一种倒T型通道挤压变形模具.pdf

1、(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201410614363.4 (22)申请日 2014.11.04 B21C 25/02(2006.01) (71)申请人 常州大学 地址 213164 江苏省常州市武进区滆湖中路 1 号 (72)发明人 魏坤霞 马志俊 魏伟 杜庆柏 胡静 (74)专利代理机构 南京知识律师事务所 32207 代理人 霍冠禹 (54) 发明名称 一种倒 T 型通道挤压变形模具 (57) 摘要 本发明提供了一种倒 “T” 型通道挤压变形模 具， 包括挤压托板、 挤压托板滑道、 前模、 后模和滚 轮滑道。 前模通过螺栓固定在后模上， 后模通过螺 栓固定在水平

2、工作台面上， 在前模和后模相对面 分别设有垂直通道， 垂直通道的上端与模具外部 连通， 垂直通道的底端连通有水平通道， 垂直通道 与水平通道的横截面形状和面积相同， 垂直通道 的相对两侧分别设有一挤压托板滑道， 在所述托 板滑道中安装有挤压托板， 在挤压托板滑道的后 方各设有一条滚轮通道， 所述滚轮通道中的滚轮 与挤压托板和坯料紧密接触。本发明的模具结构 可以大幅度降低坯料与模具通道之间的摩擦力， 节约模具拆装时间， 减少试验成本。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图5页 (10)申请公布号 CN 1044928

3、43 A (43)申请公布日 2015.04.08 CN 104492843 A 1/1 页 2 1.一种倒 “T” 型通道挤压变形模具， 其特征在于 ： 包括挤压托板 (1)、 挤压托板滑道 (2)， 前模 (3) 和后模 (4)， 所述前模 (3) 通过第一螺 栓 (5) 固定在后模 (4) 上， 所述后模 (4) 通过第二螺栓 (6) 固定在水平工作台面上， 在所述 前模(3)和后模(4)相对面分别设有垂直通道， 所述垂直通道的上端与模具外部连通， 所述 垂直通道的底端连通有水平通道， 所述垂直通道与水平通道的横截面形状和面积相同， 所 述垂直通道的相对两侧分别设有一挤压托板滑道 (2)

4、， 在所述托板滑道 (2) 中安装有挤压 托板 (1)。 2.根据权利要求 1 所述的倒 “T” 型通道挤压变形模具， 其特征在于 ： 在所述挤压托板滑道 (2) 的后方各设有一条滚轮通道 (7)， 所述滚轮通道中的滚轮与 挤压托板 (1) 和坯料紧密接触。 3.根据权利要求 1 所述的倒 “T” 型通道挤压变形模具， 其特征在于 ： 所述水平通道的中部宽度小于两端， 呈 “台阶” 状。 4.根据权利要求 1 所述的倒 “T” 型通道挤压变形模具， 其特征在于 ： 所述挤压托板 (2) 的缝隙与前模 (3) 和后模 (4) 之间的缝隙在同一平面上。 5.根据权利要求 1 所述的倒 “T” 型通

5、道挤压变形模具， 其特征在于 ： 所述第一螺栓 (5) 为 6 个， 所述第二螺栓 (6) 为 2 个。 权 利 要 求 书 CN 104492843 A 2 1/3 页 3 一种倒 T 型通道挤压变形模具 技术领域 0001 本发明属于金属加工成型技术领域， 尤其是一种对金属材料进行大塑性变形的新 型的倒 “T” 型通道挤压变形模具。 背景技术 0002 超细晶金属材料 ( 晶粒尺寸 0.1 1m) 比粗晶材料具有优异的物理力学性 能。大塑性变形是制备超细晶金属材料的常用方法， 具有组织致密、 无污染等优点， 近年 来受到广泛重视。目前， 常用的大塑性变形方法有等通道挤压 (equal ch

6、annel angular pressing， ECAP)、 高压扭转(high pressure torsion， HPT)、 累积叠轧(accumulative roll bonding， ARB)、 多向锻造(multi directional forging， MDF)和反复镦压(cyclic channel die compression， CCDC) 等。其中等通道挤压是使用最广泛的手段之一， 等通道挤压变形 使用的模具大多为 “L” 型通道模具， 这种模具结构操作较复杂， 劳动强度较大， 挤压杆容易 失稳断裂。 0003 中国专利 200820200226.6 公开了一种 “T”

