一种铝挤压模具可调液氮冷却气体强度导流模垫的制作方法

1.本实用新型涉及铝合金挤压成型技术领域，具体为一种铝挤压模具可调液氮冷却气体强度导流模垫。


背景技术：

2.挤压成型是铝合金型材常用的生产加工形式，在挤压生产过程中，挤压模的成型工作带决定了最终铝合金型材的外形尺寸和表面质量。工作带在经过长时间挤压摩擦后，温度急剧升高，工作带的模具钢变软，加上工作带的氮化层被磨损，导致挤出型材尺寸发生变化，型材表面质量下降，工作带发生粘铝，刮铝等情况，最终造成停机，将模具取出重新清理打磨氮化后才能重新进行生产，使挤压生产连续性受到影响，增加生产成本，降低生产效率和产品质量。
3.挤压工装通常包括挤压模，挤压模的内腔出口设置工作带是铝型材成型的核心部分；为了使挤压机前梁的压力顺利传递给挤压模，挤压模的前端通常还放置厚度不等的模垫，模垫通孔较前梁出口小，并比挤压模前端出口形状稍大，因此可将挤压机前梁的压力逐级传递给挤压模前端面，挤压模和模垫组合放置在模座上，形成一套挤压组件。
4.为了使挤压模具能够在稳定的工况下进行顺利生产，必须将挤压模工作带温度控制在失效线以下，通常可以通过降低挤压速度，降低挤压铸锭的温度，降低挤压筒温度等方法实现，但是会影响挤压的效率，或者造成挤压压力过大，造成新的问题。在上述方法之外，还可使用液氮通入模具组件中，对挤压模工作带进行冷却，可避免上述的问题产生。例如：一种具有改进型液氮冷却结构的铝型材挤压模具；申请号：cn202111127343.0；申请人：宁波科诺精工科技有限公司；摘要：具有改进型液氮冷却结构的铝型材挤压模具，包括配合的液氮垫和模具，其中：所述液氮垫上设有液氮进口和液氮出口，所述液氮进口和液氮出口之间设有第一液氮传送槽，所述第一液氮传送槽通过传送支槽连通至第二液氮传送槽；所述第二液氮传送槽的内侧的第二围板上不具有传送液氮的通槽；所述模具上设有挤压成型口，该挤压成型口中设有工作带；所述挤压成型口的内侧壁中设有管道放置孔，该管道放置孔中设有用于输送液氮的管道；所述管道朝向液氮垫的一端用于液氮进入，所述管道朝向工作带的一端与管道放置孔的底部之间留有间隙，且该位置处的管道设有氮气出口，用于供氮气流出并冷却工作带。本发明同时提高了生产效率，产品质量更稳定。
5.就采用了将氮冷通道引入模垫对挤压模工作带进行冷却的措施，其中氮冷通道的环形流道与铝型材截面外形匹配，通过向内延伸的若干流道，向工作带吹入冰冷氮气，从而降低挤压模工作带温度，在不降低挤压速度的情况下，依然能够实现高质量快速挤压生产。但是此种降温方式和模垫结构依然存在缺点：1、每种截面的型材基本需要一套与之匹配的冷却模垫配套使用，一个模垫视挤压机吨位大概需要几百至数吨重的模具钢制造，成本极为高昂，因此冷却模垫只能对于产量大，利润高的型材进行匹配配套制造，适用范围受到限制。2、流道通入的的氮气流量是固定值，只能通过外部氮气瓶的开启程度调整氮气流动的总体大小值，但是在铝型材挤压生产时，每段工作带的工作环境恶劣程度不同，温度也不
同，因此每段工作带所需要的冷却强度也不一样，上述文献中也未能做到精准冷却施放，造成氮气的浪费或者铝型材表面质量并未得到提高。


