鋁合金邊封型材擠壓模具設(shè)計(jì)

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）鋁合金邊封型材擠壓模具設(shè)計(jì)PAGEPAGE48目錄摘要 3ABSTRACT 41、緒論 61.1、引言 61.2、擠壓模具在鋁型材擠壓生產(chǎn)中的重要性 61.3、鋁型材擠壓模具技術(shù)發(fā)展概況 91.4、論文的主要研究?jī)?nèi)容 112、型材擠壓模具設(shè)計(jì)技術(shù) 112.1、型材模具的設(shè)計(jì)原則及步驟： 112.1.1、擠壓模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的因素： 112.1.2、模具設(shè)計(jì)的原則與步驟： 122.1.3、模具設(shè)計(jì)的技術(shù)條件及基本要求： 152.2、擠壓模典型結(jié)構(gòu)要素的設(shè)計(jì)： 162.2.1、模角： 162.2.2、定徑帶長(zhǎng)度和直徑： 172.2.3、出口直徑或出口喇叭錐： 172.2.4、入口圓角： 182.3、確定采用平面和分流模的原則： 182.4、平面分流組合模的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)： 192.4.1、工作原理與特點(diǎn)： 192.4.2、分流組合模的結(jié)構(gòu)： 212.5、模具外形尺寸的確定原則： 223、鋁合金邊封型材擠壓模具設(shè)計(jì)技術(shù) 233.1、封邊鋁型材的模具設(shè)計(jì)： 243.1.1、封邊鋁型材產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析： 243.1.2、鋁合金封邊型材擠壓模具整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案： 243.1.3、鋁合金封邊型材模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 253.1.4、鋁合金封邊型材模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)詳圖： 354、模具的選材與熱處理及維護(hù)與保養(yǎng) 374.1、模具材料的選擇： 374.1.1、模具材料的使用條件： 374.1.2、模具材料的性能要求： 384.1.3、擠壓工模具選材的特點(diǎn)： 394.1.4、模具材料的選擇： 41摘要鋁合金因質(zhì)輕、美觀、良好的導(dǎo)熱性和易加工成復(fù)雜的形狀,而被廣泛地用于工業(yè)生產(chǎn)的各種環(huán)節(jié)，尤其是散熱，裝飾門窗等方面。鋁合金型材涉及多種樣式，多種功能。與其他鋁型材比，鋁合金封邊型材有其自身的特點(diǎn)：卡位之間距離長(zhǎng)，深寬比很大，中間部分為保證材料壁厚的均勻通常挖空處理，截面拐點(diǎn)多，且多呈直角分布并有受力需求。這種型材復(fù)雜的截面形狀給模具設(shè)計(jì)、制造和生產(chǎn)帶來(lái)很大的難度。

本文以一種常用鋁合金邊封型材為實(shí)例，在總結(jié)大量型材模具設(shè)計(jì)制造經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，論述了鋁合金邊封型材擠壓模具設(shè)計(jì)的步驟和關(guān)鍵點(diǎn)。鋁合金邊封型材擠壓模具設(shè)計(jì)既要保證模具有足夠的強(qiáng)度又要平衡金屬在模具中的流速。根據(jù)產(chǎn)品圖，將鋁合金邊封型材擠壓模具設(shè)計(jì)成平摸，與導(dǎo)流模配合使用。以保證在擠壓時(shí)的金屬流動(dòng)更均勻，這也是鋁合金邊封型材模具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)。文中選用4Cr5MoSiV1模具鋼作為模具材料，討論了鋁合金邊封型材擠壓模具的熱處理工藝和鋁合金邊封型材擠壓工藝特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：鋁合金、擠壓模具設(shè)計(jì)、擠壓工藝、鋁型材AluminumalloyedgesealingprofileextrusiondiedesignABSTRACTAluminumalloybyqualitativelight,beautiful,goodthermalconductivityandeasyprocessingintocomplexshapes,andiswidelyusedinvariouslinksofindustrialproduction,especiallytheheatdissipation,decoratedoorsandWindows,etc.Aluminumprofileinvolvesavarietyofstyles,avarietyoffunctions.Withotherthanaluminum,aluminumalloysealingsideprofilehasitsowncharacteristics:longdistancebetweenthescreens,deepthanthebig,wideinordertoensurethematerialofwallthicknessinthemiddleofhollowingoutevenlynormallyhandle,crosssectionofaturningpoint,andformedarectangulardistributionandmechanicalrequirements.Thisprofilecomplicatedcross-sectionshapetomolddesign,manufacturingandproductionofgreatdifficulty.

Inthispaper,akindofcommonlyusedaluminumalloyedgesealingmaterialforinstance,onthebasisofsummarizingalargenumberofprofilemoulddesignandmanufacturingexperience,thispaperdiscussesthealuminumalloyedgesealingofprofileextrusiondiedesignstepsandkeypoints.Aluminumalloyedgesealingprofileextrusiondiedesignistoensurethatthemoldhasenoughstrengthandtobalancetheflowvelocityofmetalinthemold.Edgesealingaccordingtoproductfigure,thealuminumalloyprofileextrusiondiedesigncosttotouchpeople,usedwithdiversionmode.Toensurethatduringextrusionofmetalflowmoreeven,thisisalsoedgesealingaluminumshapedmolddesignkeypoints.Inthispaper,weuse4cr5mosiv1steelasmouldmaterial,aluminumalloyedgesealingprofileextrusiondiesisdiscussedtheedgesealingheattreatmentprocessandaluminumalloyprofileextrusionprocesscharacteristics.Keywords:Aluminumalloy,aluminumextrusiondiedesign,extrusionprocess,鋁合金邊封型材擠壓模具設(shè)計(jì)XXXXXXXXXXX1、緒論1.1、引言擠壓模具設(shè)計(jì)與制造是鋁合金擠壓材料，特別是鋁合金型材生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)，不僅影響產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)效率和交貨周期，而且也是決定產(chǎn)品成本的重要因素之一。隨著鋁合金擠壓材生產(chǎn)難度的增加和對(duì)產(chǎn)品個(gè)性化性要求的提高，這種作用更加明顯。2007年，我國(guó)鋁合金擠壓材產(chǎn)銷量超過(guò)660萬(wàn)t，工模具消耗達(dá)80萬(wàn)套以上，價(jià)值高達(dá)20億元以上，占擠壓加工成本的25%～30%，大大制約了我國(guó)鋁合金擠壓工業(yè)的發(fā)展。目前，我國(guó)鋁合金擠壓工模具的平均使用壽命為5～10t/模，一次上機(jī)合格率為50%左右，大大落后于國(guó)際上15～20t/模和一次上機(jī)合格率為67%的先進(jìn)水平，大有潛力可挖。因此，不斷提高擠壓工模具的質(zhì)量和使用壽命不僅是企業(yè)的強(qiáng)烈愿望，也是我國(guó)從事擠壓工作技術(shù)人員的責(zé)任[1]。1.2、擠壓模具在鋁型材擠壓生產(chǎn)中的重要性我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展，逐漸受到人們的重視和關(guān)注，在電子、汽車、電機(jī)、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，60％～80％的零部件都要依靠模具成形(型)，可以說(shuō)模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，各類產(chǎn)品零件廣泛采用沖壓、鍛壓成形、壓鑄成形、擠壓成形、塑料注射或其它成形加工方法，與成形模具相配套，使坯料成形加工成符合產(chǎn)品要求的零件。與其它加工制造方法相比，用模具生產(chǎn)的產(chǎn)品具有高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗等特點(diǎn)，因此，模具在工業(yè)生產(chǎn)中具有相當(dāng)重要的地位。模具的質(zhì)量和先進(jìn)程度，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量、產(chǎn)量、成本，影響新產(chǎn)品投產(chǎn)周期、企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整速度與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍以上。目前，模具生產(chǎn)的工藝水平及科技含量的高低，己成為衡量一個(gè)國(guó)家科技與產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一，決定著一個(gè)國(guó)家制造業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力?，F(xiàn)代模具行業(yè)是技術(shù)、資金密集型的行業(yè)，模具行業(yè)的發(fā)展，可以帶動(dòng)制造業(yè)的

蓬勃發(fā)展。按照一般公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)，模具產(chǎn)值與其帶動(dòng)實(shí)現(xiàn)的工業(yè)產(chǎn)值之比為3:100。通過(guò)模具加工產(chǎn)品，可以大大提高生產(chǎn)效率，節(jié)約原材料、降低能耗和成本，產(chǎn)品的一致性好。如今，模具因其生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、材料消耗低、生產(chǎn)成本低，而在各行各業(yè)得到了廣泛應(yīng)用，并且直接為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)服務(wù)，特別是在制造業(yè)中，它起著其它行業(yè)無(wú)可取替代的支撐作用，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著輻射性的影響。

