一种复杂型材正挤压均匀成形方法技术

本发明专利技术涉及挤压成形技术领域，公开一种复杂型材正挤压均匀成形方法，包括以下步骤：S1、架设模具，包括凸模主体、顶部开口的容料腔，容料腔腔底形成挤压面，挤压面向下导通形成主型腔和连通在主型腔四周的多个翼片型腔，挤压面在每相邻两个翼片型腔之间下凹形成一个限流凹槽；S2、入料：将坯料放入容料腔；S3、成形：使凸模主体下行压入容料腔，推挤坯料流入主型腔和翼片型腔，最终充满主型腔和翼片型腔形成工件；S4、下料：将工件取出；S5、流速调整：调整限流凹槽的位置和形状，以平衡坯料流向主型腔和翼片型腔的速度；S6、重复步骤S2至S4。本发明专利技术使坯料在挤压成形过程中能够均匀流向主型腔和各翼片型腔。各翼片型腔。各翼片型腔。

【技术实现步骤摘要】
一种复杂型材正挤压均匀成形方法


[0001]本专利技术涉及挤压成形
，特别涉及一种复杂型材正挤压均匀成形方法。

技术介绍

[0002]正挤压成形技术是一种常用的镁合金塑性成形技术，经过挤压变形获得的镁合金产品具有材料利用率高、成形精度高、生产效率高等一系列优点。
[0003]但是正挤压成形通常存在以下问题：坯料在充入模具型腔的过程中，由于型腔内各处对坯料的流动限制不均，造成坯料充满型腔后金属流线不均匀，导致最终制得的工件残余应力较大，并且微观组织和力学性能各向异性较大，在工件使用过程中容易沿力学性能差的部位失效，降低了工件的使用寿命；尤其是针对形状不均匀的工件，例如在工件主体外周设置有薄翼片的工件，由于型腔在翼片处体积较小、宽度较窄，而在工件主体处体积较大、宽度较大，导致坯料不易流向型腔的翼片处，最终制得工件的力学性能将大受影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种复杂型材正挤压均匀成形方法，克服上述缺陷，使坯料在挤压成形过程中能够均匀地流向型腔的翼片处和工件主体处。
[0005]为达成上述目的，本专利技术的解决方案为：一种复杂型材正挤压均匀成形方法，包括以下步骤：S1、架设模具：模具包括凸模主体、顶部开口的容料腔，所述容料腔供坯料置入并供所述凸模主体向下插入，所述容料腔的腔底形成挤压面，所述挤压面向下导通形成有主型腔和连通在所述主型腔四周的多个翼片型腔，所述主型腔和多个所述翼片型腔共同形成与工件对应的轮廓，所述挤压面在每相邻两个翼片型腔之间分别下凹形成有一个限流凹槽，每个所述限流凹槽在靠近所述主型腔侧形成长度为L1的第一槽面，在靠近两侧的翼片型腔侧各形成长度为L2的第二槽面，所述第一槽面顶部朝向主型腔倾斜θ1角度，各所述第二槽面顶部朝向与其相邻的翼片型腔倾斜θ2角度，同一限流凹槽上的两个第二槽面间水平方向的夹角为w；S2、入料：将坯料放入容料腔；S3、成形：使凸模主体下行压入所述容料腔，以推挤容料腔内的坯料流入主型腔和翼片型腔，最终充满主型腔和翼片型腔形成工件；S4、下料：将工件取出；S5、流速调整：在步骤S3过程中，若坯料充满主型腔的速度大于充满翼片型腔的速度，则增大L1/L2的比值，和/或减小θ1/θ2的比值，和/或增大w值；若坯料充满主型腔的速度小于充满翼片型腔的速度，则减小L1/L2的比值，和/或增大θ1/θ2的比值，和/或减小w值，直至坯料充满主型腔和翼片型腔的速度相等；S6、重复步骤S2至S4。
[0006]进一步，所述第一槽面顶部与所述主型腔之间间隔d1距离，所述第二槽面顶部同与其相邻的翼片型腔之间间隔d2距离，若坯料充满主型腔的速度大于充满翼片型腔的速度，则增大d1/ d2的比值，若坯料充满主型腔的速度小于充满翼片型腔的速度，则减小d1/ d2的比值。
[0007]进一步，每个所述限流凹槽在背离所述主型腔侧形成高度为h3的第三槽面，所述第一槽面高度为h1，若坯料充满主型腔的速度大于充满翼片型腔的速度，则减小h3/h1的比值，若坯料充满主型腔的速度小于充满翼片型腔的速度，则增大h3/h1的比值。
[0008]进一步，所述第三槽面朝向背离所述主型腔侧倾斜θ3角度，若坯料充满主型腔的速度大于充满翼片型腔的速度，则减小θ1/θ3的比值，若坯料充满主型腔的速度小于充满翼片型腔的速度，则增大θ1/θ3的比值。
[0009]进一步，所述挤压面呈中部凸起的锥形，若坯料充满主型腔的速度大于充满翼片型腔的速度，则增大挤压面中部的凸起高度，若坯料充满主型腔的速度小于充满翼片型腔的速度，则减小挤压面中部的凸起高度。
[0010]进一步，所述挤压面呈中部下凹的锥形，若坯料充满主型腔的速度大于充满翼片型腔的速度，则减小挤压面中部的下凹的深度，若坯料充满主型腔的速度小于充满翼片型腔的速度，则增大挤压面中部的下凹的深度。
[0011]进一步，还包括顶杆，所述顶杆纵向活动设置在所述主型腔底部，在S4步骤中，使所述顶杆上行，向上顶出所述工件。
[0012]进一步，所述凸模主体向下延伸形成有型芯杆，在步骤S3中，先使所述凸模主体带动所述型芯杆下行，使所述型芯杆在位于容料腔内的坯料上冲出一个轴孔，而后使凸模主体继续下行压入所述容料腔，推挤容料腔内的坯料流入主型腔和翼片型腔，同时所述型芯杆插入所述主型腔。
[0013]采用上述方案后，本专利技术的有益效果在于：通过将凸模主体插入容料腔，推挤容料腔内的坯料变形后流入挤压面所导通的主型腔和各翼片型腔，各翼片型腔导通在主型腔四周，主型腔和各翼片型腔形成与工件对应的轮廓，进而坯料在填满主型腔和各翼片型腔后将挤压形成工件，通过在挤压面上设置限流凹槽，每个限流凹槽在靠近主型腔侧形成长度为L1的第一槽面，在靠近两侧的翼片型腔侧各形成长度为L2的第二槽面，第一槽面顶部朝向主型腔倾斜θ1角度，各第二槽面顶部朝向与其相邻的翼片型腔倾斜θ2角度，同一限流凹槽上的两个第二槽面间水平方向的夹角为w，若坯料充满主型腔的速度大于充满翼片型腔的速度，则增大L1/L2的比值，和/或减小θ1/θ2的比值，和/或增大w值；若坯料充满主型腔的速度小于充满翼片型腔的速度，则减小L1/L2的比值，和/或增大θ1/θ2的比值，和/或减小w值，进而平衡坯料流入主型腔和各翼片型腔的速度，使得成形出的工件金属流线更均匀，并具有较好的各向同性。
附图说明
