括矩形、梯形、齿轮形、转子形或多线条组合式。
[0010]可选的，所述阻碍台与所述分流孔数量相同，所述倒角结构位于所述分流孔靠近所述锥台结构的一端，所述阻碍台位于所述倒角结构上。阻碍台不仅可以对分流孔内流入坯料的流速进行缓冲，改善坯料的流动方向，避免模芯产生过大的应力集中，增加模芯强度，而且可以促使更多的坯料受到其作用分流到分流桥桥位后方，提升带内键槽的空心螺旋面转子型材焊缝的焊合质量。
[0011]可选的，所述下模内依次设置有两个或多个连通的焊合室，焊合室数量也不做具体限定，本专利技术以两个为例说明，两个所述焊合室分别为靠近所述上模的一级焊合室和靠近所述下模模口的二级焊合室；所述一级焊合室横截面的面积大于二级焊合室横截面的面积；所述一级焊合室形状为与所述分流孔轮廓相适应的蝶形，所述二级焊合室形状为与所述下模模口横截面轮廓相适应的转子形，其形状可以一致，也可以不一致，本专利技术具体实施
例中以一致的情况为例进行说明，所述二级焊合室横截面的面积大于等于所述下模模口横截面的面积；所述一级焊合室内设置有扭转状或流线状的引流槽，引流槽还可以设置为其他形状，具体根据实际使用工况选择。坯料在流动过程中优先进入引流槽内，可以促进坯料的合理分配，从而便于形成具有良好焊合质量的空心转子型材。在多级焊合室结构中，一级焊合室为蝶形，二级焊合室及多级焊合室为无扭转角或呈一定扭转角的转子型材横截面形状，且焊合室横截面面积逐级减小，但大于下模模口的横截面面积，其中，焊合室蝶形结构可以顺应坯料的流动规律，减少一级焊合室内坯料流动死区的面积，二级焊合室及多级焊合室的形状可以预成形转子的轮廓形状，同时所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带内键槽的空心螺旋面转子型材挤压装置，其特征在于：包括上模和下模；所述上模一端开设有至少一个导流室；所述上模另一端与所述导流室相连通设置有至少两个分流孔，相邻两个所述分流孔之间设置有一个分流桥；两两所述分流桥相交汇处设置有阻碍台；所述上模远离所述导流室的一端连接有模芯；与所述上模相连接的所述下模一端至少设置为一级焊合室，焊合室远离所述上模的一端连通有下模模口；所述模芯远离所述上模的一端依次插设于所述焊合室和所述下模模口内；所述导流室、分流孔、焊合室和下模模口依次相连通；所述模芯外壁上设置有相配合连接的过渡键结构和键结构。2.根据权利要求1所述的带内键槽的空心螺旋面转子型材挤压装置，其特征在于：所述上模一端依次开设有两个所述导流室，两个所述导流室分别为一级导流室和二级导流室，所述一级导流室和二级导流室均为蝶形结构，且所述一级导流室的截面尺寸大于所述二级导流室的截面尺寸，所述二级导流室位于所述分流孔和所述一级导流室之间。3.根据权利要求1所述的带内键槽的空心螺旋面转子型材挤压装置，其特征在于：所述上模开设有三个所述分流孔，相邻两个所述分流孔之间分别通过一个所述分流桥分隔，三个所述分流桥分别自所述上模内壁至所述上模中心位置延伸，并于所述上模中心位置处两两交汇连接；所述分流孔的内壁自靠近所述导流室一端至靠近所述下模一端逐渐向外倾斜；所述分流桥设置有倾斜部，所述倾斜部包括设置于所述分流桥两侧的两个倾斜面；所述倾斜部靠近所述导流室的部位窄，远离所述导流室的部位宽，所述分流桥的倾斜部由窄到宽逐渐倾斜；所述分流桥靠近下模焊合室的一端设置有倒角，所述倒角位于所述倾斜部远离所述导流室的一端。4.根据权利要求1所述的带内键槽的空心螺旋面转子型材挤压装置，其特征在于：所述模芯一端与所述上模中心位置处通过平滑的锥台结构过渡连接；所述键结构和所述模芯组成的横截面形状与待成形的带...

【专利技术属性】
技术研发人员：张存生，刘明甫，孟子杰，陈良，赵国群，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：