TWI638689B - 擠製金屬管的模具結構 - Google Patents

Abstract

一種擠製金屬管的模具結構，包含一分流模具及一成形模具，該分流模具具有複數個分流道，各該分流道具有一入料口，一橫軸線與該入料口的一邊緣之間具有一距離，該成形模具具有一環狀成形凸部，該橫軸線與該環狀成形凸部的一環壁之間具有一距離，該橫軸線至該環壁的距離大於該橫軸線至該邊緣的距離，以擠製一外徑大於一金屬錠外徑的金屬管。

Description

擠製金屬管的模具結構

本發明是關於一種擠製金屬管的模具結構，特別是一種將小外徑的金屬錠擠壓形成大外徑的金屬管的模具結構。

在習知的金屬管擠製製程中，是以一擠製模具將一金屬錠擠製成一金屬管，且所使用的該金屬錠的外徑必須大於該金屬管的外徑，否則當該金屬錠被擠壓至該擠製模具時，並無法擠製形成完整的金屬管，或者會造成該金屬管的管壁產生破口或裂痕。

本發明擠製金屬管的模具結構是用以擠製一外徑大於一金屬錠外徑的金屬管，且可避免該金屬管的管壁產生破口或裂痕。

本發明之主要目的在於提供一種擠製金屬管的模具結構，其包含一分流模具及一成形模具，該分流模具包含一腔室、一環牆、複數個桁架、一柱體、一第一表面及一第二表面，該柱體包含一分流柱、一焊合柱及一成形柱，該焊合柱位在該分流柱及該成形柱之間，該分流柱及該些桁架設置於該腔室中，該分流柱為一錐狀柱體，該些桁架分別連接該分流柱及該環牆，以使該腔室形成有複數個分流道，相鄰的該分流道之間以一桁架間隔，各該分流道具有一入料口、一出料口、一第一壁面、一第二壁面、一第三壁面及一第四壁面，該入料口位在該第一表面，該出料口位在該第二表面，該第一壁面為該環牆的一內側壁面，該第二壁面朝向該第一壁面，且該第二壁面為該分流柱的一表面，該第三壁面及該第四壁面分別為相鄰的二桁架的側壁面，一橫軸線通過該成形柱的一中心，該橫軸線與該入料口的一邊緣之間具有一第一距離，該第一距離為該橫軸線與該邊緣的最大距離，該橫軸線與該第一壁面之間具有一第二距離，該橫軸線與該第二壁面之間具有一第三距離，該第二距離及該第三距離分別由該第二表面朝該第一表面方向逐漸縮小，該成形模具結合於該分流模具，該成形模具包含一第三表面、一第四表面、一第一凹槽、一第二凹槽及一環狀成形凸部，該第三表面朝向該分流模具的該第二表面，該第一凹槽凹設於該第三表面，該第二凹槽凹設於該第四表面，該第一凹槽連通該第二凹槽，該分流道連通該第一凹槽，該第一凹槽位在該分流道與該第二凹槽之間，該焊合柱位在該第一凹槽中， 該環狀成形凸部設置於該第二凹槽，該環狀成形凸部環繞該成形柱，且該環狀成形凸部與該成形柱之間具有一成形流道，該橫軸線與該環狀成形凸部的一環壁之間具有一第四距離，該第四距離大於該第一距離。

本發明藉由該橫軸線與該分流道的該第一壁面之間的該第二距離由該第二表面朝該第一表面方向逐漸縮小、該橫軸線與該分流道的該第二壁面之間的該第三距離由該第二表面朝該第一表面方向逐漸縮小，以及該橫軸線與該環狀成形凸部的該環壁之間的該第四距離大於該橫軸線與該入料口的該邊緣之間的該第一距離的特徵，以擠製一外徑大於一金屬錠外徑的金屬管，且可避免該金屬管的管壁產生破口或裂痕。

請參閱第1圖，其為本發明的一實施例，一種擠製金屬管的模具結構10，用以擠製一外徑大於一金屬錠400的外徑的金屬管 (圖未繪出)，該金屬錠400的材料可選自於鎂合金、鋁合金等金屬材料，在本實施例中，是以一外徑小於170mm的金屬錠400擠製形成一外徑為170mm的金屬管，其中該金屬錠400的外徑小於170mm及該金屬管的外徑為170mm僅為說明本發明可予以實施的實施例之一。

請參閱第1圖，該模具結構10包含一分流模具100及一成形模具200，該成形模具200結合於該分流模具100，一盛錠桶300結合於該分流模具100，且該分流模具100位於該成形模具200與該盛錠桶300之間，該盛錠桶300具一容置空間310，該金屬錠400設置於該容置空間310，一擠壓頭500擠壓該金屬錠400，並使該金屬錠400通過該分流模具100及該成形模具200，以擠製形成一金屬管(圖未繪出)。