在現(xiàn)代化的大生產(chǎn)中，模具對(duì)實(shí)現(xiàn)整個(gè)擠壓過(guò)程有著十分重要的意義。模具使用壽命是評(píng)價(jià)某一擠壓方法或擠壓工藝經(jīng)濟(jì)可行的決定因素之一，工模具的設(shè)計(jì)與制造質(zhì)量是實(shí)現(xiàn)擠壓生產(chǎn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗、高效低成本的重要保證之一。具體來(lái)說(shuō)，其重要地位和作用表現(xiàn)在以下幾方面[2]:

（1）合理的工模具結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)任何一種擠壓工藝過(guò)程的基礎(chǔ)，因?yàn)樗鞘菇饘佼a(chǎn)生擠壓變形和傳遞擠壓力的關(guān)鍵部件。

（2）模具是保證產(chǎn)品成形，具有正確形狀、尺寸和精度的基本工具。只有結(jié)構(gòu)合理、精度和硬度合格的模具（包括針尖或模芯），才能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的成形并具有精確的內(nèi)外廓形狀和斷面尺寸。同時(shí)，合理的模具和工具（包括模墊、支承環(huán)和導(dǎo)路等）設(shè)計(jì)能保證產(chǎn)品具有最小的翹曲和扭曲，最小的縱向彎曲和橫向波浪度。

（3）模具是保證產(chǎn)品內(nèi)外表面質(zhì)量最重要的因素之一。

（4）合理的工模具結(jié)構(gòu)、形狀和尺寸，在一定程度上可控制產(chǎn)品的力學(xué)性能和內(nèi)部組織，特別是在控制空心制品的焊縫組織和力學(xué)性能方面，分流孔的大小、數(shù)量和形狀及分布位置，焊合腔的形狀和尺寸，模芯的結(jié)構(gòu)等起著決定性的作用。擠壓墊片、擠壓筒和模子的結(jié)構(gòu)形狀與尺寸及表面質(zhì)量，對(duì)控制產(chǎn)品的粗晶環(huán)和縮尾、成層等缺陷也有一定的作用。

（5）工模具的結(jié)構(gòu)形狀與尺寸對(duì)金屬的流變、擠壓溫度-速度場(chǎng)、應(yīng)力-應(yīng)變場(chǎng)等有很大的影響，從而對(duì)提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和減少能耗有重大作用。

（6）合理的工模具設(shè)計(jì)對(duì)提高其裝卸與更換速度，減少輔助時(shí)間，改善勞動(dòng)條件和保證生產(chǎn)安全等方面意義重大。

（7）新型的模具結(jié)構(gòu)，對(duì)于開發(fā)新產(chǎn)品、新工藝，研制新材料和新設(shè)備，不斷提高擠壓技術(shù)起著很大的作用。如扁擠壓筒、舌型模、組合模、多層預(yù)緊應(yīng)力模、變斷面模等。

（8）高比壓優(yōu)質(zhì)圓擠壓筒和扁擠壓筒及特種型材模和異形管材模的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)是鋁合金擠壓生產(chǎn)的核心和關(guān)鍵技術(shù)，其技術(shù)含量在整個(gè)擠壓技術(shù)中占有很大的比例。

（9）對(duì)于中等批量的擠壓產(chǎn)品，工模具的成本占總成本的

30%左右，如將其使用壽命提高

5～10

倍，則產(chǎn)品的成本可大幅度下降。

因此，在鋁擠壓界廣泛流傳的一句口號(hào)：產(chǎn)品是生命，設(shè)備是基礎(chǔ)，模具是關(guān)鍵，工藝是保證。1.3、鋁型材擠壓模具技術(shù)發(fā)展概況在金屬壓力加工中，決定某一擠壓方法是否經(jīng)濟(jì)可行，主要取決于下列三個(gè)方面，即產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率和工模具壽命，而工模具往往是工藝決策的關(guān)鍵因素。因此，擠壓用工模具的發(fā)展實(shí)際上伴隨擠壓技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。鋁合金擠壓技術(shù)發(fā)展的初期，由于擠壓機(jī)能力小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，產(chǎn)品形狀單一而且尺寸較小，所變形合金較軟，所以模具一般為結(jié)構(gòu)形狀極為簡(jiǎn)單，尺寸較小的圓狀平面模，工具的結(jié)構(gòu)形狀也較為簡(jiǎn)單。當(dāng)時(shí)的模具多用普通工具鋼，采用一般的機(jī)械加工方法制造。隨著鋁合金擠壓材向大型化、復(fù)雜化、精密、多規(guī)格、多用途方面發(fā)展，對(duì)擠壓工模具提出了越來(lái)越高的要求。不僅出現(xiàn)了像平面分流組合模、寬展模具、保護(hù)模、變斷面模等多種新型結(jié)構(gòu)的模具，成功地研制出多種σb達(dá)1500MPa以上的高級(jí)耐熱高強(qiáng)度工模具材料，而且開發(fā)了多種大型的基本擠壓工具，這些工具便于裝卸，先進(jìn)可靠，但結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，尺寸規(guī)格大，難于設(shè)計(jì)制造。如200MN臥式擠壓機(jī)上的大型特種組合型材模具，模具組尺寸為φ1800×500mm，重達(dá)10t,需15t高強(qiáng)而熱合金鋼坯，其設(shè)計(jì)、制造、使用和維修都十分復(fù)雜。我國(guó)模具開發(fā)制造水平與國(guó)外相比仍存在很大的差距，比國(guó)際先進(jìn)水平至少落后10年，特別是在大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的制造上存在很大困難，這也成為制約我國(guó)制造業(yè)發(fā)展的瓶頸。表1-1列出了國(guó)內(nèi)外擠壓模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展水平和主要差距[3]。國(guó)際先進(jìn)水平國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平設(shè)計(jì)理論和方法普遍采用動(dòng)態(tài)熱分析與熱模擬及有限元和電子計(jì)算機(jī)分析技術(shù)，研發(fā)了多種新結(jié)構(gòu)模具及設(shè)計(jì)軟件，建立了巨型數(shù)據(jù)庫(kù)與專家?guī)?，正在研發(fā)零試模技術(shù)基本采用傳統(tǒng)方法，開始研究和開發(fā)新理論、新方法，開始重視新結(jié)構(gòu)模具研發(fā)與軟件開發(fā)新結(jié)構(gòu)大型工具廣泛采用高比壓的優(yōu)質(zhì)圓、扁擠壓筒，固定擠壓墊，快速換模裝置及高效反擠壓工具開始研發(fā)扁擠壓工具和固定擠壓墊及快速更換裝置模具材料以H13鋼及改進(jìn)型鋼為主，采用電渣重熔、爐外在線精煉，開始研制陶瓷高溫和粉末合金等新型模具材料以H13鋼替代3Cr2W8V鋼，H13鋼的冶金質(zhì)量逐步提高，同時(shí)開始開發(fā)新型模具材料和陶瓷材料模具加工技術(shù)機(jī)加工、電加工和熱加工水平很高，機(jī)床的NC/CNC程度達(dá)95%以上，加工中心基本普及實(shí)現(xiàn)全線自動(dòng)化生產(chǎn)推行機(jī)-電-熱綜合加工方法，傳統(tǒng)的手工加工法仍占相當(dāng)大的比重，機(jī)床的NC/CNC程度為50%左右，加工中心開始應(yīng)用熱處理技術(shù)普遍推廣預(yù)處理、真空和保護(hù)氣氛熱處理工藝。開發(fā)出了等溫淬火、多級(jí)淬火和多次回火等新工藝傳統(tǒng)熱處理法占60%以上，開始采用真空、保護(hù)氣氛熱處理工藝，并開始研發(fā)新熱處理工藝表面處理技術(shù)普遍采用各種表面處理技術(shù)，可處理窄縫（0.6mm）?？?，表面硬度可達(dá)2500～4000HV開發(fā)并正在推廣幾種有效的表面處理技術(shù)，可處理0.76mm以上的窄縫，模表面硬度可達(dá)2000～2500HV生產(chǎn)方式及專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化程度高度專業(yè)化集約化生產(chǎn)，專業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)化程度達(dá)85%～95%多采用大而全、小而全生產(chǎn)方式，專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化程小于50%模具平均使壽命與質(zhì)量平面模：30～50t/每模以上組合模：20～25t/每模以上一次上機(jī)合格率：70%左右平面模：8～20t/每模左右組合模：5～15t/每模左右一次上機(jī)合格率：50%左右表1-1

