挤压及/或拉挤装置及方法制造方法及图纸

一种用于在生产方向(Y)上形成由塑性可变形材料和/或粘塑性材料制成的型材产品(2)的方法和挤压或拉挤装置(1)，所述装置包括沿径向(R)方向和宽度方向(X)延伸的旋转模具(3)，且具有二相对的第一侧壁和第二侧壁(5、6)及在所述第一侧壁和第二侧壁(5、6)之间沿所述宽度方向(X)延伸的外周表面(4)，所述旋转模具(3)包含连接所述第一侧壁(5)的第一侧部(23)、连接所述第二侧壁(6)的第二侧部(25)及在所述第一和第二侧部(23、25)之间延伸的中间部分(22)；及具有与所述生产方向(Y)重叠的纵向(Y)、高度方向(Z)及垂直于所述高度方向(Z)的宽度方向(X)的型材限定区(7)，并包含直通通道(8)，所述直通通道(8)包含第一通道部分(9)及随后参考所述生产方向在所述第一通道部分(9)下游的第二通道部分(10)；其中，所述旋转模具(3)可绕横跨所述生产方向(Y)延伸的轴线旋转，并设置成允许所述外周表面(4)当通过所述型材限定区(7)时，在所述旋转模具(3)旋转的同时施加压力到所述材料的表面上。加压力到所述材料的表面上。加压力到所述材料的表面上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】挤压及/或拉挤装置及方法


[0001]本专利技术涉及一种用于在生产方向上形成由可塑性变形材料制成的型材产品的挤压和/或拉挤装置，所述装置包括：
[0002]一旋转模具，沿一径向方向和一宽度方向延伸，且具有二相对的第一侧壁和第二侧壁以及在所述第一侧壁和第二侧壁之间沿所述宽度方向延伸的一外周表面，其中所述旋转模具包含：一第一侧部，连接所述第一侧壁；一第二侧部，连接所述第二侧壁；以及一中间部分，在所述第一和第二侧部之间延伸；以及
[0003]一型材限定区，具有与所述生产方向重叠的一纵向、一高度方向及垂直于所述高度方向的一宽度方向；并包含一直通通道，所述直通通道包含一第一通道部分及随后参考所述生产方向在所述第一通道部分下游的一第二通道部分；其中，所述旋转模具可绕横跨所述生产方向延伸的一轴线旋转，并设置成允许所述外周表面当通过所述型材限定区时，在所述旋转模具旋转的同时施加压力到所述材料的一表面上；
[0004]所述第一通道部分由一个或多个壁周向界定；及
[0005]所述第二通道部分由以下周向界定：
[0006]所述旋转模具的所述外周表面，及
[0007]一通道部分，所述通道部分包含，
[0008]一反向轴承，与所述旋转模具相对，及
[0009]在所述旋转模具和所述反向轴承之间且相对的第一通道部分侧壁和第二通道部分侧壁。
[0010]本专利技术还涉及一种使用这种装置生产型材产品的方法。

技术介绍

[0011]在挤压和/或拉挤装置领域，已知在使用固定或静态壁更传统的挤压和/或拉挤装置的紧下游使用旋转模具。这种使用旋转模具的挤压类型在下文中称为3D挤压，并且涉及旋转模具在加压区中操作，与装置更传统的挤压和/或拉挤部分相关，这与压延3D挤压不同。第一通道部分中的静态壁和第二通道部分中的旋转模具的组合提供了以非常高的速度生产型材产品，同时保持高质量的形状和印记。因此，它是一种有效且相对便宜的生产方法，可用于大多数可通过挤压成型的材料，即任何材料，例如塑料到铝。
[0012]在第PCT/SE2020/050451号中，讨论了关于最小侧漏(minimum side leakage)的优化第一通道部分和第二通道部分的优点。