7、 型通道挤压装置。该装置与传统的 “L” 型等通道挤压变形模具相比， 每道次挤压变形量更大， 能更好的细化晶粒。 但是该装置结构 复杂， 操作劳动强度较大， 挤压结束时， 需要拿出底板才能取出样品， 操作繁琐， 而且样品在 通道中挤压所产生的变形摩擦力仍然很大， 一方面使模具的损耗量过大， 降低模具使用寿 命， 另一方面， 坯料在通道中挤压产生的变形摩擦力使坯料表面的心部的组织不均匀， 产生 形变应力。 发明内容 0004 针对现有技术中存在不足， 本发明提供了一种结构简洁、 能耗小， 同时能够降低模 具通道内壁与坯料之间摩擦力的新型倒 “T” 型通道挤压变形模具。 0005 本发明是通过以下

8、技术手段实现上述技术目的的。 0006 一种倒 “T” 型通道挤压变形装置， 包括挤压托板、 挤压托板滑道， 前模和后模， 所述 前模通过第一螺栓固定在后模上， 所述后模通过第二螺栓固定在水平工作台面上， 在所述 前模和后模相对面分别设有垂直通道， 所述垂直通道的上端与模具外部连通， 所述垂直通 道的底端连通有水平通道， 所述垂直通道与水平通道的横截面形状和面积相同， 所述垂直 通道的相对两侧分别设有一挤压托板滑道， 在所述托板滑道中安装有挤压托板。 0007 进一步地， 在挤压托板滑道的后方各设有一条滚轮通道， 所述滚轮通道中的滚轮 与挤压托板和坯料紧密接触。 0008 进一步地， 所述水平

9、通道的中部与两端呈 “台阶” 状。 0009 进一步地， 所述挤压托板的缝隙与前模和后模之间的缝隙在同一平面上。 0010 进一步地， 所述第一螺栓为 6 个， 所述第二螺栓为 2 个。 0011 与现有技术相比， 本发明装置具备如下优点 ： 0012 1、 本发明的新型装置由于是对挤压托板施加压力， 可以有效减缓压杆失稳所导致 说 明 书 CN 104492843 A 3 2/3 页 4 的断裂问题。 0013 2、 本发明使用挤压托板和滚轮结构， 从传统的滑动摩擦转变为滚动摩擦， 有效降 低了模具通道内壁与坯料之间的摩擦力。 0014 3、 本发明中的水平通道结构增加了小 “台阶” ， 降

10、低了挤压后期的摩擦力。 0015 4、 本发明的新型装置的结构简单， 采用螺栓连接， 拆卸方便， 节省试验时间， 提高 试验工作效率。 附图说明 0016 图 1 为本发明实施例一的倒 “T” 型通道挤压变形模具的三维示意图。 0017 图 2 为本发明实施例一的倒 “T” 型通道挤压变形模具的主视图。 0018 图 3 为本发明实施例一的倒 “T” 型通道挤压变形模具的俯视图。 0019 图 4 为本发明实施例一的倒 “T” 型通道挤压变形模具的左视图。 0020 图 5 为本发明实施例二的倒 “T” 型通道挤压变形模具的三维示意图。 0021 图 6 为本发明实施例二的倒 “T” 型通道挤

11、压变形模具的主视图。 0022 图 7 为本发明实施例二的倒 “T” 型通道挤压变形模具的俯视图。 0023 图 8 为本发明实施例二的倒 “T” 型通道挤压变形模具的左视图。 0024 图 9 为本发明实施例一中滚轮通道的结构示意图。 0025 附图标记说明如下 ： 0026 1- 挤压托板， 2- 挤压托板滑道， 3- 前模， 4- 后模， 5- 第一螺栓， 6- 第二螺栓， 7- 滚 轮通道。 具体实施方式 0027 下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明， 但本发明的保护范围并 不限于此。 0028 实施例 1 0029 图 1 图 4 为本实施例的倒 “T” 型通道挤压变形