國(guó)內(nèi)外擠壓模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展水平和主要差距1.4、論文的主要研究?jī)?nèi)容模具可以說(shuō)是產(chǎn)品生產(chǎn)的心臟，其設(shè)計(jì)的好壞直接影響到擠壓型材的質(zhì)量及效率（外形尺寸、壁厚公差、強(qiáng)度、表面外觀），為了得到穩(wěn)定的質(zhì)量，就必須使模具工作帶的型材斷面金屬流速達(dá)到一致。模具設(shè)計(jì)上的重點(diǎn)是要充分考慮到直接擠壓的特性（材料流速不一致）和工具內(nèi)的復(fù)雜流動(dòng)性，在保證模具強(qiáng)度的同時(shí)，盡量使得最終擠壓成型出口的每個(gè)位置金屬流速保持一致。

本文通過(guò)對(duì)鋁合金邊封型材結(jié)構(gòu)的分析，在分析和總結(jié)大量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，詳細(xì)探討了實(shí)際擠壓模具設(shè)計(jì)與制造的方法和關(guān)鍵點(diǎn)。文章從鋁合金邊封型材擠壓模具的整體設(shè)計(jì)到模具各個(gè)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)一一作了詳細(xì)論述，同時(shí)還講述了擠壓工藝和擠壓模具材料熱處理工藝。2、型材擠壓模具設(shè)計(jì)技術(shù)2.1、型材模具的設(shè)計(jì)原則及步驟：2.1.1、擠壓模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的因素：在設(shè)計(jì)擠壓模具時(shí)，除了應(yīng)參考機(jī)械設(shè)計(jì)所需遵循的原則以外，尚需考慮熱擠壓條件下的各種工藝因素，其中包括由設(shè)計(jì)者本身確定的因素、模子制造者確定的因素和由擠壓生產(chǎn)者確定的因素。

（1）由模子設(shè)計(jì)者確定的因素。擠壓機(jī)的結(jié)構(gòu)，壓型嘴的選擇或設(shè)計(jì)，模子的結(jié)構(gòu)和外形尺寸，模子材料，?？讛?shù)和擠壓系數(shù)，制品的形狀、尺寸及允許的公差，?？椎男螤?、方位和尺寸，?？椎氖湛s量、變形撓度、定徑帶與阻礙系統(tǒng)的確定，以及擠壓時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)等。

（2）由模子制造者確定的因素。模子尺寸和形狀的精度，定徑帶和阻礙系統(tǒng)的加工精度，表面粗糙度，熱處理硬度，表面滲碳、脫碳及表面硬度變化情況，端面平行度等。

（3）由擠壓生產(chǎn)者確定的因素。模具的裝配及支承情況，鑄錠、模具和擠壓筒的加熱溫度，擠壓速度，工藝潤(rùn)滑情況，產(chǎn)品品種及批量，合金及鑄錠質(zhì)量，牽引情況，拉矯力及拉伸量，被擠壓合金及鑄錠規(guī)格，產(chǎn)品出?？诘睦鋮s情況，工模具的對(duì)中性，擠壓機(jī)的控制與調(diào)整，導(dǎo)路的設(shè)置，輸出工作臺(tái)及矯直機(jī)的長(zhǎng)度，擠壓機(jī)的噸位和擠壓筒的比壓，擠壓殘料長(zhǎng)度等。

在設(shè)計(jì)前，擬訂合理的工藝流程和選擇最佳的工藝參數(shù)，綜合分析影響模具效果的各種因素，是合理設(shè)計(jì)擠壓模具的必要和充分條件。2.1.2、模具設(shè)計(jì)的原則與步驟：在充分考慮了影響模具設(shè)計(jì)的各種因素之后，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的類型、工藝方法、設(shè)備與模具結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)模腔形狀和尺寸，但是，在任何情況下，模腔的設(shè)計(jì)均應(yīng)遵循如下的原則與步驟[1]:

（l)確定設(shè)計(jì)模腔參數(shù)

設(shè)計(jì)正確的擠壓型材圖，擬訂合理的擠壓工藝，選擇適當(dāng)?shù)臄D壓筒尺寸，擠壓系數(shù)和擠壓力，決定?？讛?shù)。這一步是設(shè)計(jì)擠壓模具的先決條件，可由擠壓工藝人員和設(shè)計(jì)人員根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備條件、工藝規(guī)程和大型基本工具的配備情況共同研究決定。

（2）?？自谀Ｗ悠矫嫔系暮侠聿贾?/p>

所謂合理布置就是將單個(gè)或多個(gè)?？?，合理地分布在模子平面上，使之在保證模子強(qiáng)度的前提下獲得最佳金屬流動(dòng)均勻性。單孔的棒材、管材和對(duì)稱良好的型材模，均應(yīng)將?？椎睦碚撝匦闹糜谀Ｗ又行纳?，各部分壁厚相差懸殊和對(duì)稱性很差的產(chǎn)品，應(yīng)盡量保證模子平面x軸和y軸的上下左右的金屬量大致相等，但也應(yīng)考慮金屬在擠壓筒中流動(dòng)特點(diǎn)，使薄壁部分或難成形處盡可能接近中心，多孔模的布置主要應(yīng)考慮?？椎臄?shù)目、模子強(qiáng)度(孔間距及?？着c模子邊緣的距離等)，制品的表面質(zhì)量、金屬流動(dòng)的均勻性等問(wèn)題。一般來(lái)說(shuō)，多孔模應(yīng)盡量布置在同心圓周上，盡量增大布置的對(duì)稱性(相對(duì)于擠壓筒的x軸和y軸)，在保證模子強(qiáng)度的條件下(孔間距應(yīng)大于20～50mm，?？拙嗄Ｗ舆吘墤?yīng)大于20～50mm)，?？组g應(yīng)盡量緊湊和盡量靠近擠壓筒中心(離擠壓筒邊緣應(yīng)大于10～40mm)。

（3）?？壮叽绲暮侠碛?jì)算

計(jì)算?？壮叽鐣r(shí)，主要考慮被擠壓合金的化學(xué)成分，產(chǎn)品的形狀，公稱尺寸及其允許公差，擠壓溫度及在此溫度下模具材料與被擠壓合金的熱膨脹系數(shù)，產(chǎn)品斷面上的幾何形狀的特點(diǎn)及其在擠壓和拉伸矯直時(shí)的變化，擠壓力的大小及模具的彈性變形情況等因素。對(duì)于型材來(lái)說(shuō)，一般用以下公式進(jìn)行計(jì)算：A=A0+M+（Ky+Kp+Kt）A0（2.1）式中Ao—型材的公稱尺寸；M—型材公稱尺寸的允許偏差；Ky—對(duì)于邊緣較長(zhǎng)的丁字形、槽型等型材，考慮由于拉力作用而使型材部分尺寸減少的系數(shù)；Kp—考慮到拉伸矯直時(shí)尺寸縮減系數(shù)；Kt—管材的熱收縮量；Kt由下式計(jì)算：Kt=tα—t1α1（2.2）式中t和t1—分別為坯料和模具的加熱溫度；α和α1—分別為坯料和模具的線膨脹系數(shù)。對(duì)于壁厚差很大的型材，其難于成形的薄壁部分及邊緣尖角區(qū)應(yīng)適當(dāng)加大尺寸，對(duì)于寬厚比大的扁寬薄壁型材及壁板型材的?？?，折條部分的尺寸可按一般型材設(shè)計(jì)，而腹板厚度的尺寸，除考慮以上公式所列的因素外，尚需考慮模具的彈性變形與塑性變形及整體彎曲，距離擠壓筒中心遠(yuǎn)近等因素。此外，擠壓速度，有無(wú)牽引裝置對(duì)模孔尺寸也有一定的影響。(4)合理調(diào)整金屬的流動(dòng)速度所謂合理調(diào)整金屬的流動(dòng)速度就是在理想狀態(tài)下，保證制品斷面上的每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)應(yīng)以相同的速度流出?？?。合理調(diào)整金屬流速的方法主要在模子平面上合理布置?？?，盡量采用多孔對(duì)稱排列，根據(jù)型材的形狀，各部分壁厚的差異和比周長(zhǎng)的不同以及距離擠壓筒中心的遠(yuǎn)近，設(shè)計(jì)不等長(zhǎng)的定徑帶。一般來(lái)說(shuō)，型材某處的壁厚越薄，比周長(zhǎng)越大，形狀越復(fù)雜，離擠壓筒中心越遠(yuǎn)，則此處的定徑帶應(yīng)越短，當(dāng)用定徑帶仍難于控制流速時(shí)，對(duì)于形狀特別復(fù)雜，壁厚很薄，離中心很遠(yuǎn)的部分可采用促流角或采用導(dǎo)料錐來(lái)加速金屬的流動(dòng)。相反，對(duì)于那些壁厚大得多的部分或離擠壓筒很近的地方就應(yīng)采用阻礙角進(jìn)行補(bǔ)充阻礙，以減緩此處的流速。此處，還可以采用工藝平衡孔，工藝余量或者采用前室模、導(dǎo)流模，改變分流孔的數(shù)目、大小、形狀和位置來(lái)調(diào)節(jié)金屬的流速。(5)保證足夠的模具強(qiáng)度由于擠壓時(shí)模具的工作條件是十分惡劣的，所以模具強(qiáng)度是模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)非常重要的問(wèn)題。除了合理布置?？椎奈恢?，選擇合適的模具材料，設(shè)計(jì)合理的模具結(jié)構(gòu)和外形之外，精確地計(jì)算擠壓力和校核各危險(xiǎn)斷面的許用強(qiáng)度也是十分重要的。目前計(jì)算擠壓力的公式很多，經(jīng)驗(yàn)公式、初等解析公式雖然精度較低，但由于簡(jiǎn)單，具有較好的工程價(jià)值：擠壓力的上限解法，由于可用于求解復(fù)雜斷面型材的擠壓變形問(wèn)題，也有較好的實(shí)用價(jià)值：對(duì)于某些重要的模具或十分復(fù)雜的模具可用有限元法求解。2.1.3、模具設(shè)計(jì)的技術(shù)條件及基本要求：模具的結(jié)構(gòu)、形狀和尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算完畢以后，要對(duì)模具的加工質(zhì)量、使用條件提出基本要求，這些要求主要是:

