全國鋁合金擠壓模具技術(shù)共100

鋁合金擠壓裝備與工模具擠壓設(shè)備擠壓筒與擠壓墊擠壓模具（模具分類、模具結(jié)構(gòu)、模具

材料、模具設(shè)計原則、模具制造工藝等）目錄加熱爐擠壓機輔助機構(gòu)5.1擠壓設(shè)備加熱爐燃料爐：油爐和煤氣爐

特點：加熱效率高、成本低、投資少中小企業(yè)采用；爐溫不易控制、勞動條件差、自動化程度低電阻加熱爐：爐溫易于控制，加熱質(zhì)量好，占地面積少，勞動條件好，自動化程度較高；加熱效率較低、成本高、投資大感應(yīng)加熱爐：主要使用50Hz工頻感應(yīng)加熱爐。加熱速度快，體積小，耗電少，自動化程度高燃料爐電阻加熱爐感應(yīng)加熱爐擠壓機按結(jié)構(gòu)形式分：立式擠壓機和臥式擠壓機按傳動方式分：機械式擠壓機、油壓機、水壓機按穿孔系統(tǒng)分：不帶穿孔系統(tǒng)的擠壓機、內(nèi)置式穿孔擠壓機、外置式穿孔擠壓機按模具裝置分：鎖鍵式、滑動模座式、回旋模座式擠壓機的分類及應(yīng)用擠壓機模座：用于組裝模具?？v動式、橫動式供錠機構(gòu)：直線式、回轉(zhuǎn)式擠壓墊與壓余分離裝置制品牽引機構(gòu)鋸切裝置拉矯裝置轉(zhuǎn)動式、聯(lián)合式5.1.1正向向擠擠壓壓機機立式式擠擠壓壓機機立式式擠擠壓壓機機可可以以生生產(chǎn)產(chǎn)出出壁壁厚厚均均勻勻的的薄薄壁壁管管材材，，其其運運動動部部件件和和出出料料方方向向與與地地面面垂垂直直，，占占地地面面積積小小，，到到要要求求建建筑筑較較高高的的廠廠房房和和很很深深的的地地坑坑，，只只適適用用于于小小型型擠擠壓壓機機。。5.1.1正向向擠擠壓壓機機臥式式擠擠壓壓機機目前前管管、、棒棒、、型型材材擠擠壓壓普普遍遍采采用用臥臥式式油油壓壓擠擠壓壓機機。。擠擠壓壓機機按按其其用用途途分分為為單單動動擠擠壓壓機機和和雙雙動動擠擠壓壓機機。。其其中中單單動動擠擠壓壓機機是是國國際際上上最最普普遍遍使使用用的的擠擠壓壓機機。。臥式式擠擠壓壓機機5.1.2反向向擠擠壓壓機機反向向擠擠壓壓機機按按擠擠壓壓方方法法分分為為正正、、反反兩兩用用和和專專用用反反向向兩兩種種型型式式，，每每種種又又可可分分為為單單動動（（不不帶帶獨獨立立穿穿孔孔裝裝置置））和和雙雙動動（（帶帶獨獨立立穿穿孔孔裝裝置置））兩兩種種。。反反向向擠擠壓壓機機按按其其本本本本體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)大大致致可可分分為為三三大大類類：：擠擠壓壓筒筒剪剪切切式式、、中中間間框框架架式式和和后后拉拉式式?！，F(xiàn)現(xiàn)代代反反向向擠擠壓壓機機采采用用預(yù)預(yù)應(yīng)應(yīng)力力張張力力柱柱結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)，，普普遍遍采采用用快快速速更更換換擠擠壓壓軸軸和和模模具具裝裝置置、、擠擠壓壓筒筒座座““X”型導(dǎo)向向，橫軸軸移動滑滑架快速速鎖緊裝裝置，設(shè)設(shè)有穿孔孔針情理理裝置已已經(jīng)模環(huán)環(huán)清理裝裝置。5.1.2反向擠壓壓機擠壓筒剪剪切式擠壓筒剪剪切式的的特點是是前梁和和后梁固固定，通通過4根張力柱柱連成一一個整體體，在擠擠壓筒移移動梁（（也稱擠擠壓筒座座）上，，安設(shè)有有壓余剪剪切裝置置。擠壓筒剪剪切式5.1.2反向擠壓壓機中間框架架式用于正反反兩用擠擠壓機，，其特點點是前梁梁和后梁梁固定，，通過四四根張力力柱連接接成一個個整體。。在前梁梁和擠壓壓筒移動動梁之間間安設(shè)有有壓余剪剪切用的的活動框框架，剪剪刀就設(shè)設(shè)置活動動框架上上。5.1.2反向擠壓壓機后拉式中間梁固固定，前前后梁是是通過4根張力柱柱連成一一個整體體的活動動梁框架架。5.1.3冷擠壓機機輔助機構(gòu)構(gòu)熱剪機：用于于將加熱熱后的長長錠按要要求剪切切成定尺尺短錠熱剝皮機機：用于于反向擠擠壓前，，將已加加熱好的的鑄錠表表皮剝?nèi)トD壓機機后輔輔機：包包括淬火火裝置、、中斷鋸鋸、牽引引機、固固定出料料臺、出出料運輸輸機、提提升移料料機、冷冷床、張張力矯直直機、張張力矯直直輸送裝裝置、貯貯料臺、、鋸床輸輸送輥道道、成品品鋸、定定尺臺、、檢查臺臺5.2擠壓筒與與擠壓墊墊擠壓筒5.2.1擠壓筒容納錠坯坯，承受受擠壓桿桿傳給錠錠坯的壓壓力并同同擠壓桿桿一起限限制錠坯坯，使之之承受壓壓力后只只能從擠擠壓?？