用于氧枪喷头上段的组合式挤压成型模具和挤压成型设备论文和设计-马超

全文摘要

一种用于氧枪喷头上段的组合式挤压成型模具，涉及挤压成型模具领域，其包括上模和下模，上模包括下冲头，下模包括上冲头和凹模，上冲头、下冲头和凹模一起围成模具型腔。该组合式挤压成型模具以工件最大截面选取的分型面使模具不需要活块，更利于拔模，上、下模构造简单，整体成型，精度高，工件可快速成型、快速脱模，工件加工不间断，降低人工劳动强度，提高工作效率。一种用于氧枪喷头上段的组合式挤压成型设备，其包括上述组合式挤压成型模具。该组合式挤压成型设备的操作简单，工件成型过程高效，能够提高生产效率，适合大规模的工业化生产。

主设计要求

1.一种用于氧枪喷头上段的组合式挤压成型模具，所述氧枪喷头上段整体为圆盘状，其包括相对设置的上表面与下表面，所述上表面与所述下表面均为圆锥面，所述上表面凸设有多个喉管，多个所述喉管绕所述氧枪喷头上段的轴线均匀分布，每个所述喉管朝所述氧枪喷头上段的外侧倾斜，且每个所述喉管的轴线与所述圆锥面的轴线保持相同的夹角，所述下表面周边突出一台阶，形成台阶面；其特征在于，所述组合式挤压成型模具包括上模和下模；所述上模包括下冲头，所述下冲头的外表面形成第一分型面，所述第一分型面与所述氧枪喷头上段的上表面、多个所述喉管表面、以及所述下模的内表面贴合；所述下模包括凹模和上冲头，所述凹模中部设置有安装孔，所述上冲头滑动嵌设于所述安装孔内；所述凹模的内壁是以喉管外侧母线及圆盘侧母线以及台阶径向线绕圆锥面轴线环绕形成的，所述凹模的内壁形成第二分型面，所述第二分型面与多个所述喉管的最外侧侧母线及圆盘侧面以及所述台阶面贴合；所述上冲头的顶部形成第三分型面，所述第三分型面与所述氧枪喷头上段的下表面贴合；所述第一分型面、所述第二分型面和所述第三分型面共同围成模具型腔。

设计方案

其特征在于，所述组合式挤压成型模具包括上模和下模；

所述上模包括下冲头，所述下冲头的外表面形成第一分型面，所述第一分型面与所述氧枪喷头上段的上表面、多个所述喉管表面、以及所述下模的内表面贴合；

所述下模包括凹模和上冲头，所述凹模中部设置有安装孔，所述上冲头滑动嵌设于所述安装孔内；所述凹模的内壁是以喉管外侧母线及圆盘侧母线以及台阶径向线绕圆锥面轴线环绕形成的，所述凹模的内壁形成第二分型面，所述第二分型面与多个所述喉管的最外侧侧母线及圆盘侧面以及所述台阶面贴合；所述上冲头的顶部形成第三分型面，所述第三分型面与所述氧枪喷头上段的下表面贴合；

所述第一分型面、所述第二分型面和所述第三分型面共同围成模具型腔。

2.根据权利要求1所述的组合式挤压成型模具，其特征在于，所述上模还包括连接杆，所述连接杆的一端与所述下冲头连接，另一端与液压缸的柱塞连接。

3.根据权利要求2所述的组合式挤压成型模具，其特征在于，所述上模还包括导向套，所述导向套套设于所述下冲头外，所述导向套周边设置有裙边，导向套的裙边套设于凹模外，间隙配合。

4.根据权利要求1所述的组合式挤压成型模具，其特征在于，所述下模还包括用以对所述组合式挤压成型模具进行定位的定位板，所述凹模的底部设置有用以与所述定位板配合的定位槽。

5.根据权利要求4所述的组合式挤压成型模具，其特征在于，所述定位板的中部设置有通孔，所述通孔与所述安装孔连通；所述组合式挤压成型模具还包括顶杆，所述顶杆一端与液压机的顶出机构连接，另一端穿过所述通孔与所述上冲头连接。

