擠壓模具設(shè)計

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上目 錄第一章 第二章 2.1第四章 第六章 46第1章 概述1. 從模具設(shè)計與制造的專業(yè)術(shù)語可知，用于成形加工的模具必須完成設(shè)計和制造兩個階段，它們相輔相成，缺一不可。本設(shè)計為型材模具課程設(shè)計。2. 設(shè)計時，首先根據(jù)工件橫截面形狀對模具的?？走M行布置；?？撞贾迷O(shè)定后再對模具各段的工作帶進行計算和設(shè)計，設(shè)計導(dǎo)流腔；選擇模具材料并通過計算確定型材?？壮叽?；最后對所設(shè)計的模具進行強度校核及畫出模具圖；對此次課程設(shè)計進行總結(jié)。第二章 ?？撞贾?.1模具的外形尺寸 模具外形D模子外圓直徑主要依據(jù)擠壓機噸位和擠壓筒大小、?？椎暮侠聿贾眉爸破烦叽鐏泶_定，并考慮模具外形尺寸的系列化，

2、便于更換、管理，一般一臺擠壓機上最好只有12種規(guī)格。型材部分模具外形尺寸如下所示：表1-1 型材、棒材用部分模具外形尺寸擠壓機能力/MN模具外形尺寸D1D2H（°）hh111.76148150.6303231.5148152.5403231.5148154.5702231.519.6200203.4403341.5200204.5603341.5200207.5803341.549265275.5608482.5350370.9609482.5350324.67010482.5350384.47010482.5又因為擠壓筒的內(nèi)徑為200mm，擠壓機能力為19.6MN，則選取D=200

3、mm在擠壓機設(shè)計時，通常選取單位壓力位1000MPa時的擠壓筒Dt作為基本參數(shù)來確定模具的厚度，其關(guān)系為：H=（0.120.22）Dt所以H=（0.120.22）Dt=0.120.22）×200=2444mm又因為模子厚度主要是根據(jù)強度要求及擠壓機噸位來確定，在保證模具組件（模子+模墊+墊環(huán)）有足夠強度的條件下，模子的厚度應(yīng)盡量薄。一般H=2580mm，80MN以上噸位擠壓機取80150mm。模具厚度也應(yīng)系列化。所以取H=40mm2.2 模孔的合理配置 單孔擠壓時的?？撞贾?具有兩個以上對稱軸的型材，型材的重心布置在模子中心具有一個對稱軸，如果斷面壁厚差不大，應(yīng)使型材的對稱軸通過模子

4、的一個坐標軸，使型材斷面的重心位于另一個坐標軸上。對于非對稱的型材和壁厚差別很大的型材，將型材重心相對模子中心偏移一定距離，且將金屬不易流動的壁薄部位靠近模子中心，盡量使金屬在變形時的單位靜壓力相等。壁厚差不太大，但斷面較復(fù)雜的型材，將型材斷面外接圓的圓心布置在模子中心。對于擠壓比很大，金屬流動困難或流動很不均勻的某些型材，可采用平衡?？谆蛟黾庸に囉嗔康姆椒?。因為所要設(shè)計的模具只具有一個對稱軸，且斷面壁厚差不大，符合第二種情況，則應(yīng)使型材的對稱軸通過模子的一個坐標軸，使型材斷面的重心位于另一個坐標軸上。?？撞贾萌缦聢D所示：圖2-1第三章 設(shè)計工作帶長度 由于所設(shè)計模具的型材壁厚不均勻，故不能采

5、用等長的工作帶，而采用不等長工作帶來達到調(diào)整金屬流速的目的。其原則是型材斷面厚壁處的工作帶長度應(yīng)大于薄壁出的工作帶長度，即比周長（面積與周長之比）大的部分工作帶長度要小于比周長小的部分的工作帶長度，這樣就可以利用工作帶的摩擦阻力差別對各部分金屬的流速的影響來實現(xiàn)調(diào)速的目的。對于寬厚小于30的型材或最大寬度小于擠壓筒內(nèi)徑1/3的型材，可以按以下算式計算?？椎墓ぷ鲙чL度。h1/h2 = s1/s1 或 h1/h2 = z2/z1式中： h1、 h2截面F1、F2處工作帶長度； s1 、s2 截面F1、F2處壁厚； z1 、z2截面F1、F2處的比周長。計算時，先根據(jù)經(jīng)驗給出型材壁最薄處的工作帶長度

