具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，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。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发明中的具体含义。

全文中描述使用的术语“顶部”、“底部”、“在……上方”、“下”和“在……上”是相对于装置的部件的相对位置，例如装置内部的顶部和底部衬底的相对位置。可以理解的是装置是多功能的，与它们在空间中的方位无关。

实施例1

本发明的一个具体实施例，结合附图1-7说明，公开了一种筒体构件热挤压模具，包括：上模芯子1、凸模、限位环和下模2。

进一步地，上模芯子1的外型面呈锥形，斜面锥度为1°～10°，圆锥面的高度为300mm～1000mm，上模芯子1与液压机平台上具备的液压缸通过法兰及螺栓紧固相连为一体，上模芯子1的最大运动行程为50mm～300mm。

进一步地，凸模包括左凸模3和右凸模4，左凸模3和右凸模4为对称设置，安装于热挤压设备的上模平台，左凸模3和右凸模4的内腔型面与上模芯子1的外型面为楔形配合关系，与上模芯子1的外型面的锥度相匹配，左凸模3和右凸模4的外型面与挤压筒体坯料7的内腔特征相吻合，拔模斜度为1°～5°，挤压筒体坯料7的内筋高度控制在5～15mm，左凸模3和右凸模4的型腔锥面高度大于上模芯子(1)的运动行程，以保证上模芯子1的安全可靠运动。

示例性地，上模芯子1的外型面的斜面锥度为5°，圆锥面的高度为700mm～1000mm，上模芯子1与液压机平台上具备的液压缸通过法兰及螺栓紧固相连为一体，上模芯子1的最大运动行程为150mm～300mm，左凸模3和右凸模4的外型面与挤压筒体坯料7的内腔特征相吻合，左凸模3和右凸模4的拔模斜度为5°。

需要说明的是，上模芯子1对左凸模3和右凸模4的压力和运动行程大小可以通过对液压机的参数设置来实现，因此，该挤压模具可以完成多种壁厚的筒体构件的成形，实现批量生产。通过控制上模芯子的最大运动行程为150mm～300mm，可保证筒体构件的内筋高度为5mm～15mm，筒体构件成形精度高。

具体地，限位环包括左限位环5和右限位环6，左限位环5和右限位环6分别位于左凸模3和右凸模4与下模2之间，限位环的高度尺寸与左凸模3、右凸模4以及下模2的高度尺寸相匹配，高度范围为100mm～500mm，左限位环5和右限位环6对接组合成完整的环形限位结构，限位环内腔为半圆弧曲面，内型面与左凸模3和右凸模4的外型面相匹配，与左凸模3和右凸模4外型面的间距在0.5mm～1.5mm范围内。

优选地，左限位环5和右限位环6外侧分别连接传动电机11或压簧工装10，如图6所示，用于主动推进和被动抽拉左限位环5和右限位环6的相向或背向运动，最终实现左凸模3和右凸模4的合并或分离，实现筒体构件的成形及凸模与筒体构件的完全脱离。

优选地，左限位环5和右限位环6的底部端面设有滑轨8，对应与下模2上部端面的滑槽9相配合，滑轨8的上部宽度小于下部宽度，滑轨8与滑槽9的外形特征可为圆弧形，也可为锥形或楔形。

优选地，左限位环5和右限位环6可由多组尺寸相同、结构一致的组合限位环装配为一体，每组限位环均设置滑轨8，滑轨8的上部宽度小于下部宽度，下模2设置与限位环匹配的多组滑槽9，提高限位精度。

优选地，滑槽9带有滑动机构部件12(如滑轮或石墨块)，如图7所示，左限位环5和右限位环6的内型面贴敷耐高温棉，以减少摩擦阻力，避免分体凸模与分体限位环之间的刚性碰撞和摩擦，保证挤压成形过程中左凸模3和右凸模4的可靠滑动。

需要说明的是，滑轨8用于保证限位环5和右限位环6在保证支撑限位作用的同时，实现分体限位环的横向运动功能。

优选地，在左限位环5和右限位环6的端部均设置与下模2相连的保护组件(如：弹簧，弹簧的一端与左限位环5和右限位环6连接，另一端与下模2连接)，防止左限位环5和右限位环6在背向运动的过程中从下模2掉落。

下模2的中心具有凹模型腔，其内腔外形面与挤压筒体坯料7外形一致；下模2通过螺栓、压板等与热挤压成形设备的下模平台紧固相连。

如图1-2所示，热挤压成形前，左凸模3和右凸模4合并为一体，上模芯子1带动左凸模3和右凸模4向下运动，挤压筒体坯料7在左凸模3和右凸模4作用下实现与下模2的耦合，完成对筒体挤压坯料的复合热挤压成形。也就是说，上模芯子1向下移动的过程中，左凸模3和右凸模4分别向下模2方向移动，直至将挤压筒体坯料7的挤压成形。

考虑到，筒体零件热挤压成形时，由于零件凸起部位的影响，脱模困难，因此，本发明的凸模为分块形式。

热挤压成形时，如图3所示，上模芯子1下行，带动左凸模3和右凸模4分别向下模2的径向反向运动，左限位环5和右限位环6在凸模的作用下，滑轨8沿滑槽9背向滑动，至热挤压成形结束。

脱模时，如图4所示，液压机带动上模芯子1回程向上运动，左限位环5和右限位环6上的滑轨8在分布两侧的传动电机11或压簧工装10的作用下，沿固定滑槽9相向滑动，当接触到左凸模3和右凸模4结构后继续相向运动，至左凸模3和右凸模4合并为一体，上模芯子1保持在固定位置同时，左限位环5和右限位环6保持一定的设备压力，挤压筒体坯料7与左凸模3和右凸模4分离。