技术实现思路

[0013]然而，参考
技术介绍
，当挤压经历塑性变形的材料时，需要沿型材限定区(即第一通道部分和第二通道部分)改进优化。通过相应的第一通道和第二通道的设计，参考第二通道中的负载率来控制第一通道中的材料的负载率。
[0014]要求保护的装置包括静态和移动部分，并在高生产率和高压下运行，有时在高温
和高压下运行。装置的设置取决于要生产的材料和型材类型。在很长一段时间内进行的实验表明，经历塑性变形的材料具有特殊的特征/特性，为了在要求保护的装置中生产高质量的型材产品，同时设计装置以使其在操作过程中承受高力，必须考虑这些因素。引入以下限定是为了向读者提供有关合适的此类材料和装置设置的信息。
[0015]塑性变形材料
[0016]一些材料，例如金属，在受到足够大的力时会永久变形。永久变形通常被称为塑性变形，因此表现出这种类型变形的材料可被命名为“塑性可变形材料”。塑性可变形材料的变形行为取决于材料所受力的大小，通常用所谓的“应力
‑
应变曲线”来描述。通常，可塑性变形材料表现出以下变形行为。
[0017]当材料受到较小的力时，它会发生弹性变形，因为材料中的应力会增加材料中原子之间的距离，但不会影响它们的相互排列。因此，当移除应力时，材料会线性恢复到其原始尺寸。因此，在该应力区中，材料表现出线性弹性变形行为。
[0018]如果对材料施加更大的力，则材料中的应力会增加。当应力超过所谓的弹性极限时，材料中的原子平面开始相互滑动。如果移除应力并因此实现材料的永久变形，则该效果不会逆转。因此，在该应力区中，材料表现出塑性变形行为。
[0019]如果应力进一步增加，应力将超过材料的破裂极限，材料最终会破裂。
[0020]粘塑性材料
[0021]粘塑性是一种理论，它描述了在低于临界应力值时表现为固体但在较大应力值时像粘性液体一样流动的材料。对于金属和合金，粘塑性是由与晶粒中位错运动相关的机制引起的宏观行为，具有晶间滑动的叠加效应。该机制通常在高于绝对熔化温度的大约三分之一的温度下变得占主导地位。因此，这些材料在该临界温度以上变成粘塑性材料。
[0022]粘塑性材料与非粘塑性材料的主要区别在于，粘塑性材料在塑性变形的力区表现出与速率相关的变形行为。即，粘塑性材料不仅在施加力后永久变形，而且在施加力的影响下继续经历作为时间函数的蠕变流动。这种蠕变流动使材料进一步变形。
[0023]粘弹性材料
[0024]粘性材料，如甘油、油或水，在施加应力时抵抗剪切流和随时间呈线性变化的应变。在纯粘性流体中，由于分子的重排，变形是不可恢复的。弹性材料在拉伸时会变形，一旦应力消除就会立即恢复到原来的状态。
[0025]如果材料具有弹性(可恢复)部分和粘性(不可恢复)部分，则称该材料是粘弹性的。当负载施加到粘弹性材料上时，弹性变形是瞬时的，而粘性部分的变形随时间发生。
[0026]由于粘弹性材料具有弹性(可恢复)特性和粘性(不可恢复)特性，因此据说它会表现出随时间变化的应变，即它会随着时间的推移通过所谓的蠕变变形。粘弹性材料也可能与应变率相关，即它们会根据施加载荷的速度发生不同的变形。
[0027]粘弹性材料的例子是聚合物，它们的粘弹性行为可以通过聚合物链分子水平上的缠结和解缠结过程来解释。
[0028]参照上述限定，本专利技术涉及一种挤压和/或拉挤材料的装置，所述材料不经历任何可恢复，或者只有极小部分，即弹性，从变形状态回弹到变形较小的状态，但仅限于塑性可变形材料。此类材料的示例的非详尽清单是；铝、陶瓷、合金等
[0029]本专利技术涉及一种用于在生产方向上形成由可塑性变形材料和/或粘塑性材料制成
的型材产品的挤压和/或拉挤装置，所述装置包括：
[0030]一旋转模具，沿一径向方向和一宽度方向延伸，且具有二相对的第一侧壁和第二侧壁以及在所述第一侧壁和第二侧壁之间沿所述宽度方向延伸的一外周表面，其中所述旋转模具包含：一第一侧部，连接所述第一侧壁；一第二侧部，连接所述第二侧壁；以及一中间部分，在所述第一和第二侧部之间延伸；以及
[0031]一型材限定区，具有与所述生产方向重叠的一纵向、一高度方向及垂直于所述高度方向的一宽度方向；并包含一直通通道，所述直通通道包含一第一通道部分及随后参考所述生产方向在所述第一通道部分下游的一第二通道部分；
[0032]其中，所述旋转模具可绕横跨所述生产方向延伸的一轴线旋转，并设置成允许所述外周表面当通过所述型材限定区时，在所述旋转模具旋转的同时施加压力到所述材料的一表面上，其中；
[0033]所述第一通道部分由一个或多个壁周向界定；及
