[发明专利]带有横向加强筋大型双孔管型材的模具结构及其加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种结构型材的加工模具及加工工艺，具体涉及一种带有横向加强筋大型双孔管型材的模具结构及其加工方法。

背景技术

绿色建筑铝合金结构挤压型材品种多达百余种，现有绿色建筑用铝合金挤压型材大多是不需要机械加工，而直接作为零部件来与相关件配合使用的，所以尺寸精度和形位精度要求非常高。结构型材的合金牌号大多是6061、6005A、6082等中强度铝合金，还有2xxx、5xxx和7xxx等高强度高韧性铝合金。铝合金建筑结构挤压型材要求有高的力学性能，σ_b≥290MPa，优良的可焊性、耐磨耐蚀性和可冷弯成形性等综合性能，而且要求产业化批量生产。结构挤压型材包括圆管材、方管材和异形管材。现以外接圆尺寸大、带有长而厚的横向加强筋、成形难度较大的WYY0770带有横向加强筋大型双孔厚壁管型材为例，该WYY0770带有横向加强筋大型双孔厚壁管型材加工还存在以下问题：

（1）WYY0770带有横向加强筋大型双孔厚壁管型材的合金状态为6005A-1T6，挤压材经精密水、雾、气淬火和人工时效制成，要求该型材的尺寸与形位精度达到超高精级水，σ_b≥290MPa，并具有良好的力学性能、耐磨、耐蚀、可焊、可冷弯成形性等综合性能，技术难度非常大。

（2）WYY0770带有横向加强筋大型双孔厚壁管型材的结构复杂，WYY0770双孔管为宽450mm，高200mm的方管内有一条横向的长而厚的加强筋见图1，使单孔方管变成双孔管，容易发生严重的壁厚差和平面间隙，及焊合不良，要求具有较高的焊合质量，而且该横向加强筋的充料不足很难成型，现有的分流模不能满足该双孔管技术要求。

（3）WYY0770带有横向加强筋大型双孔厚壁管型材在7000吨挤压机生产，挤压筒直径为φ418mm，型材的外接圆φ498mm大于挤压筒直径φ418mm，现有模具不能保证型材成型尺寸精度与平面间隙尺寸要求。

（4）WYY0770双孔厚壁管材的4个外角为90°±0.3°，8个内角同样要求为90°±0.3°，形位公差值已高于GB/T6892-2006标准高精级规定，提高该型材两个角度精度是为了确保型材顺利装卸和整体的平直度，而现有模具的设计制造很难达到给定精度。

（5）为了提高WYY0770双孔厚壁管材的表面光洁、尺寸和形位精度高,需要采用高质量的模具钢及严格的模具热处理工艺和表面处理工艺，加工工艺全部采用CNC，难度是十分大的。

（6）现有模具的使用寿命短，不能实现WYY0770双孔厚壁管材的产业化大批量生产。

发明内容

本发明的目的之一是为了克服现有技术中模具使用时间短，模具加工效率低、产品质量差等不足，提供一种带有横向加强筋大型双孔管型材的模具结构，该结构简单，能提高模具的使用寿命，实现带有横向加强筋大型双孔管型材的大批量生产，降低生产成本，而且能够保证该型材的质量。

本发明的目的之二是为了提供一种带有横向加强筋大型双孔管型材的模具加工方法，该制造方法能够加工出高强度、高韧性、高精度和表面粗糙度低的优质带有横向加强筋大型双孔厚壁管型材，而且还能提高模具的使用寿命。

本发明的目的之一可以通过以下技术方案实现：

带有横向加强筋大型双孔管型材的模具结构，其特征在于：所述模具采用宽展、分流组合模，所述宽展、分流组合模分为上模和下模，所述上模的四周设有均匀分布的六个分流孔，中部设有两个横向串联的阶梯式分流孔，确保加强筋部位模孔合理的金属供流，所述分流孔横向扩展，宽展角度为23°，宽展量在150～200mm之间，圆铸锭通过上模的分流孔分流、宽展，逐渐变成与双孔管材的形状相似；所述下模的焊合室外接圆直径为600mm,焊合室深度为40mm，足以使流动金属在焊合室形成高的静水压力，保证双孔管材的焊合质量。

本发明的目的之一还可以通过以下技术方案实现：

本发明的进一步方案：所述上模的两个阶梯式分流孔的截面呈葫芦串形状，两个阶梯式分流孔与两侧的分流孔在焊合室贯通。

本发明的进一步方案：所述上模的金属入料面下沉20mm，减薄模具的分流部分，使金属流经路线减短。

本发明的进一步方案：分流孔横向宽展量180mm，宽展角度为23°，分流孔纵向宽展量为100mm，宽展角度为12°。

本发明的进一步方案：所述分流孔的横向宽展量和纵向宽展量与带有横向加强筋大型双孔管型材的尺寸呈正比

本发明的进一步方案：所述模具的规格φ800*500mm，上模的厚度为260mm，下模的厚度为240mm。