卓讛D出的的擠壓工工具。擠壓筒的的結(jié)構(gòu)形形式為了改善善受力條條件，使使擠壓筒筒中的應(yīng)應(yīng)力分布布均勻，，增加承承載能力力，提高高其使用用壽命，，絕大多多數(shù)擠壓壓筒是用用兩層以以上的襯襯套，以以過盈配配合，熱熱裝組合合在一起起構(gòu)成的的。擠壓筒襯襯套的層層數(shù)應(yīng)根根據(jù)其工工作內(nèi)套套的最大大壓力來來確定。。擠壓筒的加熱方方式為了使金金屬流動動均勻和和擠壓筒筒免受過過于劇烈烈的熱沖沖擊，擠擠壓筒在在工作前前應(yīng)進(jìn)行行預(yù)加熱熱，在工工作時應(yīng)應(yīng)保溫。。目前，，一般采采用裝在在擠壓筒筒襯套中中的電感感應(yīng)加熱熱和電阻阻絲外加加熱器加加熱。擠壓筒工工作內(nèi)套套的結(jié)構(gòu)構(gòu)（1）按工作作內(nèi)套的的外表面面結(jié)構(gòu)可可分為圓圓柱形、、圓錐形形和臺肩肩圓柱形形。（2）按內(nèi)套套的整體體性，可可分為整整體內(nèi)套套和組合合內(nèi)套。。在組合合內(nèi)套中中又分為為圓柱形形組合、、錐形組組合、分分瓣組合合三種。。（3）按內(nèi)腔腔形狀分分為圓形形、扁形形和其他他形狀。。在擠壓筒內(nèi)內(nèi)將擠壓壓桿與錠錠坯隔開開并傳遞遞擠壓力力用的擠擠壓工具具。其作作用是減減少擠壓壓桿端面面的磨損損，隔離離錠坯對對擠壓桿桿的熱影影響。擠壓墊的的結(jié)構(gòu)形形式在擠壓鋁鋁合金時時，為了了減少擠擠壓墊片片與金屬屬之間粘粘結(jié)摩擦擦，一般般采用帶帶凸緣（（工作帶帶）的墊墊片。5.2.2擠壓墊5.2.2擠壓墊5.2.2擠壓墊5.3.1擠壓模具具分類（1）按?？卓讐嚎s區(qū)區(qū)斷面形形狀可以以分為：：平流模模、錐形形模、流流線行模模和雙錐錐模等5.3擠壓模具具5.3.1擠壓模具具分類（2）按被擠擠壓的產(chǎn)產(chǎn)品品種種可分為為棒材模模、普通通實心材材模、壁壁板模、、變斷面面型材模模和管材材模、空空心型材材模等。。（3）按?？卓讛?shù)目可可分為單單孔模和和多孔模模。（4）按擠壓壓方法和和工藝特特點可分分為熱擠擠壓模、、冷擠壓壓模、靜靜液擠壓壓模、反反擠壓模模、連續(xù)續(xù)擠壓模模、水冷冷模、寬寬展模、、臥式擠擠壓機用用模和立立式擠壓壓機用模模。5.3.1擠壓模具具分類（5）按模具具結(jié)構(gòu)可可分為整整體模、、分瓣模模、可卸卸模、活活動模、、舌型組組合模、、平面分分流組合合模、嵌嵌合模、、插架模模、前置置模、保保護(hù)模等等。a—平面模；；b—平面分流流組合模模；c—叉架式組組合模；；d—舌形模（（橋模））（6）按擠壓壓模具外外形結(jié)構(gòu)構(gòu)可分為為帶倒椎椎體的錐錐模、帶帶凸臺的的圓柱模模、帶正正椎體的的錐模、、帶倒椎椎體的錐錐形—中間椎體體壓環(huán)模模、帶倒倒椎體的的圓柱—錐形模、、加強模模等。5.3.1擠壓模具具分類上述分類類方法是是相對的的，往往往是一種種模具同同時具有有上述分分類方法法中的幾幾種特征征。此外外，一種種模具形形式又可可根據(jù)具具體的工工藝特點點、產(chǎn)品品形狀等等因素分分成幾個個小類，，如棒模模又可分分為圓棒棒模、方方棒模、、六角棒棒模和異異形棒模模擠壓模具具包括模模子、模模墊、穿穿孔針等等，是直直接參與與金屬塑塑性成形形的工具具。期特特點是品品種規(guī)格格多，結(jié)結(jié)構(gòu)形式式多，需需經(jīng)常更更換，工工作條件件極為惡惡劣，消消耗量很很大。因因此，應(yīng)應(yīng)千方百百計提高高模具壽壽命，減減少消耗耗，降低低成本。。5.3.2擠壓模具具結(jié)構(gòu)擠壓模結(jié)結(jié)構(gòu)要素素A模角α模角大小小對擠壓壓制品的的表面質(zhì)質(zhì)量與擠擠壓力都都有很大大影響。。平模的的模角等等于90°。其特點點是在擠擠壓時形形成較大大的死去去，可阻阻止鑄錠錠表面的的雜質(zhì)、、缺陷、、氧化皮皮等流到到制品表表面，以以獲得良良好的制制品表面面。采用用平模擠擠壓時消消耗的擠擠壓力較較大，模模具易產(chǎn)產(chǎn)生變形形，使模模孔變小小或?qū)⒛Ｄ＞邏簤膲?。從減減少擠壓壓力、提提高模具具使用壽壽命的角角度來看看，應(yīng)使使用錐形形模。