6.根据权利要求1所述的组合式挤压成型模具，其特征在于，所述组合式挤压成型模具还包括用于对所述下模进行夹持固定的装夹件，所述装夹件环设于所述凹模外。

7.根据权利要求6所述的组合式挤压成型模具，其特征在于，所述凹模外侧的底部向外凸设有抵接部，所述抵接部可与夹持件的下表面抵接。

8.根据权利要求1所述的组合式挤压成型模具，其特征在于，所述组合式挤压成型模具在所述喉管的形成处设置有拔模工艺补正量。

9.根据权利要求1所述的组合式挤压成型模具，其特征在于，所述凹模的外侧设置有多个吊装孔，多个吊装孔沿所述凹模的周向均匀分布。

10.一种用于氧枪喷头上段的挤压成型设备，其特征在于，包括如权利要求1～9任一项所述的组合式挤压成型模具。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及挤压成型模具领域，具体而言，涉及一种用于氧枪喷头上段的组合式挤压成型模具和挤压成型设备。

背景技术

氧枪，是氧气转炉炼钢中的主要工艺设备之一，其性能特征直接影响到冶炼效果和吹炼时间，从而影响到钢材的质量和产量，其中氧枪喷头的工艺参数及结构设计对氧气射流到达熔池表面时的速度大小及其分布有重要影响。

常规的氧枪喷头为各部件分别成型后组合焊接而成，焊接质量受工人技能水平影响，合格率低，返修率高，不仅增加了氧枪喷头的制造成本，而且在炼钢生产过程中存在一定的安全隐患。

中国专利公开号CN204074781U，公开了一种组合式氧枪喷头上部喉管一体挤压成型模具，包括上模组合和下模组合，上模组合由上模座、凸模、凸模压圈组成，凸模压圈固定在上模座上，凸模一端卡装在凸模压圈内，凸模另一端延伸至下模内；下模组合包括下模座、装夹件和数个凹模，并由各凹模形成模具型腔，装夹件上端通过装夹件固定，装夹件底端与下模座固定，下模座的中间位置设有一顶块，各凹模设置在由下模座、顶块和装夹件围城的空腔内。本实用新型简化了工序流程，保证了产品的安全使用性能；下模组合的结构优化设计，适于倒拔模类零件，既能方便脱模，又能保证挤压毛坯件的规格要求。

该专利公布的模具挤压后得到的工件与设计要求规格较接近，但实际生产过程中存在以下问题：1、工件分型面的其中一个主要分型面是以选取喉管的最大截面，这是常规的一种方法，但选取这一分型面导致模具设计复杂，制作工艺繁琐，制作成本高，尤其是凹模需要先按设计要求制成，再多等分切割成多个活块；2、工件挤压成型后脱模麻烦，所有活块需要拆分后才能实现脱模；3、再次挤压需要做的准备工作时间长，凹模的多个活块需要先组装合模，为再次挤压做准备；4、使用过程中活块需要反复拆装，模具刚性受损，使用寿命降低；5、加工过程中，模具的反复拆装，劳动强度大，耗时费力，增加人工成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于氧枪喷头上段的组合式挤压成型模具，其模具精度高、制作简单，工件成型及脱模更高效的氧枪喷头上段挤压成型模具，降低劳动强度，提高工作效率。

本实用新型的另一目的在于提供一种用于氧枪喷头上段的组合式挤压成型设备，其操作简单，工件成型过程高效，能够提高生产效率，适合大规模的工业化生产。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种用于氧枪喷头上段的组合式挤压成型模具，氧枪喷头上段整体为圆盘状，其包括相对设置的上表面与下表面，所述上表面与下表面均为圆锥面，上表面凸设有多个喉管，多个喉管绕氧枪喷头上段的轴线均匀分布，每个喉管朝氧枪喷头上段的外侧倾斜，且每个喉管的轴线与圆锥面的轴线保持相同的夹角，所述下表面周边突出一台阶，形成台阶面；

组合式挤压成型模具包括上模和下模；

上模包括下冲头，下冲头的外表面形成第一分型面，第一分型面与氧枪喷头上段的上表面、多个喉管表面、以及所述下模的内表面贴合；

下模包括凹模和上冲头，凹模中部设置有安装孔，上冲头滑动嵌设于安装孔内；所述凹模的内壁是以喉管外侧母线及圆盘侧母线以及台阶径向线绕圆锥面轴线环绕形成的，凹模的内壁形成第二分型面，第二分型面与多个喉管的最外侧侧母线及圆盘侧面以及所述台阶面贴合；上冲头的顶部形成第三分型面，第三分型面与所述氧枪喷头上段的下表面贴合；

