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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111644478A(43)申请公布日2020.09.11(21)申请号202010520555.4(22)申请日2020.06.08(71)申请人山东理工大学地址255086山东省淄博市高新技术产业开发区高创园A座313室(72)发明人朱光明闵范磊常征刘惠苹(74)专利代理机构北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙)11463代理人杨萌(51)Int.Cl.B21C23/12(2006.01)B21C25/02(2006.01)B21C25/10(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图1页(54)发明名称变通道转角自弯曲挤压模具及其设计、制造和挤压方法(57)摘要本发明提供了一种变通道转角自弯曲挤压模具及其设计、制造和挤压方法,涉及模具的技术领域,包括以下步骤:设计基于正弦函数的对称流线型挤压模具;对称流线型挤压模具的模腔中轴线在某一平面进行扭曲变形;建立变通道转角自弯曲挤压模具的模腔壁面方程;在变通道转角自弯曲挤压模具的模腔后面增设工作带结构;金属流经变通道转角自弯曲挤压模具后,控制挤出速度呈线性分布,从而直接挤压出弯曲件,因此型材不受横向力矩,从而使型材外侧面减小或者杜绝截面变形,而且金属在挤压过程中发生的流动比传统阶梯型挤压模具更加顺畅,挤压载荷变低;缓解了现有技术中存在的型材弯曲加工时回弹、起皱、截面变形的技术问题和降低挤压时的载荷的技术问题。CN111644478ACN111644478A权利要求书1/2页1.一种变通道转角自弯曲挤压模具设计方法,其特征在于,包括以下步骤:设计基于正弦函数的对称流线型挤压模具,所述挤压模具模腔的两侧壁面为对称流线型;对所述对称流线型挤压模具的模腔中轴线在某一平面进行扭曲变形,形成一拱形曲线;其中,拱形曲线保持沿挤压方向对称,在曲线的两端无偏移且与轴线相切;根据拱形曲线的中轴线,建立变通道转角自弯曲挤压模具的模腔壁面方程;在变通道转角自弯曲挤压模具的模腔后面增设工作带结构,工作带结构的壁面与挤压方向平行。2.根据权利要求1所述的变通道转角自弯曲挤压模具设计方法,其特征在于,设计基于正弦函数的对称流线型挤压模具的步骤还包括:挤压模具的模腔沿任意水平截面的形状保持圆形,挤压模具模腔的边界曲线由正弦函数描述,以中轴线的中心作为原点,设z方向为挤压方向,左边线函数描述为:右边线函数描述为:式中,R为入口模孔直径,即坯料直径;r为出口模孔直径,即棒材直径,L为模腔高度。3.根据权利要求2所述的变通道转角自弯曲挤压模具设计方法,其特征在于,对所述对称流线型挤压模具的模腔中轴线在某一平面进行扭曲变形的步骤还包括:扭曲后的中轴线Axis的Axis_trig基于三角函数描述为:式中,h为扭曲变形的中轴曲线的最大偏移距离。4.根据权利要求2所述的变通道转角自弯曲挤压模具设计方法,其特征在于,对所述对称流线型挤压模具的模腔中轴线在某一平面进行扭曲变形的步骤还包括:扭曲后的中轴线Axis的Axis_gauss基于类高斯分布函数描述为:Axis_gauss0=Aexp(-B·z2)式中,A,B为待定系数。5.根据权利要求4所述的变通道转角自弯曲挤压模具设计方法,其特征在于,还包括以下步骤:对Axis_gauss0做数学变形进行修正,其中,先求出Axis_gauss0在端点处的值Axis_gauss0(L/2),系数A定为h+Axis_gauss0(L/2),使曲线高度放大Axis_gauss(L/2)倍,再整体减去Axis_gauss0(L/2)得到修正后的基于类高斯分布函数的中轴线Axis_gauss,方程描述为:Axis_gauss=(h+Axis_gauss0(L/2))exp(B·z2)-Axis_gauss0(L/2)其中,系数B的取值为经验值,B取值为0.01时,曲线端点到原轴线的距离能够控制在0.01mm以内。6.根据权利要求4或5所述的变通道转角自弯曲挤压模具设计方法,其特征在于,建立2CN111644478A权利要求书2/2页变通道转角自弯曲挤压模具的模腔壁面方程包括以下步骤:模腔壁面描述为曲面方程:其中,Axis分别为Axis_trig或Axis_gauss。7.一种变通道转角自弯曲挤压模具的制作方法,其特征在于,基于如权利要求1-6任一项所述的变通道转角自弯曲挤压模具的设计方法进行制作。8.一种变通道转角自弯曲挤压模具,通过如权利要求7所述的变通道转角自弯曲挤压模具制作方法制作得到,其特征在于,包括:模具本体;所述模具本体包括模腔和工作带结构;所述模腔具有自弯曲出口,所述工作带结构沿着所述模腔的自弯曲出口延伸,且所述工作带结构与所述模腔一体连接;所述模腔的壁面为曲面方程:其中,R为模腔的入口模孔直径,即