（1）有適中而均勻的硬度，模具經(jīng)淬火、回火處理后，其硬度值為

HRC40～52(根據(jù)模具的尺寸而定，尺寸越大，要求的硬度越低)。

（2）有足夠高的制造精度，模具的形位公差和尺寸公差應(yīng)符合圖紙的要求(一般負(fù)公差制造)，配合尺寸具有良好的互換性。

（3）有足夠高的表面粗糙度，配合表面應(yīng)達(dá)Ra=3.2～1.6μm，工作帶表面達(dá)Ra=1.6～0.4μm，表面應(yīng)進(jìn)行氮化處理、磷化處理或其它表面強(qiáng)化處理，如多元素共滲處理及化學(xué)熱處理等。

（4）有良好的對(duì)中性、平行度、直線度和垂直度，配合面的接觸率應(yīng)大于80%。

（5）模具無(wú)內(nèi)部缺陷和表面缺陷，一般應(yīng)進(jìn)行超聲波探傷和表面質(zhì)量檢查后才使用。

（6）工作帶變化處及模腔分流孔過(guò)渡區(qū)、焊合腔中的拐接處應(yīng)圓滑均勻過(guò)渡不得出現(xiàn)棱角。2.2、擠壓模典型結(jié)構(gòu)要素的設(shè)計(jì)：2.2.1、模角：模角α是擠壓模設(shè)計(jì)中的一個(gè)最基本的參數(shù)，它是指模子的軸線與模面之間所構(gòu)成的夾角。模角α在擠壓過(guò)程中起著十分重要的作用，其大小對(duì)擠壓制品的表面質(zhì)量與擠壓力都有很大的影響。平模的模角α等于90°，其特點(diǎn)是在擠壓時(shí)形成較大的死區(qū)，可阻止鑄錠表面的雜質(zhì)、缺陷、氧化皮等流到制品的表面上，可獲得良好制品表面，但在擠壓某些易于在死區(qū)產(chǎn)生斷裂的金屬與合金時(shí)，會(huì)引起制品表面上出現(xiàn)分層、起皮和小裂紋。采用平模擠

壓時(shí)，消耗的擠壓力較大，模具容易產(chǎn)生變形，使模孔變小或者將模具壓壞，特別是擠壓某些高溫高強(qiáng)的難變形合金時(shí)，上述現(xiàn)象更為明顯。從減少擠壓力，提高模具使用壽命的角度來(lái)看，應(yīng)使用錐形模。根據(jù)模角α與擠壓力的關(guān)系，當(dāng)α=45°～60°時(shí)，擠壓力出現(xiàn)最小值。但當(dāng)α=45°～50°時(shí)，由于死區(qū)變小，鑄錠表面的雜質(zhì)和臟物可能被擠出?？锥鴲夯破返谋砻尜|(zhì)量。因此，擠壓鋁合金用錐形模的模角應(yīng)大于50°，一般可取55°～65°。應(yīng)該指出，隨著擠壓條件的改變，合理模角也會(huì)發(fā)生變化。

為了兼顧平面模和錐形模的優(yōu)點(diǎn)，出現(xiàn)了平錐模和雙錐模。雙錐模的模角為：α1=60°～65°，α2=10°～45°，但在擠壓鋁合金時(shí)，為了提高擠壓速度，最好取α2=10°～13°。此外，還采用流線模、平流線模和碗形模等，這些模子的模角是連續(xù)變化的。2.2.2、定徑帶長(zhǎng)度和直徑：定徑帶又稱工作帶，是模子中垂直模子工作端面并用以保證擠壓制品的形狀、尺寸和表面質(zhì)量的區(qū)段。定徑帶直徑d定與實(shí)際所擠壓的制品直徑并不相等，設(shè)計(jì)d定大小時(shí)，其基本原則是：在保證擠壓出的制品在冷卻狀態(tài)下不超出圖紙規(guī)定的制品公差范圍的條件下，盡量最大限度地延長(zhǎng)模具的使用期限。影響制品尺寸的因素很多，如溫度、模具材料和被擠壓金屬的材

料，制品的形狀和尺寸，拉伸矯直量以及模具變形情況等，在設(shè)計(jì)模具定徑帶直徑時(shí)，通常用一裕量系數(shù)C1來(lái)考慮各種因素對(duì)制品尺寸的影響。

定徑帶長(zhǎng)度h定也是模具設(shè)計(jì)中的重要基本參數(shù)之一。定徑帶長(zhǎng)h定度過(guò)短，制品尺寸難于穩(wěn)定，易產(chǎn)生波紋、橢圓度、壓痕壓傷等廢品，同時(shí)，模子易磨損，會(huì)大大降低模具的使用壽命。定徑帶長(zhǎng)度h定過(guò)長(zhǎng)時(shí)，會(huì)增大金屬的摩擦阻力，從而增大擠壓力，且易于粘結(jié)金屬，使制品的表面出現(xiàn)劃傷、毛刺、麻面、波浪等缺陷。2.2.3、出口直徑或出口喇叭錐：模子的出口部分是保證制品能順利通過(guò)模子并保證高表面質(zhì)量的重要參數(shù)。若模子出口直徑d出過(guò)小，則易劃傷制品表面，甚至?xí)鸲履?，但出口直徑d出過(guò)大，則會(huì)大大削弱定徑帶的強(qiáng)度，引起定徑帶過(guò)早地變形、壓塌，明顯地降低模具的使用壽命。因此，在一般情況下，出口帶尺寸應(yīng)比定徑帶尺寸大3～6mm，對(duì)于薄壁管或變外徑管材的模子此值可適當(dāng)增大。為了增大模子的強(qiáng)度和延長(zhǎng)模具的使用壽命，出口帶可做成喇叭錐。出口喇叭角（從擠壓型材離開定徑帶開始）可取1°30′～10°（此值受錐形端銑刀角度的限制）。特別是對(duì)于壁厚小于2mm而外形十分復(fù)雜的型材模子，為了保證模具的強(qiáng)度，必須做成喇叭出口。有時(shí)為了便于加工，也可設(shè)計(jì)成階梯形的多級(jí)喇叭錐。為了增大定徑帶的抗剪強(qiáng)度，定徑帶與出口帶之間可以