[0014]图1为本专利技术中成形后工件的俯视结构示意图；图2为本专利技术中凹模模芯的俯视结构示意图；图3为本专利技术中凹模模芯的俯视断面结构示意图；图4为本专利技术h3大于h1时限流凹槽沿凹模模芯径向的截面结构示意图；
图5为本专利技术入料前的模具结构示意图；图6为本专利技术入料后的模具结构示意图；图7为本专利技术穿孔后模具结构示意图；图8为本专利技术成形后的模具结构示意图；图9为本专利技术省略压力机上模板和凸模组件后顶杆顶出工件和凹模模芯的模具结构示意图；图10为本专利技术凹模模芯装入凹模套筒的立体结构示意图。
[0015]标号说明：1
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压力机上模板，2
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凸模组件，3
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压力机下模板，4
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凹模组件，5
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凸模主体，6
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容料腔，7
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坯料，8
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挤压面，9
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主型腔，10
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翼片型腔，11
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工件，12
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限流凹槽，13
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第一槽面，14
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第二槽面，15
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第三槽面，16
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型芯杆，17
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顶杆，18
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轴孔，19
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凹模模芯，20
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凹模套筒。
具体实施方式
[0016]以下结合附图及具体实施例对本专利技术做详细的说明。
[0017]本专利技术提供一种复杂型材正挤压均匀成形方法，应用一种镁铝合金型材均匀挤压成形模具，如图1
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复杂型材正挤压均匀成形方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、架设模具：模具包括凸模主体（5）、顶部开口的容料腔（6），所述容料腔（6）供坯料（7）置入并供所述凸模主体（5）向下插入，所述容料腔（6）的腔底形成挤压面（8），所述挤压面（8）向下导通形成有主型腔（9）和连通在所述主型腔（9）四周的多个翼片型腔（10），所述主型腔（9）和多个所述翼片型腔（10）共同形成与工件（11）对应的轮廓，所述挤压面（8）在每相邻两个翼片型腔（10）之间分别下凹形成有一个限流凹槽（12），每个所述限流凹槽（12）在靠近所述主型腔（9）侧形成长度为L1的第一槽面（13），在靠近两侧的翼片型腔（10）侧各形成长度为L2的第二槽面（14），所述第一槽面（13）顶部朝向主型腔（9）倾斜θ1角度，各所述第二槽面（14）顶部朝向与其相邻的翼片型腔（10）倾斜θ2角度，同一限流凹槽（12）上的两个第二槽面（14）间水平方向的夹角为w；S2、入料：将坯料（7）放入容料腔（6）；S3、成形：使凸模主体（5）下行压入所述容料腔（6），以推挤容料腔（6）内的坯料（7）流入主型腔（9）和翼片型腔（10），最终充满主型腔（9）和翼片型腔（10）形成工件（11）；S4、下料：将工件（11）取出；S5、流速调整：在步骤S3过程中，若坯料（7）充满主型腔（9）的速度大于充满翼片型腔（10）的速度，则增大L1/L2的比值，和/或减小θ1/θ2的比值，和/或增大w值；若坯料（7）充满主型腔（9）的速度小于充满翼片型腔（10）的速度，则减小L1/L2的比值，和/或增大θ1/θ2的比值，和/或减小w值，直至坯料（7）充满主型腔（9）和翼片型腔（10）的速度相等；S6、重复步骤S2至S4。2.如权利要求1所述一种复杂型材正挤压均匀成形方法，其特征在于：所述第一槽面（13）顶部与所述主型腔（9）之间间隔d1距离，所述第二槽面（14）顶部同与其相邻的翼片型腔（10）之间间隔d2距离，若坯料（7）充满主型腔（9）的速度大于充满翼片型腔（10）的速度，则增大d1/ d2的比值，若坯料（7）充满主型腔（9）的速度小于充满翼片型腔（10）的速度，则减小d1/ d2的比值。3.如权利要求1所述一种复杂型材...

【专利技术属性】
技术研发人员：于建民，杜水青，张治民，路栋梁，贾晶晶，王强，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：