5.3.2擠壓模具具結(jié)構(gòu)擠壓模結(jié)結(jié)構(gòu)要素素B定徑帶長長度h定和直徑d定定徑帶又又稱工作作帶，是是模子中中垂直模模子工作作端面并并用以保保證擠壓壓制品的的形狀、、尺寸和和表面質(zhì)質(zhì)量的區(qū)區(qū)段。定徑帶直直徑d定是模子設(shè)設(shè)計中的的一個重重要的基基本參數(shù)數(shù)，設(shè)計計d定大小的基基本原則則是：在在保證擠擠制出的的制品冷冷卻狀態(tài)態(tài)下不超超出圖紙紙規(guī)定的的制品公公差范圍圍的條件件下，盡盡量延長長模具的的使用壽壽命。定徑帶帶長度度h定應(yīng)根據(jù)據(jù)擠壓壓機的的結(jié)構(gòu)構(gòu)形式式（立立式或或臥式式)、被擠擠壓的的金屬屬材料料、產(chǎn)產(chǎn)品的的形狀狀和尺尺寸等等因素素來確確定擠壓模模結(jié)構(gòu)要要素C出口直直徑d出或出口口喇叭叭錐模子的的出口口部分分是保保證制制品能能順利利通過過模字字并保保證高高表面面質(zhì)量量的重重要參參數(shù)。。若模模子出出口直直徑d出過小，，則易易劃傷傷制品品表面面，甚甚至引引起堵堵模，，但出出口直直徑d出過大，，則會會大大大削弱弱定徑徑帶的的強度度，引引起定徑帶過早早地變變形、、壓塌塌、明明顯地地降低低模具具的使使用壽壽命。。D入口圓圓角rλ模子的的入口口圓角角是指指被擠擠壓金金屬進(jìn)進(jìn)入定定徑帶帶的部部分，，即模模子工工作端端面與與定徑徑帶形形成的的端面面角。。制作作入口口圓角角rλ可防止止低塑塑性合合金在在擠壓壓時產(chǎn)產(chǎn)生表表面裂裂紋和和減少少金屬屬在流流入定定徑帶帶時的的非接接觸變變形，，同時時也減減少在在高溫溫擠壓壓時模模子棱棱角的的壓塌塌變形形。但但是，，圓角角增大大了接接觸摩摩擦面面積，，可能能引起起擠壓壓力增增高。。5.3.2擠壓模模具結(jié)結(jié)構(gòu)分流組合模實心平模導(dǎo)流孔導(dǎo)流模模5.3.2擠壓模模具結(jié)結(jié)構(gòu)雙孔模模芯5.3.2擠壓模模具結(jié)結(jié)構(gòu)5.3.2擠壓模模具結(jié)結(jié)構(gòu)新結(jié)構(gòu)構(gòu)模具具--蝶形模模蝶形模模蝶形模模使用用性能能-大大提提高了了模芯芯的抗抗彎性性能；；-模芯彈彈性失失效減減少；；-減小了了鑄錠錠的突突破擠擠壓力力；-溫度和和工作作壓力力減少少；-擠壓速速度提提高50%，因而而大大大提高高生產(chǎn)產(chǎn)率。。蝶形模模（ButterflyDie?.）的優(yōu)優(yōu)秀結(jié)結(jié)構(gòu)適適用于于用在在普通通的四四孔模模上，，這很很容易易用計計算機機輔助助設(shè)計計（CAD）系統(tǒng)統(tǒng)進(jìn)行行設(shè)計計，并并能得得到傳傳統(tǒng)結(jié)結(jié)構(gòu)的的擠壓壓模難難以達(dá)達(dá)到的的表面面質(zhì)量量。蝶形模模與常常規(guī)模模擠壓壓壓力力比較較多孔模模多孔模模即一一模多多孔，，即可可以一一次擠擠壓出出很多多根型型材產(chǎn)產(chǎn)品，，與單單孔模模相比比有以以下優(yōu)優(yōu)勢：：(1)提高擠擠壓產(chǎn)產(chǎn)品的的生產(chǎn)產(chǎn)效率率；在在擠壓壓速度度相同同的情情況下下，多多孔模模具較較單孔孔模具具的生生產(chǎn)效效率成成倍提提高，，大大大降低低了生生產(chǎn)成成本。。(2)提高模模具壽壽命；；擠壓壓模具具的失失效形形式之之一是是?？卓椎哪ツp，，模具具壽命命以模模孔擠擠出余余屬材材料的的長度度來計計算，，理論論上多多孔模模具的的壽命命將成成倍提提高。。(3)提高模模具材材料的的利用用效率率，減減少模模具鋼鋼消耗耗：高高強度度耐熱熱模具具鋼是是昂貴貴模具具的材材料，，國產(chǎn)產(chǎn)材料料的價價格約約26000元/噸左右右，進(jìn)進(jìn)口材材料的的價格格達(dá)到到65000元/噸～100000元/噸，多多孔模模具技技術(shù)的的采用用將大大大提提高材材料的的利用用效率率。(4)提高成成品率率；采采用多多孔模模具技技術(shù)不不僅可可咀減減小擠擠壓系系數(shù)，，降低低擠壓壓力，，在壓壓余不不變的的情況況下，，通過過提高高鑄錠錠長度度，可可以減減少幾幾何廢廢料所所占比比率來來提高高型材材的成成品率率。多孔分分流模模冷卻模?