20°～45°的斜面或以圓角半徑為1.5～3mm的圓弧過(guò)渡。2.2.4、入口圓角：模子的入口圓角是指被擠壓金屬進(jìn)入定徑帶的部分，即模子工作端面與定徑帶形成的端面角。制作入口圓角r入可防止低塑性合金在擠壓時(shí)產(chǎn)生表面裂紋和減少金屬在流入定徑帶時(shí)的非接觸變形，同時(shí)也減少在高溫下擠壓時(shí)模子棱角的壓塌變形[1]。但是，圓角增大了接觸摩擦面積，事能引起擠壓力增高。模子入口圓角r入值的選取與金屬的強(qiáng)度、擠壓溫度和制品尺寸、模子結(jié)構(gòu)等有關(guān)。擠壓鋁及其合金時(shí)，端面入口角應(yīng)取銳角，但近來(lái)也有些廠家，在平面模入口處做成r入=0.2～0.75mm的入口圓角；在平面分流組合模的入口做成r入=0.5～5mm的圓角。2.3、確定采用平面和分流模的原則：鋁型材擠壓分流模和平模是按照被擠壓產(chǎn)品的品種來(lái)區(qū)分的。使用分流模擠壓的型材斷面形狀至少含有一個(gè)比閉合的框，而平模卻沒(méi)有。此外，還有一種辦分流模，此種摸擠壓的型材斷面形狀近似閉合，但留有一個(gè)小斷口。半分流模的導(dǎo)流模采用分流孔，模墊則采用平模模墊[4]。

確定平模還是分流模需要計(jì)算舌型比。舌型比是指在懸臂梁部分的懸臂梁的長(zhǎng)度L1與懸臂梁的寬度L2之比，A是指懸臂梁的面積，在模具強(qiáng)度計(jì)算和校核中主要對(duì)這部分進(jìn)行計(jì)算。長(zhǎng)型比的大小直接影響模具的壽命，所以在懸臂處如果A/L12（即L2/L1）的值超過(guò)表2-1數(shù)值時(shí)，為了保證模具的強(qiáng)度將這半空型材做成分流模：L1/mmA/L120.9～1.5≥21.6～3.1≥33.2～6.3≥46.4～12.6≥512.7以上≥6

表2-1

半空型材做成分流模時(shí)A/L12的值

2.4、平面分流組合模的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu)：2.4.1、工作原理與特點(diǎn)：平面分流組合模的工作原理與橋式舌型模一樣，也是采用實(shí)心鑄錠，在擠壓機(jī)擠壓力的作用下，金屬在經(jīng)過(guò)分流孔時(shí)被劈成幾股金屬流，匯集于焊合室(模腔)，在高溫、高壓、高真空的模腔內(nèi)又重新被焊合，然后通過(guò)模芯與模子所形成的間隙流出，形成符合一定尺寸要求的管材或空心型材。平面分流組合模是在橋式舌型模的基礎(chǔ)發(fā)展起來(lái)的，實(shí)質(zhì)是橋式舌型模的一個(gè)變種，即把突橋改成為平面橋，所以又稱為刀式舌型模。這種形式的模子在近年來(lái)獲得了迅速的發(fā)展，并廣泛地用于在不帶獨(dú)穿孔系統(tǒng)的擠壓機(jī)上生產(chǎn)各種規(guī)格和形狀的管材和空心型材，特別是民用建筑型。

平面分流組合模的主要優(yōu)點(diǎn)是:

（1）可以擠壓雙孔或多孔的內(nèi)腔十分復(fù)雜的空心型材或管材，也可以同時(shí)生產(chǎn)幾根空心制品，所以生產(chǎn)效率高，這一特點(diǎn)是橋式舌型模很難實(shí)現(xiàn)的。

（2）可以擠壓懸臂梁很大，用平面模很難生產(chǎn)的半空心型材。

（3）模具易于組合，互換性高，成本較低。

（4）易于分離殘料，操作簡(jiǎn)單，輔助時(shí)間短，可在普通的型棒擠壓機(jī)上用普通的工具完成。擠壓周期短，同時(shí)殘料短，成品率高。

（5）可實(shí)現(xiàn)連續(xù)擠壓，根據(jù)需要截取任意長(zhǎng)度的制品。

（6）可以改變分流孔的數(shù)目、大小和形狀，使斷面形狀比較復(fù)雜、壁厚差較大，難以用工作帶、阻礙角和促流角等調(diào)節(jié)流速的空心型材很好成形。

（7）可以用帶錐度的分流孔，實(shí)現(xiàn)在小擠壓機(jī)上擠壓外形較大的空心制品，而且能保證有足夠的變形量。

但是，平面分流組合模也有一定的缺點(diǎn)：

（1）制品表面焊縫較多，可能會(huì)影響制品的組織和力學(xué)性能，不適宜內(nèi)部受壓的軍工用部件。

（2）要求模子的加工精度較高，特別是對(duì)于多孔空心型材，上下模要求嚴(yán)格對(duì)中。

（3）與平面模和橋式舌型模相比，變形阻力較大，所以擠壓力一般比平面模高30%～40%，比橋式舌型模高15%～20%。因此目前只限于生產(chǎn)一些純鋁，鋁錳系、鋁-鎂-硅系等軟鋁合金。為了用平面分流組合模擠壓強(qiáng)度較高的鋁合金，可在陽(yáng)模上加一個(gè)保護(hù)模，以減少模橋的承壓力。

（4）殘料分離不干凈，有時(shí)會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量，而且不便于修模。2.4.2、分流組合模的結(jié)構(gòu)：分流組合模是由陽(yáng)模（上模）、陰模（下模）、定位銷、連接螺釘四部分組成，如圖2—1所示。上下模組裝后裝入模支承中，為了保證模具的強(qiáng)度，減少或消除模子變形，有時(shí)還要配備專用的模墊和環(huán)。在陽(yáng)模上有分流孔、分流橋和模芯。分流孔是金屬通往型孔的通道。分流孔是入口小、出口大的喇叭形，以減少金屬流動(dòng)阻力。分流橋是支承模芯的。模芯用來(lái)成形型材內(nèi)腔。在陰模上有焊合室，模孔型腔，工作帶和空刀。焊合室是把分流孔流出來(lái)的金屬匯集在一起重新焊合起來(lái)形成以模芯為中心的整體坯料，由于金屬不斷聚集，靜壓力不斷增大，直至擠出模孔。模孔型腔的工作帶部分確定型材的外部尺寸和形狀以及調(diào)節(jié)金屬的流速，而空刀部分是為了減少摩擦，使制品能順利通過(guò)，免遭劃傷，以保證表面質(zhì)量。空刀的形式不同，可直接影響到模具工作帶的強(qiáng)度。定位銷是用來(lái)進(jìn)行上下模的裝配定位，而聯(lián)結(jié)螺釘是把上下模牢固地聯(lián)結(jié)在一起，使平面分流模形成一個(gè)整體，便于操作，并可增大強(qiáng)度。此外，按分流橋的結(jié)構(gòu)不同，平面分流組合模又可分為固定式和可拆式的兩種。帶可拆式分流橋的模具又稱之為叉架式分流模，用這種形式的模子，可同時(shí)擠壓多根空心制品。圖2-1分流組合模結(jié)構(gòu)1—陽(yáng)模；2—定位銷；3—陰模2.5、模具外形尺寸的確定原則：模具的外形尺寸是指模子的外接圓直徑D模和H模以及外形錐角。模具外形尺寸主要由模具的強(qiáng)度確定，同時(shí)，還應(yīng)該考慮系列化和標(biāo)準(zhǔn)化，以便于管理和使用。具體來(lái)說(shuō)，應(yīng)根據(jù)擠壓機(jī)的結(jié)構(gòu)形式擠壓力、擠壓筒的直徑、型材在模子工作平面上的布置、模孔外接圓的直徑、型材斷面上是否有影響模具和整套工具強(qiáng)度的因素等來(lái)選擇模具外形尺寸。為了保證模具所必須的強(qiáng)度，推薦用以下的公式來(lái)確定模具的外接圓直徑：D模≈（0.8～1.5）D筒(2.3)式中D?！＞叩耐饨訄A直徑；D筒—擠壓筒的內(nèi)徑。模具的H模取決于制品的形狀、尺寸和擠壓力，擠壓筒的直徑以及模具和模架的結(jié)構(gòu)等。在保證模具組件（模子+模墊+墊環(huán)）有足夠的強(qiáng)度的條件下，模具厚度應(yīng)盡量薄，規(guī)格盡量少，以便于管理和使用。一般情況下，對(duì)于中小型擠壓機(jī)H摸可取25～80mm，對(duì)于80MN以上的大型擠壓機(jī)，H模可取80～150mm。模子的外形錐度有正錐的和倒錐的兩種，帶正錐的模子在裝模時(shí)順著擠壓方向放入模支承里。以便于裝卸，錐度不能太小，但錐度過(guò)大澤模架靠緊擠壓筒時(shí)，模子容易從模支承中掉出來(lái)，因此一般取1°30′～4°。帶倒錐體模子在操作時(shí)，逆著擠壓方向裝到模支承中，器外圓錐度為3°～15°，一般情況下可取6°～10°，為了便于加工，在椎體的尾部一般加工出10mm左右的止口部分。3、鋁合金邊封型材擠壓模具設(shè)計(jì)技術(shù)擠壓模具是金屬?gòu)哪？字袛D出并獲得模孔斷面形狀和尺寸的擠壓工具。擠壓模對(duì)擠壓制品的質(zhì)量、產(chǎn)量及成品率等有重要意義。鋁合金在擠壓過(guò)程中的變形是在模具內(nèi)進(jìn)行的，材料處于三向壓應(yīng)力狀態(tài)，有利于提高材料的塑性變形能力。這對(duì)于擠壓形狀較復(fù)雜的鋁合金散熱器來(lái)說(shuō)尤為重要。同時(shí)，擠壓還可以消除鋁合金鑄錠中的氣孔、疏松和縮孔等缺陷，提高材料的可成形性，改善產(chǎn)品的性能。由于擠壓加工突出的優(yōu)點(diǎn)，這使其成為生產(chǎn)鋁合金型材主要加工方式。而在鋁合金型材擠壓加工工藝中，首先是擠壓模具的設(shè)計(jì)。3.1、封邊鋁型材的模具設(shè)計(jì)：3.1.1、封邊鋁型材產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析：封邊鋁型材是一種常用的裝修行業(yè)型材，如圖3—1所示。從圖中可看出，此型材截面的外形尺寸為92.5x35.9mm,整體厚度為1.0mm，拐角多為90°，兩邊伸出兩卡腳，伸出長(zhǎng)度為11.9mm,中部有兩個(gè)尺寸大約為40*20mm的方塊區(qū)域偷料鏤空，用于壁厚均勻，整體厚度均勻，但拐角多，如果模具設(shè)計(jì)不合理，截面上各部分的金屬在擠出模孔時(shí)就越容易以不同的速度流出，從而造成型材的扭擰、波浪、彎曲以及裂紋等缺陷而報(bào)廢，模具也極容易損壞。因此，封邊鋁型材模具進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)變得尤為重要。