6、h1，再計算出壁厚出的h2。材料選擇為鋁合金，其最小工作帶長度如下表：擠壓機能力/MN122.54934.315.79419.85.8812.25?？坠ぷ鲙ё钚￠L度/mm51048362.551.53?？卓盏冻叽?mm32.521.520.51.5表3-1 模孔工作帶最小長度數(shù)值/mm則所要設(shè)計的模具各部分的工作帶如下圖F1、F2、F3、F4 圖3-1 把型材斷面按壁厚尺寸不同分成4個部分，計算各部分的工作帶長度。由上表可得型材壁最薄處的工作帶長度hF1的范圍為2.55mm，所以由以上公式計算可得hF2=36mm，取hF1=4mm，則hF2=5mm，同理可得取hF3=hF4=8mm. 按上述計

7、算方法確定了不同壁厚處的工作帶長度后，還需按同心圓規(guī)則進行修正，最終確定距離模子中心不同部位的工作帶長度。同心圓規(guī)則： a、先以整個型材斷面上金屬最難流出處為基準點，該處的工作帶長度一般可取該處型材壁厚的1.5 2倍 。 b、與基準點相鄰區(qū)段的工作帶長度可為基準點的工作帶長度加上1mm 。同心圓規(guī)則圖示： 圖 3-2c、當(dāng)型材壁厚相同時，與模子中心距離相等處其工作帶長度相同；由模子中心起，每相距10（同心圓半徑）工作帶長度的增減數(shù)值可按下表進行確定 。d、當(dāng)型材壁厚不相同時，?？坠ぷ鲙чL度的確定除應(yīng)遵循上述規(guī)則外，還需依靠設(shè)計者的經(jīng)驗進行恰當(dāng)確定。模孔工作帶長度增減值如下表所示表3-2 ?？坠?/p>

8、作帶長度增減值/mm型材斷面壁厚1.21.52.02.53.010每相距10mm（同心圓半徑）工作帶長度增減值0.200.250.300.350.401.1依據(jù)復(fù)合同心圓規(guī)則，結(jié)合上述計算，設(shè)計型材?？赘鞑课还ぷ鲙чL度圖 3-3?？赘鞑课坏墓ぷ鲙чL度為：圖 3-4第四章 設(shè)計導(dǎo)流腔在型材?？兹肟谔幵O(shè)計一個與型材斷面形狀相似的導(dǎo)流腔。導(dǎo)流腔的結(jié)構(gòu)形式選擇整體式，導(dǎo)流腔的輪廓尺寸比型材的外形輪廓尺寸大1015mm；導(dǎo)流腔的深度按照擠壓筒大小不同一般取1030mm；導(dǎo)流腔的入口做成3°15°的角度；導(dǎo)流腔各部位采用圓滑過渡。所以取導(dǎo)流腔的輪廓尺寸比型材的外形輪廓尺寸大10mm，導(dǎo)

9、流腔的深度為10mm，導(dǎo)流腔的入口做成8°的角度，導(dǎo)流腔各部位采用圓滑過渡。如下圖圖4-1第五章 型材?？壮叽缭O(shè)計圖 4-1 圖5-1 模孔尺寸的確定主要考慮擠壓制品的金屬成分、斷面形狀、尺寸偏差、各部位幾何形狀特點和型材的冷收縮量、張力矯直時的斷面收縮量等因素的綜合影響來進行設(shè)計或計算確定。若用A表示?？组L度，用B表示模孔的寬度，則用以下算式進行計算：型材模： A=A0(1+k)+ B=B0+式中：A0型材斷面的名義尺寸。 k ?？自Ａ肯禂?shù)，見下表：表5-1不同金屬?？自Ａ肯禂?shù)k/%金屬種類?？自Ａ肯禂?shù)k紫 銅1.5黃 銅1.01.2青 銅1.7L1L7，LF2，LF3，LF21，

10、LD2，LD31等1.01.2LF5，LY11，LD5，LD8，LC4等0.71.0MB1，MB2，MB151.01.2高鎂合金1.01.2 型材外形或壁厚的正偏差值，可按有關(guān)標準規(guī)定查?。?B0型材壁厚名義尺寸。根據(jù)條件，取系數(shù)k=0.011，各部位具體尺寸如下：外形61±0.90的?？壮叽鐬?.90+（1+0.0011）×61=62.571，取62.6mm。 外形28.5±0.75的?？壮叽鐬?.75+（1+0.011）×28.5=29.564取29.6mm。 外形63±0.85的?？壮叽鐬?.70+（1+0.011）×63=64