，F(xiàn)以液液氮冷冷卻模模具技技術(shù)加加以簡簡單介介紹液氮冷冷卻模模具技技術(shù)是是鋁型型材在在擠壓壓時在在模具具的專專用模模墊上上加開開冷卻卻通道道，通通過控控制系系統(tǒng)在在設(shè)定定的通通道開開度下下，液液氮通通過冷冷卻通通道噴噴射在在模具具的表表面，，吸吸收鋁鋁棒帶帶來的的熱量量，直直接降降低低模具具溫度度，使使模具具溫度度、型型材出出料料口溫溫度保保持在在穩(wěn)定定溫度度范圍圍內(nèi)內(nèi)，達(dá)達(dá)到提提高擠擠壓速速度的的目的的；同同時，，液氮氮氣化化后，，體積積膨膨脹600多倍，，將出出料口口型材材周圍圍的空空氣排排開，，形成成惰性性保護(hù)護(hù)，提提高高型材材表面面光潔潔度。。其技技術(shù)基基本本原理理示意意圖如如圖1所示。。液氮的的冷卻卻通道道布置置應(yīng)盡盡量保保證模模具表表面上上冷卻卻介質(zhì)質(zhì)均勻勻分配配。目目前，，最理理想的的冷卻卻通道道布置置是在在模子子本體體上直直接機機加工工出來來，但但由于于技術(shù)術(shù)相當(dāng)當(dāng)復(fù)雜雜，實實時控控制比比較難難，很很難實實現(xiàn)氮氮冷介介質(zhì)的的均勻勻分配配，至至今未未見到到在工工業(yè)應(yīng)應(yīng)用上上有良良好的的效果果。因因此，，在一一般工工業(yè)應(yīng)應(yīng)用中中，大大多采采用在在專用用模墊墊上機機加工工出冷冷卻通通道的的方法法。冷冷卻通通道布布置示示意圖圖如圖圖2?？招男男托筒牟臄D擠壓壓模模具具鋁型型材材擠擠壓壓工工模模具具的的性性能能要要求求由于于鋁鋁合合金金型型材材擠擠壓壓生生產(chǎn)產(chǎn)工工模模具具的的工工作作條條件件十十分分惡惡劣劣，，因因此此，，擠擠壓壓生生產(chǎn)產(chǎn)對對工工模模具具的的要要求求非非常常嚴(yán)嚴(yán)格格。。具具體體要要求求如如下下：：(1)高的的強強度度和和硬硬度度值值。。鋁鋁合合金金型型材材擠擠壓壓生生產(chǎn)產(chǎn)時時，，要要求求常常溫溫下下模模具具材材料料σb值大大于于1500MPa。(2)高的的斷斷裂裂韌韌性性和和沖沖擊擊韌韌性性值值。。在在常常溫溫和和高高溫溫工工作作條條件件下下，，要要求求工工模模具具具有有高高的的斷斷裂裂韌韌性性和和沖沖擊擊韌韌性性值值，，以以防防止止工工模模具具在在沖沖擊擊載載荷荷或或低低應(yīng)應(yīng)力力條條件件下下產(chǎn)產(chǎn)生生脆脆斷斷。。(3)高的的耐耐磨磨性性。。在在高高溫溫擠擠壓壓條條件件下下能能抵抵抗抗機機械械負(fù)負(fù)荷荷而而不不過過早早地地產(chǎn)產(chǎn)生生退退火火和回回火火現(xiàn)現(xiàn)象象。。在在擠擠壓壓工工作作溫溫度度下下，，模模具具材材料料的的σs不應(yīng)應(yīng)低低于于1000MPa。與與此此同同時時，，在在長長時時間間潤潤滑滑不不良良和和高高溫溫高高壓壓的的擠擠壓壓生生產(chǎn)產(chǎn)條條件件下下，，模模具具表表面面能能抵抵抗抗因因金金屬屬““粘粘結(jié)結(jié)””作作用用而而產(chǎn)產(chǎn)生生的的磨磨損損。。(4)高的的穩(wěn)穩(wěn)定定性性，，工工模模具具在在高高溫溫條條件件下下不不易易產(chǎn)產(chǎn)生生氧氧化化皮皮，，有有抗抗氧氧化化穩(wěn)穩(wěn)定定性性。。5.3.3擠壓壓模模具具材材料料(5)抗激激冷冷、、激激熱熱適適應(yīng)應(yīng)能能力力。。防防止止工工模模具具在在長長時時間間周周期期循循環(huán)環(huán)擠擠壓壓生生產(chǎn)產(chǎn)過過程程中過過早早產(chǎn)產(chǎn)生生熱熱疲疲勞勞裂裂紋紋。。(6)良好好的的淬淬透透性性。。確確保保工工模模具具整整個個斷斷面面有有高高且且均均勻勻的的力力學(xué)學(xué)性性能能，，特特別別是是大型型工工模模具具。。(7)抗反反復(fù)復(fù)循循環(huán)環(huán)應(yīng)應(yīng)力力性性能能強強。。防防止止過過早早出出現(xiàn)現(xiàn)疲疲勞勞破破壞壞，，要要求求有有高高的的持持久久強強度度。。(8)高導(dǎo)導(dǎo)熱熱性性。。防防止止高高溫溫擠擠壓壓過過程程中中被被擠擠壓壓坯坯料料和和工工模模具具產(chǎn)產(chǎn)生生局局部部過過燒燒或或機械械強強度度損損失失。。(9)具有有良良好好的的抗抗蠕蠕變變和和可可氮氮化化性性能能。。