請參閱第1及2圖，該分流模具100包含一腔室110、一環牆120、複數個桁架130、一柱體140、一第一表面150及一第二表面160，請參閱第2及3圖，該柱體140包含一分流柱141、一焊合柱142及一成形柱143，該焊合柱142連接該分流柱141，該成形柱143連接該焊合柱142 ，該焊合柱142位在該分流柱141及該成形柱143之間，該分流柱141及該些桁架130設置於該腔室110中，該分流柱141為一錐狀柱體，該些桁架130分別連接該分流柱141及該環牆120，以使該腔室110形成有複數個分流道170，相鄰的該分流道170之間以一桁架130間隔。

請參閱第1、2、3、4、5及6圖，各該分流道170具有一入料口171、一出料口172、一第一壁面173、一第二壁面174、一第三壁面175及一第四壁面176，該入料口171位在該第一表面150，該出料口172位在該第二表面160，該第一壁面173為該環牆120的一內側壁面，該第二壁面174朝向該第一壁面173，且該第二壁面174為該分流柱141的一表面，該第三壁面175及該第四壁面176分別為相鄰的二桁架130的側壁面，請參閱第1及3圖，該金屬錠400罩蓋各該入料口171，當該擠壓頭500擠壓該金屬錠400時，該金屬錠400經由該入料口171進入各該分流道170中，由於該金屬錠400罩蓋各該入料口171，當該金屬錠400被擠壓時，會先接觸該分流柱141及該桁架130。

請參閱第6圖，在本實施例中，其中一分流道170的該第三壁面175及另一分流道170的該第四壁面176之間具有一厚度W，該厚度W即為該桁架130的厚度，該厚度W由該第一表面150朝該第二表面160方向逐漸縮小，較佳地，該分流柱141及該桁架130鄰近該第一表面150的末端(即為該入料口171)分別形成有一倒角R，當該金屬錠400接觸該入料口171時，各該倒角R可導引該金屬錠400，且由於該桁架130的該厚度W由該第一表面150朝該第二表面160方向逐漸縮小，因此該桁架130可承受該擠壓頭500的壓力，以避免該桁架130斷裂。

請參閱第2、3、4、5、6及7圖，一橫軸線L通過柱體140，該橫軸線L通過該成形柱143的一中心，較佳地，該分流柱141、該焊合柱142及該成形柱143的中心位在該橫軸線L，即該橫軸線L通過該分流柱141、該焊合柱142及該成形柱143的中心，請參閱第2、3及7圖，該橫軸線L與該入料口171的一邊緣171a之間具有一第一距離D1，該第一距離D1為該邊緣171a至該橫軸線L的垂直距離，且該第一距離D1為該橫軸線L與該邊緣171a的最大距離，請參閱第2、3、4及5圖，該橫軸線L與該第一壁面173之間具有一第二距離D2，該第二距離D2為該第一壁面173至該橫軸線L的垂直距離，該第二距離D2由該第二表面160朝該第一表面150方向逐漸縮小，直到該第二距離D2實質上等於該第一距離D1，該橫軸線L與該第二壁面174之間具有一第三距離D3，該第三距離D3為該第二壁面174至該橫軸線L的垂直距離，該第三距離D3由該第二表面160朝該第一表面150方向逐漸縮小，較佳地，該分流道170的該第二壁面174與該第一壁面173實質上平行，當該金屬錠400材料進入各該分流道170時，該金屬錠400材料延著該第一壁面173、該第二壁面174、該第三壁面175及該第四壁面176往該出料口172流動。

請參閱第2、3、4及5圖，在本實施例中，該第一壁面173為一弧狀斜面，該第二距離D2為該弧狀斜面的半徑，該弧狀斜面的半徑由該第二表面160朝該第一表面150方向逐漸縮小。

請參閱第2、3、4及5圖，在本實施例中，該分流柱141為一圓錐， 該第三距離D3為該圓錐的半徑，該圓錐的半徑由該第二表面160朝該第一表面150方向逐漸縮小。

請參閱第1、3及8圖，該成形模具200包含一第三表面210、一第四表面220、一第一凹槽230、一第二凹槽240及一環狀成形凸部250，該第三表面210朝向該分流模具100的該第二表面160，該第一凹槽230凹設於該第三表面210，該第二凹槽240凹設於該第四表面220，該第一凹槽230連通該第二凹槽240，該分流道170連通該第一凹槽230，該第一凹槽230位在該分流道170與該第二凹槽240之間。