接着，上模芯子1在液压机的作用下继续向上运动，上模平台带动合并为一体的左凸模3和右凸模4回程向上运动，左限位环5和右限位环6通过传动电机11或压簧工装10限位，继续保持固定不动，左凸模3和右凸模4在上模平台作用下抽离出挤压筒体坯料7内腔，左凸模3、右凸模4上行至挤压筒体坯料7的最高点，完全与挤压筒体坯料7脱离，左限位环5和右限位环6上的滑轨8在分布两侧的传动电机11或压簧工装10的作用下，沿滑槽9背向运动，直至左限位环5、右限位环6完全避让出下模型腔内的挤压筒体坯料7在垂直运动空间的干涉区域。

与现有技术相比，本发明的筒体构件热挤压模具中的上模芯子与液压机平台上的液压缸相连，液压机可控制上模芯子对凸模的压力大小，实现不同壁厚的筒体构件的成形，精确控制压力可有效提高筒体构件的成形精度。本发明的凸模为分块形式，左右凸模可水平或垂直运动，左凸模与右凸模结构简单，利于加工制造。本发明的限位环为对称结构，限位环外侧连接传动电机或压簧工装，实现横向的相向或背向滑动，左限位环和右限位环带有自润滑系统的滑动机构部件，内型面贴敷耐高温棉，以减少摩擦阻力，避免分体凸模与分体限位环之间的刚性碰撞和摩擦，保证挤压成形过程中左凸模和右凸模的可靠滑动。本发明的左限位环和右限位环的底部端面设有滑轨，对应与下模上部端面的滑槽相配合，滑轨与滑槽的内型面可为圆弧形，也可为锥形或楔形，加工简单，可实现广泛应用。本发明的左限位环和右限位环的端部均设置与下模相连的保护组件(如：弹簧，弹簧的一端与左限位环和右限位环连接，另一端与下模连接)，防止左限位环和右限位环在背向运动的过程中从下模掉落。

实施例2

本实施例提供了一种筒体构件热挤压模具的成形方法，主要采用实施例1提供的筒体构件的热挤压模具对筒体挤压坯料进行复合热挤压成形，结合附图1-4说明，包括：

步骤1：模具制造。根据需要成形的筒体构件的三维模型制造加工热挤压模具。该热挤压模具包括：上模芯子1、凸模、限位环、下模2，凸模包括左凸模3和右凸模4，限位环包括左右对称安装的左限位环5和右限位环6。左限位环5和右限位环6的底部端面设有滑轨8，下模2上部端面设有滑槽9。根据所需加工的筒体构件的形状不同，制作热挤压模具的凸模外型面和凹模内型面的形状不同。

具体地，模具材料选用耐热模具钢，考虑到，由于模具的材料和筒体构件的材料是不同的，不同材料的热膨胀系数不同，对模具和筒体构件进行热压成形时，存在热变形差异，因此，需要根据实际情况对模具进行放大或缩小处理。本发明中模具材料为耐热模具钢，挤压坯料为铝合金时，本实施例的热挤压模具的设计尺寸需要进行放大处理，放大系数为6⁰/₀₀。

步骤2：模具组装和预制坯料加热。将预制的坯料置于下模2的内型腔中，左凸模3和右凸模4合并为一体，采用吊装设备将左凸模3和右凸模4的组合结构装入坯料内型腔中，左限位环5和右限位环6通过楔形滑轨8与下模2上的滑槽9装配，置于左凸模3和右凸模4的上表面，将模具和坯料加热至一定温度并设定固定保温时间，待模具与坯料达到设定温度和时间后，通过吊装转运设备将组合模具和坯料与热挤压成形设备平台相连接固定。

步骤3：筒体构件热挤压成形。上模芯子1随设备平台下行装入左凸模3和右凸模4的中部空腔内，在设备控制系统前端操作台设定下行参数，上模芯子1随设备平台下行，带动左凸模3和右凸模4沿横向背向运动，左限位环5和右限位环6在左凸模3和右凸模4的作用下，滑轨8沿固定滑槽9背向滑动，直至将筒体坯料的挤压成形。

步骤4：筒体构件脱模。液压机平台带动上模芯子1回程向上运动，左限位环5和右限位环6上的滑轨8在分布两侧的传动电机11或压簧工装10的作用下，沿滑槽9固定相向滑动，当接触到左凸模3和右凸模4结构的配合面后继续相向运动，至左凸模3和右凸模4合并为一体，保持一定设备压力和限位环的位置，挤压筒体坯料7与凸模结构完全分离，接着，上模平台带动合并为一体的左凸模3和右凸模4回程向上运动，左右限位环通过传动电机11或压簧工装10等设备限位，保持固定不动，左凸模3和右凸模4上行至挤压筒体坯料7的最高点时，左凸模3和右凸模4完全抽离出挤压筒体坯料7内腔，此时，左限位环5和右限位环6上的滑轨8在分布两侧的传动电机11或压簧工装10的作用下，滑槽9背向运动，直至左限位环5、右限位环6完全避让出下模型腔内的挤压筒体坯料7的垂直运动空间干涉区域，挤压筒体坯料7脱离下模2的内型腔，最后采用机械手或简易夹具等设备将挤压筒体坯料7取出。

与现有技术相比，本发明提供的筒体构件热挤压模具及成形方法，通过限位环分体滑动机构的设计，解决了上模回程时筒体构件易与挤压凸模“抱死”，难以将挤压构件脱离上模的问题。本发明的分块凸模和滑动限位环设计可适应多种(如内环筋，内腔纵筋和内十字筋)复杂产品挤压模具结构设计的卸料功能要求，形成“分瓣式模+运动卸料机构的模块化模具设计”的模式，可明显提高生产效率，降低综合成本。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。