12、模具的结构示意图。从图中可以 开出， 该装置包括挤压托板 1、 挤压托板滑道 2， 前模 3 和后模 4， 所述前模 3 通过六个第一 螺栓 5 紧密连接固定在后模 4 上， 所述后模 4 通过两个第二螺栓 6 固定在水平工作台面上。 在所述 前模3和后模4的相对面的中心部位分别设有垂直通道， 所述垂直通道的上端与模 具外部连通， 所述垂直通道的底端连通有水平通道， 前模3和后模4整体组合形成一个完整 的倒 “T” 型通道， 且所述垂直通道与水平通道的横截面形状和面积相同。在所述垂直通道 的相对两侧分别设有一挤压托板滑道 2， 在所述托板滑道 2 中安装有挤压托板 1， 挤压托板 1 可以通过

13、挤压托板滑道 2 自由滑动。挤压托板 1 的缝隙和前模 3 与后模 4 之间的缝隙在 同一平面上， 这样使得挤压托板 1、 压头和垂直通道保持在同一直线上， 从而降低运动过程 中的摩擦力。所述水平通道中部较窄， 两端较宽， 形成 “台阶” 状， 进一步降低了坯料在挤压 后期收到的摩擦力。 0030 在挤压开始时， 将坯料放入挤压托板 1 中， 坯料和挤压托板 1 只有两面是直接接 触。挤压机压头将挤压托板 1 压入垂直通道中。由于是对挤压托板施加压力， 可以有效减 缓压杆失稳所导致的断裂问题。挤压托板 1 带着坯料沿着挤压托板滑道 2 以设定的速度向 说 明 书 CN 104492843 A

14、4 3/3 页 5 下运动， 在坯料达到垂直通道的底部时， 在挤压压力的作用下， 坯料不受束缚的两面沿水平 通道延伸变形， 直至挤压过程结束， 经过变形后的坯料位于水平通道内， 且坯料的尺寸和截 面面积与挤压前相同。此时， 卸开第一螺栓 5， 向上拉出挤压托板 1， 为下次挤压做准备， 卸 开前模 3 和后模 4， 取出挤压样品。进行第二次挤压时， 通过第一螺栓 5 重新连接前模 3 和 后模 4， 重复上述步骤进行挤压。 0031 实施例 2 0032 图 5 图 8 为本实施例的倒 “T” 型通道挤压变形模具的结构示意图。与实施例 1 不同的是， 在挤压托板滑道 2 的后方还各设有一条滚轮

15、通道 7， 如图 9 所示， 所述滚轮通道 7 中的滚轮与挤压托板和坯料紧密接触。 0033 在挤压开始时， 将坯料放入挤压托板 1 中， 坯料和挤压托板 1 只有两面是直接接 触。挤压机压头将挤压托板 1 压入垂直通道中。由于是对挤压托板施加压力， 可以有效减 缓压杆失稳所导致的断裂问题。挤压托板 1 带着坯料在挤压托板滑道 2 中经过滚轮通道 7 中的滚轮以设定的速度向下运动， 通过增加滚轮将传统的滑动摩擦转变为滚动摩擦， 有效 降低了模具通道内壁与坯料之间的摩擦力。 0034 在坯料达到垂直通道的底部时， 在挤压压力的作用下， 坯料不受束缚的两面沿水 平通道延伸变形， 直至挤压过程结束，

16、 经过变形后的坯料位于水平通道内， 且坯料的尺寸和 截面面积与挤压前相同。此时， 卸开第一螺栓 5， 向上拉出挤压托板 1， 为下次挤压做准备， 卸开前模 3 和后模 4， 取出挤压样品。进行第二次挤压时， 通过第一螺栓 5 重新连接前模 3 和后模 4， 重复上述步骤进行挤压。 0035 所述实施例为本发明的优选的实施方式， 但本发明并不限于上述实施方式， 在不 背离本 发明的实质内容的情况下， 本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、 替换 或变型均属于本发明的保护范围。 说 明 书 CN 104492843 A 5 1/5 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 104492843 A 6 2/5 页 7 图 3 说 明 书 附 图 CN 104492843 A 7 3/5 页 8 图 4 说 明 书 附 图 CN 104492843 A 8 4/5 页 9 图 5 图 6 说 明 书 附 图 CN 104492843 A 9 5/5 页 10 图 7 图 8 图 9 说 明 书 附 图 CN 104492843 A 10