技术实现要素：

6.本实用新型通过可嵌入模垫中的导气块，实现在铝型材截面不同方向上的精准氮气冷却；并且可适用于不同型材截面铝型材的使用，最终实现铝型材挤压速度和表面质量的双重提高。
7.为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：
8.一种铝挤压模具可调液氮冷却气体强度导流模垫，模垫由模垫片a和模垫片b组合而成；模垫片b的侧壁设置氮气入口，氮气入口通过进气流道连接设置在模垫片a和模垫片b的接触面之间的环形流道，环形流道形状大小与模垫开口匹配，环形流道上均匀布置若干通向模垫开口边壁的出气流道，出气流道上设置形状大小与导气块匹配的凹槽，与之对应的模垫片a端面上也设置匹配的凹槽；导气块上设置导气孔或为盲孔，导气孔位置与出气流道位置匹配。
9.不同的导气块设置不同通径的导气孔，根据选择不同通径导气块，实现氮气的不同流量释放。
10.所述模垫片a和模垫片b的相对接触面上设置匹配的销孔，并可插入定位销固定。定位销使模垫片a和模垫片b组合位置更精准，与导气块的组合过程更为顺利。
11.所述导气块四周边缘外壁设置导向台阶。
12.所述导气块的导向台阶之间可填入石墨片。导向台阶的作用一方面在于台阶高度与凹槽匹配，利于放入凹槽内定位；另一方面，两条凹槽之间可放置石墨片，石墨片除了能够润滑模垫片凹槽内壁与导气块外侧壁，利于放入之外，还增加了导气块与凹槽之间的气密性，放置氮气从间隙中漏出。
13.所述导气块上的导气孔为缩颈结构。缩颈结构的导气孔，形成了拉法尔管结构，氮气从缩颈狭窄处通过，在出口处形成急速气流喷出，从而实现氮气能够施放到模具工作带处。
14.所述氮气入口的流道截面积大于进气流道截面积；进气流道的截面积大于环形流道的截面积，环形流道的截面积大于出气流道的截面积。进气流道的截面积大于环形流道的截面积，环形流道的截面积大于出气流道的截面积。氮气通路是一个逐渐缩小的趋势，使氮气通道内是一个压力腔体通路，最终氮气高速流出，所能够给工作带带来的冷却效果较好。
15.所述出气流道末端向挤压模方向倾斜。由于出气流道末端离模具工作带还隔着模垫片a厚度的距离，因此需要将气流稍加引导，使其能够喷射到模具工作带处。
16.所述模垫片a和模垫片b上端均设置吊环螺孔。吊环螺孔内拧入吊环，用于起吊模垫片。
17.所述模垫的通孔为椭圆或圆形。圆形通孔和椭圆形通孔可适应大多数型材外形。
18.本实用新型的使用过程如下：
19.a、在模垫片a和模垫片b拆分状态下，根据型材截面形状、壁厚参数预设每个氮气出口的氮气流量，根据预设流量选择具有合适流道的导气块或者盲孔导气块；
20.b、在导气块侧壁的导向台阶处填塞石墨片，并将导气块插入模垫片a的凹槽内，然后在定位销孔内插入定位销；
21.c、将模垫片a和模垫片b组合，并使用吊环将模垫装入模座；
22.d、将氮气瓶的出气管与模垫片b氮气入口进行连接；
23.e、挤压模推出模具加热炉，吊入模座，与模垫组成挤压工装，进入挤压机进行挤压，待挤压至中后期时，开启氮气瓶开关，通入氮气冷却挤压模工作带。本实用新型的优点：
24.1、本实用新型通过嵌入有不同导气孔的导气块，可实现铝型材挤压的精准氮气冷却，冷却效果好，在实现同样冷却效果的前提下，可节省氮气的使用量，降低了生产的成本。
[0025] 2、本实用新型可适用于不同型材截面铝型材的使用，对于不同的铝型材，只需要选择不同的导气块，即可实现不同铝型材的使用，无需另外制造模垫，减少了模垫的成本支出。
附图说明
[0026]
图1为导流模垫立面外观结构示意图；
[0027]
图2为本实用新型各个部分结构分解示意图；
[0028]
图3为导流模垫中线剖面结构示意图；
[0029]
图4为图3中a-a剖面结构示意图；
[0030]
图5为图3中b-b剖面结构示意图；
[0031]
图6为图4中c-c剖面结构示意图；
[0032]
图7为导气块外形结构示意图；
[0033]
图8为氮气出口处剖面结构示意图；
[0034]
图中的序号和部件名称为：1-模垫片a；11-吊环螺孔a；2-模垫片b；21-氮气入口；22-进气流道；23-环形流道；24-出气流道；25-吊环螺孔b；3-定位销；4-导气块；41-导向台阶；5-石墨片。
具体实施方式实施例1
[0035]
一种铝挤压模具可调液氮冷却气体强度导流模垫，模垫由模垫片a1和模垫片b2组合而成；模垫片b2的侧壁设置氮气入口21，氮气入口21通过进气流道22连接设置在模垫片a1和模垫片b2的接触面之间的环形流道23，环形流道23形状大小与模垫开口匹配，环形流道23上均匀布置若干通向模垫开口边壁的出气流道24，出气流道24上设置形状大小与导气块4匹配的凹槽，与之对应的模垫片a1端面上也设置匹配的凹槽；导气块4上设置导气孔或为盲孔，导气孔位置与出气流道24位置匹配。
[0036]
所述模垫片a1和模垫片b2的相对接触面上设置匹配的销孔，并可插入定位销3固定。
[0037]
所述导气块4四周边缘外壁设置导向台阶41。
[0038]
所述导气块4的导向台阶41之间可填入石墨片5。
[0039]
所述导气块4上的导气孔为缩颈结构。
[0040]
所述氮气入口21的流道截面积大于进气流道22截面积；进气流道22的截面积大于环形流道23的截面积，环形流道23的截面积大于出气流道24的截面积。
[0041]
所述出气流道24末端向挤压模方向倾斜。
[0042]
所述模垫片a1和模垫片b2上端均设置吊环螺孔。
[0043]
所述模垫的通孔为椭圆。