根據(jù)對(duì)此產(chǎn)品截面的分析，得知生產(chǎn)該產(chǎn)品所選用擠壓機(jī)噸位應(yīng)不宜太大、擠壓筒比壓應(yīng)適中，否則工作帶的懸臂容易，壓塌模具極容易破損。這里擬選用的的擠壓機(jī)噸位為：1250T。擠壓筒內(nèi)徑為115mm。圖3-1鋁型材截面尺寸圖3.1.2、鋁合金封邊型材擠壓模具整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案：對(duì)于封邊鋁型材這種截面的產(chǎn)品，如果采用平面摸直接擠壓，很難生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品，而且極易是模具報(bào)廢。它沒(méi)有閉合的框，也不能設(shè)計(jì)成分流模，只有通過(guò)設(shè)計(jì)導(dǎo)流模與平模配合使用，先在導(dǎo)流模中產(chǎn)生預(yù)變形，金屬進(jìn)行第一次分配，形成與型材相似的坯料，再通過(guò)?？走M(jìn)行第二次變形，才能擠壓出合格的產(chǎn)品。3.1.3、鋁合金封邊型材模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：（1）?？自谀Ｗ悠矫嫔系暮侠聿贾眯筒臄嗝嫘螤詈统叽缡呛侠砼渲媚？椎闹匾蛩刂?。根據(jù)對(duì)于坐標(biāo)軸的對(duì)稱程度可將型材分成三類:斷面對(duì)稱于兩個(gè)坐標(biāo)軸的型材，此種型材對(duì)稱性好;斷面對(duì)稱于某一坐標(biāo)軸的型材，此種型材的對(duì)稱性次之;橫斷面不對(duì)稱的型材，此種型材對(duì)稱性差。在設(shè)計(jì)單孔模時(shí)，對(duì)于橫斷面和兩個(gè)坐標(biāo)軸相對(duì)稱(或近似對(duì)稱)的型材，其合理的模孔配置是應(yīng)使型材斷面的重心和模子的中心相重合，如圖3—9所示。圖3-9軸對(duì)稱型材模孔的布置在擠壓橫斷面尺寸對(duì)于一個(gè)坐標(biāo)軸相對(duì)稱的型材時(shí)，如果其緣板的厚度相等或彼此相差不大時(shí)，那么?？椎呐渲脩?yīng)使型材的對(duì)稱軸通過(guò)模子的一個(gè)坐標(biāo)軸，而使型材斷面重心位于另一個(gè)坐標(biāo)軸上，如圖3—10所示。圖3-10對(duì)稱于一個(gè)坐標(biāo)軸而緣板厚度比不大的型材模?？椎牟贾脤?duì)于非對(duì)稱性的型材和壁厚差別很大的型材，若采用上述原則配置?？?，將使型材斷面的重心到模子中心的距離增大，而把?？孜恢靡频侥Ｗ拥倪吘壣?。同時(shí)，很難保證型材各個(gè)部位的流動(dòng)速度均勻，還要制造通道移位的專用工藝設(shè)備(模墊、壓型嘴、導(dǎo)向裝置等)[1]。因此對(duì)于各部分壁厚不等的型材和不對(duì)稱的型材，必須將型材的重心相對(duì)于模子的中心做一定距離的移動(dòng)，應(yīng)盡可能地使難于流動(dòng)的壁厚較薄的部位靠近模子中心，盡量使金屬在變形時(shí)的單位靜壓力相等，如圖3—11所示圖3—11不對(duì)稱和緣板厚度比大的型材模孔的布置對(duì)于緣板厚度比雖然不大，但截面形狀十分復(fù)雜的型材應(yīng)將型材截面外接圓的中心布置在模子的中心線上(圖3—12a)，對(duì)于擠壓系數(shù)很大，擠壓有困難或流動(dòng)很不均勻的某些型材可采用平衡孔(在適當(dāng)位置增加一個(gè)輔助模孔的方法(圖3—12b)或增加工藝余料的方法(圖3—12c)或采用合理調(diào)整金屬流速的其它措施來(lái)改善擠壓條件，保證薄壁緣板部分的拉力最小，改善金屬流動(dòng)的均勻性，以減少型材橫向和縱向幾何形狀發(fā)生彎曲、扭曲、波浪及撕裂等現(xiàn)象。為了防止型材由于自重而產(chǎn)生扭擰和彎曲，應(yīng)將型材大面朝下，增加型材的穩(wěn)定性(圖3—12d)圖3—12復(fù)雜不對(duì)稱單孔型材?？撞贾每傊?，單孔型材模孔的布置，應(yīng)盡量保證型材各部分金屬流動(dòng)均勻，在x軸上下方和y軸左右方的金屬供給量應(yīng)盡可能相近，以改善擠壓條件，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)，也應(yīng)考慮模具的強(qiáng)度和壽命，盡可能使用通用模具。通過(guò)對(duì)封邊型材的結(jié)構(gòu)分析可知，它近似對(duì)稱于一個(gè)坐標(biāo)軸但兩邊伸出角的尺寸比較大的，因此應(yīng)適當(dāng)?shù)陌呀遣课话才诺秒x擠壓筒的中心盡量近些，以均勻金屬的流出模孔的速度。因?yàn)榻饘俚牧鲃?dòng)特性是靠近擠壓筒中心部位的金屬流動(dòng)快,遠(yuǎn)離中心逐漸減慢；型材壁厚越大,即?？壮叽缭酱?則金屬流動(dòng)就越快。此散熱器模具的?？自谀＞咂矫嫔系牟贾肹19]。如圖3—13所示。圖3—13型材模具模孔布置圖（2）?？壮叽缭O(shè)計(jì)準(zhǔn)確地確定模孔幾何尺寸，這對(duì)獲得尺寸精確的制品起著決定性的作用。設(shè)計(jì)?？壮叽鐣r(shí)，影響?？壮叽绲囊蛩赜泻芏啵饕袛D壓制品的材料、形狀、尺寸及其橫斷面的尺寸公差，制品和模具的熱膨脹系數(shù)，工作帶在載荷作用下產(chǎn)生的畸變，由于不均勻變形引起的拉縮變形，因金屬在流入?？讜r(shí)不能急轉(zhuǎn)彎而引起的非接觸變形，制品拉矯直時(shí)的斷面尺寸收縮等因素。工作帶尺寸的設(shè)計(jì)要保證產(chǎn)品尺寸在冷狀態(tài)下不超過(guò)所規(guī)定的偏差范圍，同時(shí)要最大限度地延長(zhǎng)模具的使用壽命，通常用綜合裕量系數(shù)考慮各種因素對(duì)制品尺寸的影響，摸孔的計(jì)算公式一般按式（3.3）和（3.4）計(jì)算。但對(duì)于各部分壁厚相差懸殊，特別是對(duì)于遠(yuǎn)離擠壓筒中心的薄壁部分，由于受到強(qiáng)烈拉力作用產(chǎn)生較大的非接觸變形而使壁厚變得更薄（充不滿），故薄壁處增加一定的裕量，對(duì)壁厚比較大的薄壁型材，由于中間部分流動(dòng)較快，易產(chǎn)生非接觸變形而變薄，故中部?？壮叽鐟?yīng)較邊緣處增厚0.1～0.8mm?；谏厦娴睦碚摚撃＞叩哪？壮叽缛鐖D3—14所示擴(kuò)號(hào)內(nèi)為產(chǎn)品尺寸。圖3—2太陽(yáng)花散熱器模具分流孔尺寸及布置圖（3）工作帶長(zhǎng)度設(shè)計(jì)工作帶是設(shè)計(jì)型材模具最重要的幾何參數(shù)之一，它直接影響著制品的質(zhì)量，如刀彎、扭擰、波浪、麻點(diǎn)等缺陷幾乎都是由工作帶的設(shè)計(jì)與制造不合理引起的。