(10)具有有一一定定的的抗抗腐腐蝕蝕性性和和小小的的膨膨脹脹系系數(shù)數(shù)。。(11)工模模具具材材料料在在國國內(nèi)內(nèi)應(yīng)應(yīng)較較易易獲獲得得，，并并符符合合經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)原原則則，，即即價價廉廉物物美美。。(12)良好好的的工工藝藝性性能能。。即即工工模模具具材材料料容容易易熔熔煉煉、、鍛鍛造造、、機機加加工工和和熱熱處處理理。。為提高高鋁合合金型型材產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量，，降低低擠壓壓生產(chǎn)產(chǎn)成本本，提提高擠擠壓模模具使使用壽壽命，，應(yīng)根根據(jù)擠擠壓型型材品品種、、型材材形狀狀規(guī)格格、產(chǎn)產(chǎn)量大大小、、工模模具工工作條條件以以及鋼鋼材本本身的的工藝藝性能能等方方面情情況，，選擇擇性價價比高高的工工模具具材料料。選選擇擠擠壓工工模具具材料料時一一般考考慮以以下四四個方方面的的因素素：（1）被擠擠壓金金屬或或合金金的性性能。。擠壓壓生產(chǎn)時，不不同的的金屬屬或合合金具具有不不同的的物理理-化學(xué)性性能，，不同同的擠擠壓工工藝條條件和和不同同的溫溫度-速度規(guī)規(guī)范，，因此此，擠擠壓工工模具具材料料應(yīng)根根據(jù)被被擠壓壓金屬屬和合合金的的特性性來選選擇。。(2)產(chǎn)品形形狀，，規(guī)格格和品品種。。不同同的產(chǎn)產(chǎn)品形形狀，，規(guī)格格和品品種，，要求求不同同的工工模具具材料料特性性。擠擠壓圓圓管、、圓棒棒等形形狀簡簡單型型材時時，5CrNiW，5CrMnMo等中等強度度的鋼鋼材或或者強強度更更低的的鋼材材既能能滿足足工模模具材材料要要求；；擠壓壓形狀狀復(fù)雜雜的空空心型型材時時，需需選用用3Cr2W8V和4CrSMoSiVl等較高高級的的鋼材材來制制造工工模具具。選擇擠擠壓模模具材材料需需考慮慮因素素(3)設(shè)備結(jié)結(jié)構(gòu)、、擠壓壓方法法與工工藝條條件。。靜液液擠壓壓時，，工模模具在在高壓壓的液液體環(huán)環(huán)境中中呈預(yù)預(yù)應(yīng)力力狀態(tài)態(tài)，可可用3Cr2WSV等鋼材材來制制作工工模具具；工工模具具材料料與擠擠壓方方法的的選擇擇還有有很大大關(guān)系系，熱熱擠壓壓工模模具材材料要要求有有較高高的熱熱硬度度和熱熱強度度，高高的耐耐磨性性和熱熱穩(wěn)定定性等等。(4)工模具具的結(jié)結(jié)構(gòu)和和尺寸寸。擠擠壓普普通實實心型型材和和管材材的平平面模模，可可選用用3Cr2WSV或5CrNiMo鋼材來來制造造工模模具，，而擠擠壓空空心型型材用用的平平面分分流組組合模模和形形狀復(fù)復(fù)雜的的特殊殊型材材模等等必須須用3Cr2W8V、4Cr5MoSiVl鋼或更更高級級的材材料來來制造造。鋁型材材擠壓壓變形形過程程是一一個含含彈塑塑性、、剛塑塑性、、黏塑塑性等等多種種變形形的復(fù)復(fù)雜熱熱力耦耦合過過程，，因此此，型型材擠擠壓工工模具具設(shè)計計是一一項具具有很很高技技術(shù)含含量的的系統(tǒng)統(tǒng)工程程。5.3.4擠壓模模具設(shè)設(shè)計原原則擠壓模模具設(shè)設(shè)計時時應(yīng)考考慮的的因素素A由模子子設(shè)計計者確確定的的因素素主要有有模子子的結(jié)結(jié)構(gòu)、、模子子材料料、模?？讛?shù)數(shù)和擠擠壓系系數(shù)、、制品品的形形狀、、模孔孔的方方位和和尺寸寸、模模孔的的收縮縮量、、變形形撓度度、定定徑帶帶與阻阻礙系系統(tǒng)的的確定定以及及擠壓壓時的的應(yīng)力力應(yīng)變變狀態(tài)態(tài)。B由模子子制造造者確確定的的因素素包括模模子尺尺寸和和形狀狀的精精度，，定徑徑帶和和阻礙礙系統(tǒng)統(tǒng)的加加工精精度，，表面面粗糙糙度，，熱處處理硬硬度，，表面面滲碳碳、脫脫碳及及表面面硬度度變化化情況況，端端面平平行度度等。。C由擠壓壓生產(chǎn)產(chǎn)者確確定的的因素素主要有有模具具的裝裝配及及支承承情況況，鑄鑄錠、、模具具和擠擠壓筒筒的加加熱溫溫度、、擠壓壓速度度、工工藝潤潤滑情情況，，產(chǎn)品品品種種及批批量、、合金金及鑄鑄錠質(zhì)質(zhì)量，，牽引引情況況，拉拉矯力力及拉拉伸量量，被被擠壓壓合金鑄錠錠規(guī)格格，產(chǎn)產(chǎn)品出出?？