請參閱第3及8圖，該焊合柱142位在該第一凹槽230中，使該第一凹槽230形成為一環狀焊合室，該焊合室連通各該分流道170的該出料口172，該環狀成形凸部250設置於該第二凹槽240，該環狀成形凸部250環繞該成形柱143，且該環狀成形凸部250與該成形柱143之間具有一成形流道S，該成形流道S連通該焊合室，請參閱第3圖，該橫軸線L與該環狀成形凸部250的一環壁251之間具有一第四距離D4，該第四距離D4為該環壁251至該橫軸線L的垂直距離，該第四距離D4大於該第一距離D1。

請參閱第3及8圖，該金屬錠400經由各該出料口172流動至該焊合室，該金屬錠400在該焊合室中包覆該焊合柱142，且該金屬錠400經由該焊合室進入至該成形流道S，而被擠製成一金屬管(圖未繪出)，該環狀成形凸部250與該成形柱143之間的距離即為該金屬管的壁厚，由於該橫軸線L與該環狀成形凸部250的該環壁251之間的該第四距離D4大於該橫軸線L與該入料口171的該邊緣171a之間的該第一距離D1，因此可以擠製該外徑大於該金屬錠400外徑的金屬管，在本實施例中，該橫軸線L與該成形柱143的一環表面143a之間具有一第五距離D5，該第五距離D5為該表面143a至該橫軸線L的垂直距離，該第五距離D5不小於該第一距離D1。

請參閱第2、4及5圖，在本實施例中，以該軸線L為中心，在該分流道170中，該第三壁面175與該第四壁面176之間具有一弧線距離D6，該弧線距離D6由該第二表面160朝該第一表面150方向逐漸縮小，藉由該弧線距離D6由該第二表面160朝該第一表面150方向逐漸縮小，使該金屬錠400材料進入該焊合室時的阻力變小。

請參閱第3及8圖，在本實施例中，沿著平行該軸線L方向，該成形柱143具有一第一厚度H1，該環狀成形凸部250具有一第二厚度H2，該第一厚度H1大於該第二厚度H2，當該金屬錠400通過該成形流道S時，可避免擠製壓力而造成該成形柱143產生變形或偏移，而造成該金屬管的壁厚不均。

請參閱第8圖，該成形柱143具有一第一入料端緣143b及一第一出料端緣143c，該環狀成形凸部250具有一第二入料端緣250a及一第二出料端緣250b，沿著平行該軸線方向，該第一入料端緣143b與該第三表面210之間具有一第七距離H3，該第二入料端緣250a至該第三表面210之間具有一第八距離H4，該第七距離H3小於該第八距離H4，當該金屬錠400材料經由該分流道170進入該成形流道S時，該金屬錠400接觸該成形柱143的該第一料端緣143b，該第一料端緣143b可避免該金屬錠400未填充於該焊合室時，即由該成形流道S流出，較佳地，該成形柱143的該第一入料端緣143b及該環狀成形凸部250的該第二入料端緣250a分別形成有一弧狀倒角，各該弧狀倒角可降低該金屬錠400流動的阻力，且可避免應力集中於該成形柱143及該環狀成形凸部250而使該成形柱143產生變形或偏移。

本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準，任何熟知此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內所作之任何變化與修改，均屬於本發明之保護範圍。

10‧‧‧擠製金屬管的模具結構

100‧‧‧分流模具

110‧‧‧腔室

120‧‧‧環牆

130‧‧‧桁架

140‧‧‧柱體

141‧‧‧分流柱

142‧‧‧焊合柱

143‧‧‧成形柱

143a‧‧‧環表面

143b‧‧‧第一入料端緣

143c‧‧‧第一出料端緣

150‧‧‧第一表面

160‧‧‧第二表面

170‧‧‧分流道

171‧‧‧入料口

171a‧‧‧邊緣

172‧‧‧出料口

173‧‧‧第一壁面

174‧‧‧第二壁面

175‧‧‧第三壁面

176‧‧‧第四壁面

200‧‧‧成形模具

210‧‧‧第三表面

220‧‧‧第四表面

230‧‧‧第一凹槽

240‧‧‧第二凹槽

250‧‧‧環狀成形凸部

250a‧‧‧第二入料端緣

250b‧‧‧第二出料端緣

251‧‧‧環壁

300‧‧‧盛錠桶

310‧‧‧容置空間

400‧‧‧金屬錠

500‧‧‧擠壓頭

D1‧‧‧第一距離

D2‧‧‧第二距離

D3‧‧‧第三距離

D4‧‧‧第四距離

D5‧‧‧第五距離

D6‧‧‧弧線距離

H1‧‧‧第一厚度

H2‧‧‧第二厚度

H3‧‧‧第七距離

H4‧‧‧第八距離

L‧‧‧橫軸線

R‧‧‧倒角

W‧‧‧厚度

第1圖：本發明「擠製金屬管的模具結構」的立體分解圖。 第2圖：本發明「擠製金屬管的模具結構」的「分流模具」的立體圖。 第3圖：本發明「擠製金屬管的模具結構」的剖視圖。 第4圖：本發明「分流模具」的剖視圖。 第5圖：本發明「分流模具」的剖視圖。 第6圖：本發明「分流模具」的立體剖視圖。 第7圖：本發明「分流模具」的上視圖。 第8圖：本發明「擠製金屬管的模具結構」的局部剖視圖。