工作帶對(duì)金屬流動(dòng)起阻礙作用，增加工作帶長(zhǎng)度可以增大摩擦阻力，使向該處流動(dòng)的供應(yīng)體積中的流動(dòng)靜壓力增大，迫使金屬向阻力小的部位流動(dòng)，從而使型材整個(gè)斷面上金屬流量趨于均勻。對(duì)于外形尺寸較小，對(duì)稱性較好，各部分壁厚相等或近似相等的簡(jiǎn)單型材而言，?？赘鞑糠值墓ぷ鲙Э扇∠嗟然蚧鞠嗟鹊拈L(zhǎng)度，依金屬種類、型材品種和形狀不同，一般可取2～8mm。對(duì)于斷面形狀復(fù)雜、壁厚差大、外形輪廓大的型材，在設(shè)計(jì)模孔時(shí)，要借助于不同的工作帶長(zhǎng)度來(lái)調(diào)節(jié)金屬的流速。在設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)型材斷面各部分厚度差異，將其分成若干區(qū)段:Fl、F2、F3、…，如圖3—15所示：圖3—15壁厚不等的T字型材斷面可按以下公式計(jì)算模孔工作帶長(zhǎng)度：（3.10）式中；S1，S2—分別為斷面F1和F2的周長(zhǎng)；f1,f2—分別為斷面F1和F2處的面積。公式(3.10)說(shuō)明型材?？赘鲄^(qū)段工作帶長(zhǎng)度與其面積成正比，與其周長(zhǎng)成反比。面積大小反映擠壓時(shí)流經(jīng)各區(qū)段之金屬分配情況，周長(zhǎng)反映了摩擦力的分布，因此以上方法的本質(zhì)就是根據(jù)金屬量的分配和摩擦力的大小來(lái)均衡金屬的流動(dòng)速度。當(dāng)型材的寬度與型材的厚度之比(寬厚比)小于30或者當(dāng)型材的最大寬度小于擠壓筒直徑的1/3時(shí)，使用上述公式是比較合理的[20]。，由于上式計(jì)算比較繁瑣，在實(shí)際生產(chǎn)中一般采用更為簡(jiǎn)便的計(jì)算方法，即根據(jù)壁厚的比值求工作帶的長(zhǎng)度，工作帶長(zhǎng)度的比值與厚度比成正比，即前面式（3.5）。當(dāng)型材寬厚比大于30或型材最大寬度大于擠壓筒直徑的1/3時(shí)，?？坠ぷ鲙чL(zhǎng)度的計(jì)算方法除應(yīng)考慮上述因素之外，尚需考慮型材區(qū)段距擠壓筒中心距離，因?yàn)榧词剐筒牡暮穸染鶆驎r(shí)(金屬量分配均等)，擠壓筒中心金屬的流速也會(huì)大于邊緣金屬的流速。因此，模子中心區(qū)的工作帶長(zhǎng)度應(yīng)加長(zhǎng)，以增加阻礙。當(dāng)型材對(duì)稱性好而且比較簡(jiǎn)單，以及型材最大寬度小于擠壓筒直徑的1/4時(shí)，模子工作帶長(zhǎng)度可采用公式（3.5）計(jì)算。用上述公式計(jì)算型材模孔各區(qū)段的工作帶長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)先給定一個(gè)區(qū)段的工作帶值作為計(jì)算的參考值(一般給定型材厚度最窄區(qū)段上的最小工作帶長(zhǎng)度)。工作帶最小長(zhǎng)度應(yīng)能保證模具有足夠的耐磨能力和使用壽命，能使型材的外形尺寸和緣板厚度保持穩(wěn)定。對(duì)于鋁合金來(lái)說(shuō)，在實(shí)際生產(chǎn)中，一般根據(jù)型材的規(guī)格和擠壓機(jī)的噸位來(lái)確定工作帶的最小長(zhǎng)度，見(jiàn)表3—2表3—2?？坠ぷ鲙ё钚￠L(zhǎng)度值擠壓機(jī)能力/MN125503516～203～12?？坠ぷ鲙ё钚￠L(zhǎng)度/mm5～104～83～62.5～51.5～3?？卓盏冻叽?mm32.521.5～20.5～1.5作帶的最大長(zhǎng)度按擠壓時(shí)金屬與模孔工作帶之間最大有效接觸長(zhǎng)度來(lái)確定，當(dāng)工作帶長(zhǎng)度超過(guò)某一數(shù)值時(shí)，由于金屬流出?？缀蟮睦鋮s收縮而脫離工作帶的接觸，此時(shí)工作帶對(duì)于金屬不再起阻礙作用。金屬流動(dòng)速度越快，鑄錠與模子的加熱溫差越小，則工作帶的最大有效長(zhǎng)度也可越大。一般而言，型材模子工作帶的最大長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)15～25mm，生產(chǎn)實(shí)際中，對(duì)鋁合金常用8～15mm。此外，即使型材緣板的厚度在整個(gè)寬度上一致的，也不能按公式計(jì)算取一致的工作帶長(zhǎng)度，因?yàn)榫壈逯行膮^(qū)金屬流動(dòng)總是比邊緣區(qū)快，而且緣板越寬其流動(dòng)速度差別也就越大，因此在設(shè)計(jì)模子時(shí)，必須將沿緣板寬度方向上的工作帶長(zhǎng)度做成可變的。當(dāng)采用單孔模擠壓時(shí)，可按單一同心圓規(guī)則來(lái)確定?？坠ぷ鲙чL(zhǎng)度[21]，如圖3—16所示。圖3—16單孔的同心圓規(guī)則（1）確定?？坠ぷ鲙чL(zhǎng)度時(shí)，先以整個(gè)型材斷面上金屬最難流出處為基準(zhǔn)點(diǎn)，該處的工作帶長(zhǎng)度一般為該處型材的1.5～2倍。（2）與基準(zhǔn)點(diǎn)相鄰區(qū)段的工作帶長(zhǎng)度可為基準(zhǔn)點(diǎn)的工作帶長(zhǎng)度加上lmm。（3）當(dāng)型材壁厚相同時(shí)，與模子中心(與擠壓筒中心重合)距離相等處其工作帶長(zhǎng)度相同;由模子中心起，每相距10mm(同心圓半徑)工作帶長(zhǎng)度的增減數(shù)值可按表3—3所列數(shù)值進(jìn)行確定表3—3模孔工作帶長(zhǎng)度增減值型材斷面壁厚/mm每相距10mm（同心圓半徑）工作帶長(zhǎng)度增減值/mm0.252.00.302.50.353.00.40（4）當(dāng)型材壁厚不相同時(shí)，?？坠ぷ鲙чL(zhǎng)度的確定除應(yīng)遵循上述規(guī)則外，還應(yīng)按前述的公式(3.5)或(3.10)進(jìn)行計(jì)算，然后還需依靠設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行恰當(dāng)確定。根據(jù)以上原則，設(shè)計(jì)出的模孔工作帶尺寸如圖3—17所示。圖3—17鋁型材模具模孔工作帶尺寸采用導(dǎo)流模的方法無(wú)論是對(duì)空心型材、半空心型材或?qū)嵭男筒亩际沁m用的。特別是對(duì)于舌比大于3的鋁擠型材及其他異常復(fù)雜的型材來(lái)說(shuō)，采用普通型材模具無(wú)法擠壓生產(chǎn)時(shí)，采用導(dǎo)流模不僅能實(shí)現(xiàn)擠壓，而且可使模具使用壽命延長(zhǎng)幾十倍。導(dǎo)流?；窘Y(jié)構(gòu)形式有兩種：一種是蔣導(dǎo)流模和型材模分開制造然后再組裝成一個(gè)整體；另一種是將導(dǎo)流模和型材模加工成一個(gè)整體。