诳诘睦淅鋮s情情況，，工模模具的的對中中性，，擠壓壓機的的控制制與調(diào)調(diào)整，，導(dǎo)路路的設(shè)設(shè)置，，輸出出工作作臺及及矯直直機的的長度度，擠擠壓機機的能能力和和擠壓壓筒的的比壓壓，擠擠壓殘殘料長長度等等。在設(shè)計計前，，擬定定合理理的工工藝流流程和和選擇擇最佳佳的工工藝參參數(shù)，，綜合合分析析影響響模具具效果果的各各種因因素，，是合合理設(shè)設(shè)計擠擠壓模模具的的必要要和充充分條條件。。模具設(shè)計的的原則與步步驟A確定設(shè)計模模腔的工藝藝參數(shù)設(shè)計正確的的擠壓型材材圖，擬定定合理的擠擠壓工藝，，選擇適當(dāng)當(dāng)?shù)臄D壓筒筒尺寸，擠擠壓系數(shù)和和擠壓力，，決定?？卓讛?shù)。B?？自谀Ｗ幼悠矫嫔系牡暮侠聿贾弥脤蝹€或多多個?？祝?，合理地分分布在模子子平面上，，使之在保保證模子強度的的前提下獲獲得最佳金金屬流動的的均勻性。。單孔的棒棒材、管材材和對稱良良好的型材材模，均應(yīng)應(yīng)將?？椎牡睦碚撝匦男闹糜谀Ｗ幼又行纳?，，各部分壁壁厚相差懸懸殊和對稱稱性很差的的產(chǎn)品，應(yīng)應(yīng)盡量保證證模子平面面X軸和Y軸的上下左左右的金屬屬量大致相相等，但也也應(yīng)考慮金金屬在擠壓壓筒中的流流動特點，，使薄壁部部分或難成成形處盡可可能接近中中心，多孔孔模的布置置主要應(yīng)考考慮?？讛?shù)數(shù)目、模子子強度（孔孔間隙及模?？着c模子子邊緣的距距離等）、、制品的表表面質(zhì)量、、金屬流動動的均勻性性等問題。。模具設(shè)計的的原則與步步驟C合理調(diào)整金金屬的流動動速度模具設(shè)計的的原則與步步驟C合理調(diào)整金金屬的流動動速度模具設(shè)計的的原則與步步驟D保證足夠的的模具強度度由于擠壓時時模具的工工作條件十十分惡劣，，所以模具具強度是模模具設(shè)計中中的一個非非常重要的的問題。除除了合理布布置?？椎牡奈恢?，選選擇合適的的模具材料料，設(shè)計合合理的模具具結(jié)構(gòu)和外外形之外，，精確地計計算擠壓力力和校核各各危險斷面面的許用強強度也是十十分重要的的。分流橋下端開裂裝吊孔開裂擠壓模具失失效的主要要表現(xiàn)形式式：磨損、、變形、開開裂。造成模具開開裂的主要要原因：應(yīng)應(yīng)力集中和和循環(huán)載荷荷模具設(shè)計的的技術(shù)條件件及基本要要求棒材模的設(shè)設(shè)計棒材（圓棒棒、方棒、、方角棒））模具是一一種簡單的的擠壓模具具。鋁合金金棒材均用用平面模進(jìn)進(jìn)行擠壓，，棒模的入入口角為直直角。（1）?？讛?shù)目目的選擇原原則：合理理的擠壓系系數(shù)λ、足夠的模模子強度、、良好的制制品表面質(zhì)質(zhì)量、金屬屬流動盡可可能均勻（2）?？自谀ＤＷ悠矫嫔仙系牟贾茫海翰捎脝慰卓啄r，應(yīng)應(yīng)將?？椎牡闹匦闹糜谟谀Ｗ又行男纳?，采用用多孔模時時，應(yīng)將多孔模的理論重重心均勻分分布距模子子中心和擠擠壓筒邊緣緣有合適距距離的同心心圓周上，，同心圓直直徑D同與擠壓筒直直徑之間的的關(guān)系由以以下經(jīng)驗關(guān)關(guān)系式來確確定：棒材模的設(shè)設(shè)計（3）?？壮叽绲牡拇_定：（4）工作帶長度度的確定：：主要根據(jù)棒材的的斷面尺寸寸和合金性性質(zhì)及擠壓壓機的噸位位等來確定定工作帶的的長度。擠擠壓鋁合金金棒材時，，工作帶長長度一般取取2~8mm,最大不超過過10mm。（5）棒模的強強度校核：：對于多孔孔模，需對對?？字g間和?？着c與模子邊緣緣的危險斷斷面的強度度進(jìn)行校核核，而在使使用通用的的大孔徑模模墊和墊環(huán)環(huán)的情況下下，還需計計算抗剪強強度和抗彎彎強度。普通型材模模的設(shè)計普通型材模模主要用單單孔或多孔孔的平面模模來進(jìn)行擠擠壓。為了了提高擠壓壓制品的質(zhì)質(zhì)量，在設(shè)設(shè)計型材模模具時，除除了要選擇擇足夠強度度的模具結(jié)結(jié)構(gòu)外，還還需考慮模模孔的位置置，?？字浦圃斐叽绲牡拇_定和選選擇保證型型材斷面各各部位的流流動速度均均勻的方法法。