[0034]所述第二通道部分由以下周向界定：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种挤压或拉挤的装置(1)，用于在一生产方向(Y)形成由可塑性变形材料和/或粘塑性材料制成的型材产品(2)，所述装置包含：一旋转模具(3)，沿一径向(R)方向和一宽度方向(X)延伸，且具有二相对的第一侧壁和第二侧壁(5、6)以及在所述第一侧壁和第二侧壁(5、6)之间沿所述宽度方向(X)延伸的一外周表面(4)，其中所述旋转模具(3)包含：一第一侧部(23)，连接所述第一侧壁(5)；一第二侧部(25)，连接所述第二侧壁(6)；以及一中间部分(22)，在所述第一和第二侧部(23、25)之间延伸；以及一型材限定区(7)，具有与所述生产方向(Y)重叠的一纵向(Y)、一高度方向(Z)及垂直于所述高度方向(Z)的一宽度方向(X)；并包含一直通通道(8)，所述直通通道(8)包含一第一通道部分(9)及随后参考所述生产方向在所述第一通道部分(9)下游的一第二通道部分(10)；其中，所述旋转模具(3)可绕横跨所述生产方向(Y)延伸的一轴线旋转，并设置成允许所述外周表面(4)当通过所述型材限定区(7)时，在所述旋转模具(3)旋转的同时施加压力到所述材料的一表面上，其中；所述第一通道部分(9)由一个或多个壁(11)周向界定；及所述第二通道部分(10)由以下周向界定：所述旋转模具(3)的所述外周表面(4)，及一通道部分(13)，所述通道部分(13)包含，一反向轴承(14)，与所述旋转模具(3)相对，及在所述旋转模具(3)和所述反向轴承(14)之间且相对的第一通道部分侧壁和第二通道部分侧壁(15、16)，可选地，所述旋转模具(3)的所述第一和第二侧部(23、24)包含沿一径向方向(R)延伸的第一凸缘部分和第二凸缘部分(18、19)，所述第一和第二凸缘部分(18、19)延伸超过所述旋转模具(3)的所述中间部分(22)的至少一部分的径向延伸，其中所述第一和第二凸缘部分(18、19)设置为防止所述材料移动到所述旋转模具(3)外；其特征在于：所述第一通道部分(9)配置为使所述材料变形为一主型材(36)，所述主型材在取决于材料的一预定供给速率下具有一最大高度(H1)以及在所述第一通道部分(9)中具有一第一最大高度(DI)的一最小截面积；其中所述第二通道部分(10)配置为进一步将所述材料变形为一最终型材(37)，当所述主型材(36)离开所述第一通道部分(9)时，具有一最小高度(H2)的所述最终型材(37)由所述旋转模具(3)构造成在所述主型材(36)上对所述反向轴承(14)施加越来越大的压力；其中所述旋转模具(3)配置为所述旋转模具(3)和所述反向轴承(14)之间的一最小距离(D2)，取决于所述旋转模具(3)在所述最小距离(D2)位置施加的一最大允许压力；其中所述最大允许压力对应于所述主型材(36)和所述最终型材(37)的最大高度差，以及取决于所述旋转模具(3)的外周表面(4)中的图案(38)。2.如权利要求1所述的装置(1)，其中：所述一个或多个壁(11)在所述第一通道部分(9)的末端限定一第一截面(12)；其中所述第二通道部分(10)在所述外周表面(4)和所述反向轴承(14)之间的一距离最小的位置限定一第二截面(17)；其中所述第一通道部分(9)的几何形状不同于所述第二通道部分(10)，使得通过所述第一通道部分(9)的材料在进入所述
第二通道部分(10)时改变形状；其中所述主型材(36)具有对应于所述第一截面(12)的一第一截面积几何形状(A1)，其中所述最终型材(37)具有由所述第二截面限定的一第二截面积几何形状(A2)；其中在任何给定的可比较位置，所述第一截面积几何形状(A1)不同于所述第二截面积几何形状(A2)；其中所述第二通道部分(10)中的所述最大压力和所述最小距离(D2)，取决于所述主型材(36)的截面积几何形状(A1)与所述最终型材(37)的截面积几何形状(A2)的差异。3.如权利要求1或2所述的装置(1)，其中：所述旋转模具(3)包含具有至少一凹痕(38)的图案(38)，其中所述旋转模具(3)配置在所述凹痕(38)的一底部(44)和所述反向轴承(14)之间的一最大距离(D22)，取决于所述旋转模具在所述最大距离(D22)位置施加的最小允许压力，以实现所述凹痕(38)中材料的塑性变形。4.如权利要求2所述的装置(1)，其中：所述第二截面(17)中的外周表面(4)与所述反向轴承(14)在高度方向(Z)上的最小距离(D2)小于在第一截面(12)中的高度方向上的最大距离(D1)。5.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克，
申请(专利权)人：睿利弗有限公司，
类型：发明
国别省市：