技术特征：
1.一种铝挤压模具可调液氮冷却气体强度导流模垫，其特征在于：模垫由模垫片a（1）和模垫片b（2）组合而成；模垫片b（2）的侧壁设置氮气入口（21），氮气入口（21）通过进气流道（22）连接设置在模垫片a（1）和模垫片b（2）的接触面之间的环形流道（23），环形流道（23）形状大小与模垫开口匹配，环形流道（23）上均匀布置若干通向模垫开口边壁的出气流道（24），出气流道（24）上设置形状大小与导气块（4）匹配的凹槽，与之对应的模垫片a（1）端面上也设置匹配的凹槽；导气块（4）上设置导气孔或为盲孔，导气孔位置与出气流道（24）位置匹配。2.根据权利要求1所述铝挤压模具可调液氮冷却气体强度导流模垫，其特征在于：所述模垫片a（1）和模垫片b（2）的相对接触面上设置匹配的销孔，并可插入定位销（3）固定。3.根据权利要求1所述铝挤压模具可调液氮冷却气体强度导流模垫，其特征在于：所述导气块（4）四周边缘外壁设置导向台阶（41）。4.根据权利要求3所述铝挤压模具可调液氮冷却气体强度导流模垫，其特征在于：所述导气块（4）的导向台阶（41）之间可填入石墨片（5）。5.根据权利要求1所述铝挤压模具可调液氮冷却气体强度导流模垫，其特征在于：所述导气块（4）上的导气孔为缩颈结构。6.根据权利要求1所述铝挤压模具可调液氮冷却气体强度导流模垫，其特征在于：所述氮气入口（21）的流道截面积大于进气流道（22）截面积；进气流道（22）的截面积大于环形流道（23）的截面积，环形流道（23）的截面积大于出气流道（24）的截面积。7.根据权利要求1所述铝挤压模具可调液氮冷却气体强度导流模垫，其特征在于：所述出气流道（24）末端向挤压模方向倾斜。8.根据权利要求1所述铝挤压模具可调液氮冷却气体强度导流模垫，其特征在于：所述模垫片a（1）和模垫片b（2）上端均设置吊环螺孔。9.根据权利要求1所述铝挤压模具可调液氮冷却气体强度导流模垫，其特征在于：所述模垫的通孔为椭圆或圆形。

技术总结
一种铝挤压模具可调液氮冷却气体强度导流模垫，模垫由模垫片A和模垫片B组合而成；模垫片B的侧壁设置氮气入口，氮气入口通过进气流道连接设置在模垫片A和模垫片B的接触面之间的环形流道，环形流道形状大小与模垫开口匹配，环形流道上均匀布置若干通向模垫开口边壁的出气流道，出气流道上设置形状大小与导气块匹配的凹槽，与之对应的模垫片A端面上也设置匹配的凹槽；导气块上设置导气孔或为盲孔，导气孔位置与出气流道位置匹配。本实用新型实现在铝型材截面不同方向上的精准氮气冷却；并且可适用于不同型材截面铝型材的使用，最终实现铝型材挤压速度和表面质量的双重提高。铝型材挤压速度和表面质量的双重提高。铝型材挤压速度和表面质量的双重提高。


技术研发人员：乐永康 张鹏 李飞龙 黄惠毅 胡明珑 苏龙武 胡武 周荣宝 李建明 卢有庆
受保护的技术使用者：南南铝业股份有限公司
技术研发日：2023.03.22
技术公布日：2023/8/17