（1）?？自谀Ｗ幼悠矫嫔系牡暮侠砼渲弥茫▎慰讛D擠壓）普通型材模模的設(shè)計（1）?？自谀Ｗ幼悠矫嫔系牡暮侠砼渲弥茫ǘ嗫讛D擠壓）普通型材模模的設(shè)計（2）普通型材材?？仔螤顮钆c加工尺尺寸的設(shè)計計普通型材模?？壮叽缫灰话惆聪率绞絹碛嬎悖?，即對鋁及鋁合合金，上式式中的系數(shù)數(shù)Ky和Kp可按下表來來選擇。式式中的其他他參數(shù)如公公差，線膨膨脹系數(shù)等等可在有關(guān)關(guān)的手冊中中查取。普通型材模模的設(shè)計（3）控制型材各各部分流速速均勻性的的方法A通過改變模?？坠ぷ鲙У膸缀涡涡螤钆c尺寸寸B阻礙角的作作用C采用促流角角（助力錐錐或供料錐錐）來均衡衡金屬流速速D采用平衡孔孔或工藝余余量均衡金金屬流速E采用多孔對對稱布置模模孔法均衡衡金屬流速速（4）型材模模具強度校校核：用平平面模擠壓壓雙孔扁條條型材或懸懸臂部分很很長的半空空心槽形型型材時，必必須對模子子進(jìn)行抗彎彎強度校核核分流組合模模的設(shè)計（1）分流組合合模的結(jié)構(gòu)構(gòu)特點與分分類分流組合模模是擠壓機機上生產(chǎn)各各種管材和和空心型材材的主要模模具形式，，其特點是是將針（模模芯）放在在模孔中，，與?？捉M組合成一個個整體，針針在模子中中猶如舌頭頭一樣。分流組合模模的設(shè)計（2）分流組合合模的結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計焊合室形狀狀a－圓形的；；b－蝶形的；；c－焊合室剖剖面圖1－分流孔；；2－焊合室；；3－死區(qū)模芯定徑帶帶的結(jié)構(gòu)形形式分流組合模模的設(shè)計應(yīng)用平面分分流模導(dǎo)流流成形技術(shù)術(shù)的新式擠擠壓模該技術(shù)是以以平面分流流為主要研研究對象，，主要是在在焊合腔下下增加導(dǎo)流流孔，使變變形金屬能能更容易成成型（見圖圖1），導(dǎo)流孔孔的設(shè)計必必須要保證證有足夠的的深（厚））度和合理理的形狀。。為此，將將帶有焊合合腔、導(dǎo)流流孔和型孔孔的下模分分成兩部分分：帶有焊焊合腔、導(dǎo)導(dǎo)流孔的中中模以及帶帶有型孔的的下模。可能存在的的問題及解解決辦法（1）可能引起起擠壓力增增加（2）模芯的穩(wěn)穩(wěn)定性減少少由于模厚增增加，模芯芯長度增加加，導(dǎo)致模模芯剛度降降低，在非非均勻壁厚厚的制品中中，產(chǎn)生的的側(cè)向壓力力有可能導(dǎo)導(dǎo)致模芯偏偏移。但若若設(shè)計時加加以注意，，注意消除除和克服對對模芯產(chǎn)生生側(cè)壓的因因素，則模模芯是穩(wěn)定定的。總之，擠壓壓模具設(shè)計計要訣：孔隨形走，，避焊定橋橋，預(yù)配流流量，定徑徑微調(diào)106XC型材位于車車體側(cè)板部部位，屬于于大型、多多腔、薄壁壁、扁寬型型材。型材材最大外接接圓直徑D外=500mm，供料長度度24.6m，型材各處處壁厚相差差較大，最最大壁厚4.5mm，最小壁厚厚1.5mm，型材寬487.4mm，屬于難成成行型材。。實例分析：：106XC軌道列車車車體型材擠擠壓模具設(shè)設(shè)計分級導(dǎo)流、、多級分流流的型腔結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計分級導(dǎo)流、、多級分流的型腔腔設(shè)計技術(shù)通過：：a）分層次設(shè)計計導(dǎo)流腔、導(dǎo)流槽槽；b）設(shè)計不同同橋?qū)?、橋高組組合，與分層次的的導(dǎo)流腔、導(dǎo)流槽槽配合，調(diào)節(jié)金金屬流動，保證金金屬在模具寬展方方向上的均勻流動動和完全填充，同同時降低擠壓阻力力。分級孔及模模橋結(jié)構(gòu)示示意圖內(nèi)斜筋節(jié)點點對應(yīng)分流流孔中心位位置；分流流孔面積由由中心向兩兩側(cè)逐漸增增大，且分流流孔距型材材距離也逐逐漸減?。?；越靠近兩兩側(cè)，分流流橋降橋量量越大，并且分分流橋?qū)挾榷戎饾u減窄窄。模芯結(jié)構(gòu)設(shè)計模芯設(shè)計選選用錐臺式式模芯結(jié)構(gòu)構(gòu)；模芯設(shè)設(shè)計比焊合合室平面高高1.5mm；H處引流通孔設(shè)計為18mm××10mm，J處及中間立立筋處設(shè)計計為20mm××10mm；引流斜槽槽設(shè)計為26°左右喇叭狀狀且引流斜斜槽伸入分分流孔深度度與倒橋角角深度大致致相當(dāng)。