第一分型面、第二分型面和第三分型面共同围成模具型腔。

进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，上模还包括连接杆，连接杆的一端与下冲头连接，另一端与液压缸的柱塞连接。

进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，上模还包括导向套，导向套套设于下冲头外，所述导向套周边设置有裙边，导向套的裙边套设于凹模外，间隙配合。在上模整体下压的情况下，导向套可以起到对下冲头定位导向的作用，使下冲头和上冲头保持在同轴的状态，防止压偏。

进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，下模还包括用以对组合式挤压成型模具进行定位的定位板，凹模的底部设置有用以与定位板配合的定位槽。

进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，定位板的中部设置有通孔，通孔与安装孔连通；组合式挤压成型模具还包括顶杆，顶杆一端与液压机的顶出机构连接，另一端穿过通孔与上冲头连接。

进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，组合式挤压成型模具还包括用于对下模进行夹持固定的装夹件，装夹件环设于凹模外。

进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，凹模外侧的底部向外凸设有抵接部，抵接部可与夹持件的下表面抵接。

进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，组合式挤压成型模具在喉管的形成处设置有拔模工艺补正量。

进一步地，在本实用新型其它较佳实施例中，凹模的外侧设置有多个吊装孔，多个吊装孔沿凹模的周向均匀分布。

一种用于氧枪喷头上段的挤压成型设备，其包括上述组合式挤压成型模具。

本实用新型实施例的有益效果是：

本实用新型实施例提供了一种用于氧枪喷头上段的组合式挤压成型模具，其包括上模和下模，上模包括下冲头，上模包括上冲头和凹模，上冲头、下冲头和凹模一起围成模具型腔。该组合式挤压成型模具以工件最大截面选取的分型面使模具不需要活块，更利于拔模，上、下模构造简单，整体成型，精度高，工件可快速成型、快速脱模，工件加工不间断，降低人工劳动强度，提高工作效率。

本实用新型实施例还提供了一种用于氧枪喷头上段的组合式挤压成型设备，其包括上述组合式挤压成型模具。该组合式挤压成型设备的操作简单，工件成型过程高效，能够提高生产效率，适合大规模的工业化生产。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为现有技术中氧枪喷头上段在第一视角下的示意图；

图2为现有技术中氧枪喷头上段在第二视角下的示意图；

图3为现有技术中氧枪喷头上段的剖面示意图；

图4为本实用新型实施例所提供的用于氧枪喷头上段的组合式挤压成型模具的剖面示意图。

图标：1-连接杆；2-下冲头；3-导向套；4-铜毛坯；5-凹模；51- 抵接部；52-吊装孔；6-装夹件；7-上冲头；8-定位板；81-圆台；9- 顶杆；10-侧面；11-上表面；12-下表面；13-喉管。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

现有技术中，氧枪喷头上段如图1和图2所示，其整体为圆盘状，包括相对设置的上表面11与下表面12，以及连接上表面11和下表面12的环形侧面10。其中，下表面12向内凹陷形成凹型曲面，上表面11向上凸起形成近似的圆锥面。上表面11凸设有多个喉管13，通常情况下，喉管13的数量为4～6个，在本实施例中，以含有6个喉管13的氧枪喷头上段为例。

如图1和图2所示，本实用新型实施例的多个喉管13绕氧枪喷头上段的轴线均匀分布，每个喉管13朝氧枪喷头上段的外侧倾斜，且每个喉管13的轴线与圆锥面的轴线保持相同的夹角。如图3所示，由于多个喉管13是向外倾斜的，该氧枪喷头上段离其轴线最远的点，是多个喉管13最外侧侧母线B-B的顶点。而沿着最外侧侧母线B-B 往下，与氧枪喷头上段的轴线的距离逐渐减小，直至喉管13的与上表面11的连接处。

现有技术中用于氧枪喷头上段的挤压模具，采用喉管13朝下的设置方式，以喉管最大直径所在的公共圆锥面作为分型面，在进行脱模时，成型的氧枪喷头上段不能直接从下模中直接取出，这就需要采用组合式的下模，并在成型后将下模拆开来取出其中的产品，不仅操作复杂，浪费时间人力成本，还容易造成模具的使用寿命降低。