Claims (11)

1. 一種擠製金屬管的模具結構，包含：一分流模具，包含一腔室、一環牆、複數個桁架、一柱體、一第一表面及一第二表面，該柱體包含一分流柱、一焊合柱及一成形柱，該焊合柱位在該分流柱及該成形柱之間，該分流柱及該些桁架設置於該腔室中，該分流柱為一錐狀柱體，該些桁架分別連接該分流柱及該環牆，以使該腔室形成有複數個分流道，相鄰的該分流道之間以一桁架間隔，各該分流道具有一入料口、一出料口、一第一壁面、一第二壁面、一第三壁面及一第四壁面，該入料口位在該第一表面，該出料口位在該第二表面，該第一壁面為該環牆的一內側壁面，該第二壁面朝向該第一壁面，且該第二壁面為該分流柱的一表面，該第三壁面及該第四壁面分別為相鄰的二桁架的側壁面，一橫軸線通過該成形柱的一中心，該橫軸線與該入料口的一邊緣之間具有一第一距離，該第一距離為該橫軸線與該邊緣的最大距離，該橫軸線與該第一壁面之間具有一第二距離，該橫軸線與該第二壁面之間具有一第三距離，該第二距離由該第二表面朝該第一表面方向逐漸縮小，直到該第二距離D2實質上等於該第一距離D1，該第三距離由該第二表面朝該第一表面方向逐漸縮小；以及一成形模具，結合於該分流模具，該成形模具包含一第三表面、一第四表面、一第一凹槽、一第二凹槽及一環狀成形凸部，該第三表面朝向該分流模具的該第二表面，該第一凹槽凹設於該第三表面，該第二凹槽凹設於該第四表面，該第一凹槽連通該第二凹槽，該分流道連通該第一凹槽，該第一凹槽位在該分流道與該第二凹槽之間，該焊合柱位在該第一凹槽中，該環狀成形凸部設置於該第二凹槽，該環狀成形凸部環繞該成形柱，且該環狀成形凸部與該成形柱之 間具有一成形流道，該橫軸線與該環狀成形凸部的一環壁之間具有一第四距離，該第四距離大於該第一距離。
2. 如申請專利範圍第1項所述之擠製金屬管的模具結構，其中該第一壁面為一弧狀斜面，該第二距離為該弧狀斜面的半徑，該弧狀斜面的半徑由該第二表面朝該第一表面方向逐漸縮小。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之擠製金屬管的模具結構，其中該分流柱為一圓錐，該第三距離為該圓錐的半徑，該圓錐的半徑由該第二表面朝該第一表面方向逐漸縮小。
4. 如申請專利範圍第1項所述之擠製金屬管的模具結構，其中該分流道的該第二壁面與該第一壁面實質上平行。
5. 如申請專利範圍第3項所述之擠製金屬管的模具結構，其中該分流道的該第二壁面與該第一壁面實質上平行。
6. 如申請專利範圍第1項所述之擠製金屬管的模具結構，其中該橫軸線與該成形柱的一環表面之間具有一第五距離，該第五距離不小於該第一距離。
7. 如申請專利範圍第1項所述之擠製金屬管的模具結構，其中以該軸線為中心，在該分流道中，該第三壁面與該第四壁面之間具有一弧線距離，該弧線距離由該第二表面朝該第一表面方向逐漸縮小。
8. 如申請專利範圍第1項所述之擠製金屬管的模具結構，其中沿著平行該軸線方向，該成形柱具有一第一厚度，該環狀成形凸部具有一第二厚度，該第一厚度大於該第二厚度。
9. 如申請專利範圍第1或8項所述之擠製金屬管的模具結構，其中該成形柱具有一第一入料端緣及一第一出料端緣，該環狀成形凸部具有一第二入 料端緣及一第二出料端緣，沿著平行該軸線方向，該第一入料端緣與該第三表面之間具有一第七距離，該第二入料端緣至該第三表面之間具有一第八距離，該第七距離小於該第八距離。
10. 如申請專利範圍第1或8項所述之擠製金屬管的模具結構，其中該成形柱的一第一入料端緣及該環狀成形凸部的一第二入料端緣分別形成有一弧狀倒角。
11. 如申請專利範圍第1或8項所述之擠製金屬管的模具結構，其中各該桁架具有一厚度，該厚度由該第一表面朝該第二表面方向逐漸縮小。