焊合室結(jié)構(gòu)設(shè)計焊合室采用用二級焊合合室結(jié)構(gòu)。。一級焊合合室高34mm，選用蝶形形焊合室結(jié)結(jié)構(gòu)；二級焊合室高高6mm，型材斜筋筋連接節(jié)點點處，二級級焊合室寬寬度適當(dāng)縮縮窄；型材材兩端二級焊合合室擴(kuò)寬；；型材平模模部二級焊焊合尺寸也也較窄。?？准肮ぷ鲙С叽缭O(shè)計模孔尺寸確確定為型材材尺寸的1.01倍，型材部部分截面在在經(jīng)驗系數(shù)數(shù)基礎(chǔ)上還還加上了適當(dāng)?shù)男拚担淮_定分流橋橋下、遠(yuǎn)離離分流孔、、最窄的模?？祝铍y難進(jìn)料部分分作為工作作帶最低部部位，模芯工工作帶出口口端設(shè)計比比下模?？卓坠ぷ鲙чL長1.5～2mm。CAE虛擬試模及及模具優(yōu)化化設(shè)計在擠壓成形形過程中，，鋁合金要要經(jīng)歷加熱熱、整體流流動、分流流、焊合、、定型、冷卻等多個個交叉耦合合階段，采采用物理實實驗和現(xiàn)有有的測量儀儀器與手段段基本上無法了解鋁鋁合金的成成形機理和和變形規(guī)律律。運用仿仿真技術(shù)則則可以模擬擬擠壓成形過程，揭揭示金屬的的流動規(guī)律律和各種物物理場量的的分布、變變化情況，，可用于指導(dǎo)開展模模具優(yōu)化設(shè)設(shè)計，從而而減少實際際試模次數(shù)數(shù)，降低試試模成本。。擠壓方向Diagram優(yōu)化設(shè)計計方案流流程圖計算機仿仿真模擬擬初始參參數(shù)設(shè)置置計算機仿仿真模擬擬模型初始設(shè)計計數(shù)值模模擬結(jié)果果分析初始設(shè)計計擠出型型材圖初始設(shè)計計擠出型型材變形形分布圖圖型材上、、下大面與各各斜筋連接節(jié)節(jié)點內(nèi)凹，八八條斜筋不平平整。型材上、、下大面與各斜斜筋連接節(jié)點、、型材八條斜筋筋變形量均較大大，最大變形量量達(dá)到8.65mm。Diagram型材中間間斜筋部部位金屬屬流速太太慢，與與此對應(yīng)應(yīng)，型材材右下角角平模部部位金屬屬流速48mm/s左右；且且型材下下邊大面面右側(cè)部部分與左左側(cè)部分分流速不不均衡，，右側(cè)部部分金屬流流速整體體偏快10mm/s以上。?？壮隹诳谔幗饘賹倭魉俜址植寂c型型材出口口處金屬屬流速分分布規(guī)律律一致。。第一次優(yōu)優(yōu)化設(shè)計計數(shù)值模模擬結(jié)果果分析模具引流流通孔第第一次優(yōu)優(yōu)化前后后對比圖圖模具引流流斜槽優(yōu)優(yōu)化前后后對比圖圖將原來J處10×20mm的引流通孔調(diào)整為為13×23mm；將原來H處10×18mm的引流通孔調(diào)整為為13×21mm增大引流斜槽槽的斜度，將引流流斜槽26°喇叭角調(diào)整為30°Diagram縮窄右下側(cè)及及平模部位二二級焊合室尺尺寸，降低其其對應(yīng)處金屬屬流速。擴(kuò)寬左下側(cè)部部分二級焊合合室尺寸，加加大對左下側(cè)側(cè)部位金屬供供料。Diagram型材上、下大大面與各斜筋筋連接節(jié)點內(nèi)內(nèi)凹趨勢緩解解，八條斜筋筋不平整現(xiàn)象象得到有效改善。。型材各部分變變形量大大降降低，最大變變形量降低近近半，說明模模具優(yōu)化設(shè)計計措施合理。中間斜筋流速速得到較大程程度改善但仍仍偏慢，速度度普遍只有20mm/s左右；型材上側(cè)大面面左右兩角部部A、B處金屬流速偏偏快，達(dá)到38mm/s以上；型材中間立筋C處及平模部位位金屬流速稍稍快，流速34mm/s左右，因此，，還需進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計計。第二次優(yōu)化設(shè)設(shè)計數(shù)值模擬擬結(jié)果分析將J處引流通孔尺寸由13×23mm調(diào)整為15×25mm，將H處引流通孔尺寸由13×21mm調(diào)整為15×23mm。Diagram縮窄左上側(cè)A處對應(yīng)二級焊焊合室尺寸4mm。調(diào)整右上側(cè)B處、立筋C處及平模部位位工作帶長度度，B處對應(yīng)工作帶長度加長長2mm，立筋C