基于上述问题，本实施例提供了一种用于氧枪喷头上段的组合式挤压成型模具，如图4所示，其包括上模和下模。

其中，上模包括下冲头2，下冲头2的外表面形成第一分型面，第一分型面与氧枪喷头上段的上表面11、多个喉管13表面、以及凹模5内壁贴合；下模包括凹模5和上冲头7，凹模5中部设置有安装孔，上冲头7滑动嵌设于安装孔内；凹模5的内壁是以喉管外侧母线 B-B及圆盘侧母线及台阶径向线绕圆锥面轴线环绕形成的，凹模5的内壁形成第二分型面，第二分型面与多个喉管13的最外侧侧母线及圆盘侧面10以及台阶面贴合；上冲头7的顶部形成第三分型面，第三分型面与氧枪喷头上段下表面12贴合；第一分型面、第二分型面和第三分型面共同围成模具型腔。实用新型人在设计模具时，充分考虑了氧枪喷头上段的结构特点，将上模的分型面设置在工件最大截面上，并在上冲头7形成喉管部分增加拔模工艺补正量，使得上模在向上分离的过程中，不会受到喉管13的阻碍。而下模在脱去的时候，只需要简单地将产品顶出即可，大大地缩减了时间人力成本。该组合式挤压成型模具在喉管13的形成处设置有拔模工艺补正量，这样挤压成型的毛坯件外观与设计的工件外观稍有差别，但并不影响切削加工，无非多加工一刀即可得到氧枪喷头上段，这样的加工方式最大的好处是工件挤压的效率大大提高，成本大幅降低。

进一步地，上模还包括连接杆1和导向套3，连接杆1的一端与下冲头2连接，另一端与液压缸的柱塞连接。导向套3周边设置有裙边，导向套的裙边套设于凹模5外，间隙配合，在上模整体下压的情况下，起到对下冲头2定位导向的作用，使下冲头2和上冲头7保持在同轴的状态，防止压偏。需要特别说明的是，导向套3的外侧设置有吊装孔52，方便导向套3的拆卸。工作时，上模可整体随着上工作台液压缸柱塞上下活动，使用过程中不需要拆装上模。

下模还包括用以对组合式挤压成型模具进行定位的定位板8，凹模5的底部设置有用以与定位板8配合的定位槽。定位板8的中部设置有通孔，通孔与凹模5的安装孔连通。该组合式挤压成型模具还包括顶杆9，顶杆9一端与液压机的顶出机构连接，另一端穿过通孔与上冲头7连接。进一步地，定位板8底部凸设有圆台81，在定位板8 与凹模5的定位槽相连后，将圆台81与液压机下工作台定位抵接，来确保下压的精确度。同样地，凹模5外侧也设置有多个吊装孔52，多个吊装孔52沿凹模5的周向均匀分布，以方便将凹模5吊上或吊下液压机的下工作台。

进一步地，组合式挤压成型模具还包括装夹件6，装夹件6与液压机的下工作台紧固连接，装夹件6环设于凹模5外，用于对下模进行夹持固定。可选地，凹模5外侧的底部向外凸设有抵接部51，抵接部51可与夹持件的下表面12抵接，在顶出作业时，防止凹模5 与上冲头7一起被顶起，从而更好地实现产品的分离。

使用该组合式挤压成型模具进行生产时，先将加热到合适温度的铜料置于凹模5和上冲头7形成的凹槽内，启动液压机上工作台液压缸，带动上模整体向下动作，铜料在由下冲头2、凹模5及上冲头7 形成的型腔内挤压成型，得到挤压后的铜毛坯4。脱模时，上模随上工作台液压缸抬起，然后下工作台液压缸启动，通过顶杆9的向上移动、推动上冲头7上移将挤压后的铜毛坯4顶出型腔，取出挤压后的铜毛坯4，氧枪喷头上段的毛坯件即制作完成。下工作台液压缸及上冲头7恢复原位，为下次工件加工做准备。对铜毛坯4的工艺补正量简单加工后即可得到如图1所示的氧枪喷头上段。

综上所述，本实用新型实施例提供了一种用于氧枪喷头上段的组合式挤压成型模具，其包括上模和下模，上模包括下冲头，上模包括上冲头和凹模，上冲头、下冲头和凹模一起围成模具型腔。该组合式挤压成型模具以最大截面选取的分型面使模具不需要活块，更利于拔模，上、下模构造简单，整体成型，精度高，工件可快速成型、快速脱模，工件加工不间断，降低人工劳动强度，提高工作效率。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

用于氧枪喷头上段的组合式挤压成型模具和挤压成型设备论文和设计

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