11、.393，取64.4mm。 外形91±0.90的?？壮叽鐬?.90+（1+0.011）×91=92.901，取92.9mm。 外形74±0.90的模孔尺寸為0.90+（1+0.011）×74=75.714，取75.7mm。 外形103±0.95的?？壮叽鐬?.95+（1+0.011）×103=105.083，取105.1mm。 外形71±0.90的模孔尺寸為0.90+（1+0.011）×71=72.681，取72.7mm。外形62±0.91的?？壮叽鐬?.91+（1+0.011）×62=63.5

12、92，取63.6mm。外形72±0.90的?？壮叽鐬?.90+（1+0.011）×72=73.692，取73.7mm。外形26±0.70的?？壮叽鐬?.70+（1+0.011）×26=26.986，取27.0mm。 外形8±0.60的?？壮叽鐬?.60+（1+0.011）×8=8.688，取8.7mm。 外形6±0.55的?？壮叽鐬?.55+（1+0.011）×6=6.616，取6.6mm。 外形5±0.35的模孔尺寸為0.35+（1+0.011）×5=5.405，取5.4mm。型材中所有半徑為

13、R3的圓角的?？壮叽鐬?.20+（1+0.011）×3=3.234，取R3.2mm。 型材中所有半徑為R1.5的圓角的模孔尺寸為0.15+（1+0.011）×1.5=1.662取R1.7mm。型材?？壮叽缛缦聢D（括號外為型材尺寸，括號內(nèi)為模孔尺寸）：圖 5-2第六章 型材模具強度校核槽形型材模強度校核： 圖6-1 把槽形型材模的突出部分，看成是一個受均布載荷的懸臂梁，其根部是危險截面，計算模子的最小厚度。求單位壓力p p=P/F0 式中：P擠壓力（用擠壓機的額定壓力），N； F0擠壓筒斷面積，mm2。則p=P/F0=19.6×106/×2002=156N

14、求舌頭根部的彎曲應(yīng)力w 舌部載荷Q：Q=pal則Q=pal=156×61×59=5.6MN舌頭根部彎矩M：M=p·a·l·l/2=p·a·l2/2則M=P·a·l2/2=19.6×61×592/2=.8MN·mm舌頭根部截面模數(shù)W：W=b·h2/6 式中：b懸臂梁根部截面出口寬度，b=a-2c； c懸臂梁根部截面出口空刀尺寸，取c=1.8則W=b·h2/6=（61-2×2）×402/6=15200mm3則彎曲應(yīng)力為：彎=136.9MPa

15、當(dāng)模具材質(zhì)選用3Cr2W8V鋼時，在500°C時，取彎=650MPa；400°C時，取980MPa。則模具的最小厚度 H式中：h模具厚度（模子和模墊的總厚度），mm； l懸臂梁長度，mm； a懸臂根部斷面寬度，mm； b懸臂根部斷面出口寬度，mm; 彎模具材料的許用彎曲應(yīng)力，MPa。帶入數(shù)據(jù)計算可得hmin=1519mm<H=40mm。懸臂梁端部撓度max計算式中：q懸臂梁單位長度上的壓力，q=Q/l，N/mm； E模具材料彈性模量，對于3Cr2W8V鋼，取E=2.2×105 Mpa； J懸臂梁截面的慣性矩J=bH3/12，mm4；只有當(dāng)懸臂前端的撓度max <1mm時，才能保證型材的精度。將數(shù)據(jù)帶入上式計算可得：最大=0.015mm<1mm.通過以上計算校核可得出所設(shè)計的模具符合要求。但如果按照上式計算出的模具厚度進行設(shè)計，可以保證模子的懸臂部分在發(fā)生彎曲變形的情況下，基本不會發(fā)生斷裂。但是，當(dāng)彎曲較大時，會導(dǎo)致?？壮叽绨l(fā)生變化而影響型材的精度。所以選取模具的高度H=40mm。第七章 繪制模具圖 .型材模（入口端）：圖 6-1圖 7-1總結(jié) 經(jīng)過這一周的型材模具課程設(shè)計的參與和學(xué)習(xí)，使我對型材模具的設(shè)計和制造過程有了一個了解；并且在設(shè)計過程中，我對模具的使用和發(fā)展的現(xiàn)狀有