采用導(dǎo)流模擠壓鋁合金時(shí)，鑄錠墩粗后，首先通過(guò)導(dǎo)流模模孔產(chǎn)生預(yù)變性，金屬進(jìn)行第一次分配，形成與型材相似的坯料。然后通過(guò)模孔再進(jìn)行第二次變形，擠壓出合格的各種端面的形狀。采用導(dǎo)流模擠壓可以增加坯料與型材的幾何相似性，便于控制金屬分配與流動(dòng)：當(dāng)擠壓型材壁厚差很大時(shí)能起調(diào)節(jié)金屬流速的作用，使壁薄、形狀復(fù)雜、難度大的型材容易成型。導(dǎo)流模的設(shè)計(jì)原則是要有利于金屬的預(yù)分配和調(diào)整金屬流速。一般來(lái)說(shuō)導(dǎo)流模的輪廓尺寸應(yīng)比型材的外形輪廓尺寸大6～15mm；導(dǎo)流孔的深度可取15～25mm，導(dǎo)流孔的入口最好做成3°～15°的導(dǎo)流角導(dǎo)流模腔的各點(diǎn)應(yīng)均勻圓滑過(guò)渡，表面光潔，以減少摩擦阻力[2]。該型材導(dǎo)流模設(shè)計(jì)成，如圖3—18所示:圖3—18鋁合金封邊型材前導(dǎo)流模尺寸及形狀3.1.4、鋁合金封邊型材模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)詳圖：模具結(jié)構(gòu)詳圖模具3D數(shù)控加工詳圖成型部分3D數(shù)控加工詳圖模芯及預(yù)料部分3D數(shù)控加工詳圖綜上所述，此鋁合金型材封邊模具采用CNC數(shù)控加工中心制作，成型部分及模芯部分位置需要線切割及EDM加工，此設(shè)計(jì)在加工制作上充分考慮了機(jī)床設(shè)備的加工能力及公差誤差控制，便于加工節(jié)約成本。4、模具的選材與熱處理及維護(hù)與保養(yǎng)4.1、模具材料的選擇：4.1.1、模具材料的使用條件：鋁型材的擠壓過(guò)程是一種高溫、高負(fù)荷的加工作業(yè)過(guò)程，鋁擠壓模承受極其嚴(yán)酷的使用條件[22]：（1）鋁擠壓模承受高溫作用，局部表層溫度可達(dá)600℃；（2）擠壓模表層被反復(fù)加熱和冷卻，產(chǎn)生熱疲勞；（3）壓鋁合金時(shí)，擠壓力由純鋁的150MP到高強(qiáng)度輕合金黃色的1200MPa，模具須承受很高的壓縮、彎曲及剪切應(yīng)力作用；（4）產(chǎn)生粘著磨損和磨粒磨損。4.1.2、模具材料的性能要求：根據(jù)擠壓模具的工作條件，可以確定材料所需的性能。對(duì)擠壓工模具材料的性能要求主要有以下幾方面：（1）高的強(qiáng)度和硬度值。擠壓工模具一般在高比壓工作條件下工作，在擠壓鋁合金時(shí)，要求模具材料在常溫下σb大于1500MPa。（2）高的耐熱性。即在高溫（擠壓鋁合金的工作溫度為550℃在右）下，在抵抗機(jī)械負(fù)荷的能力（保持形狀的屈服強(qiáng)度以及避免破斷的強(qiáng)度和韌性），而不過(guò)早的（一般為550℃以下）產(chǎn)生退火和回火的現(xiàn)象。在工作溫度下，擠壓工模具材料的σb低于850MPa；模具材料的σb不應(yīng)低于1200MPa。（3）在常溫和高溫下具有高的沖擊韌性和斷裂韌值，以防止模具在應(yīng)力條件下或沖擊載荷作用下產(chǎn)生脆斷。（4）高的穩(wěn)定性。即在高溫下有高的抗氧化穩(wěn)定性，不易產(chǎn)生氧化皮。（5）高的耐磨性。即在長(zhǎng)時(shí)間的高溫高壓和潤(rùn)滑不良的情況下，表面有抵抗磨損的能力，特別是在擠壓鋁合金時(shí)，有抵抗金屬的“粘結(jié)”和磨損模具表面的能力。（6）具有良好的淬透性。以確保工具的整個(gè)斷面（特別是大型工模具的橫斷面）有高的且均勻的力學(xué)性能。（7）具有激冷、激熱的適應(yīng)能力?？垢邿釕?yīng)力和抗止工具在連續(xù)、反復(fù)、長(zhǎng)時(shí)間使用中產(chǎn)生熱疲勞裂紋。（8）高導(dǎo)熱性。能迅速的從工模具工作表面散發(fā)熱量，防止被擠壓工件和工模具本身產(chǎn)生局部過(guò)燒或過(guò)多的損失其力學(xué)強(qiáng)度。（9）抗反復(fù)循環(huán)應(yīng)力性能強(qiáng)。即要求高的持久強(qiáng)度，防止過(guò)早疲勞破壞。（10）具有一定的抗腐蝕性和良好的可氮化特性。（11）具有小的膨脹系數(shù)和良好的抗蠕變性能。（12）具有良好的工藝性能。即材料易熔煉、鍛造、加工和熱處理。（13）容易獲取，并且盡可能符合最佳經(jīng)濟(jì)原則，即物美價(jià)廉。4.1.3、擠壓工模具選材的特點(diǎn)：為了提高模具的使用壽命，降低生產(chǎn)的成本，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的批量大小、工模具的結(jié)構(gòu)、形狀和大小、工作條件以及鋼材本身的熔煉、鍛造、加工和熱處理工藝性能，鋼材的價(jià)格和貨源等方面的情況，綜合權(quán)衡利弊，選擇經(jīng)濟(jì)而合理的工模具鋼材。歸納起來(lái)，選擇鋁合金擠壓工模具材料時(shí)一般應(yīng)考慮一下幾個(gè)因素。（1）被擠壓金屬或合金的性能。根據(jù)被擠壓合金的性能來(lái)選擇合理的、最經(jīng)濟(jì)的工模具材料。前蘇聯(lián)在擠壓鋁合金選擇工模具材料一般推薦采用эи383、3X2B8?、эи431、4X2B2C。我國(guó)主要采用3Cr2W8V、4Cr2MoSiV1、4Cr5MoSiV鋼作為擠壓鋁合金的模具材料，選擇3Cr2W8V、4Cr5MoSiV1、5CrNiMo，5CrMnMo作為基本工具的材料。（2）擠壓工模具的材料選用。擠壓圓棒和圓管時(shí)，采用中等強(qiáng)度的5CrNiMo、5CrMnMo、5CrNiW等鋼材，或強(qiáng)度更低的鋼材（45號(hào)鋼）來(lái)制造工模具；而擠壓復(fù)雜形狀的空心型材和薄壁型材時(shí)，應(yīng)選用3Cr2W8V、4Cr5MoSiV1等較高的材料來(lái)制造工模具；對(duì)于形狀復(fù)雜的空心型材以及寬厚比大于50的扁寬薄壁型材和帶肋壁板型材，則選用更高級(jí)的模具材料；對(duì)于品種單一、專業(yè)化程度高、批量大和要求壁薄、精度高、表面優(yōu)良的民用建筑型材，則選用具有高強(qiáng)、高耐熱，耐磨、高抗蠕變且具有良好可氮化性能的鋼材（如日本選用AE31鋼）來(lái)制造模具。（3）擠壓方法、工藝條件與設(shè)備結(jié)構(gòu)。模具材料的選擇與擠壓方法有很大關(guān)系，熱擠壓模具材料要求有高的熱強(qiáng)度和熱硬度、高的熱穩(wěn)定性和耐磨性等；而冷擠壓工模具必須在很高的壓力下工作，一般壓力可高達(dá)1500～2000MPa。當(dāng)連續(xù)生產(chǎn)時(shí)，模具工作部分的局部溫度可高達(dá)150～200℃，同時(shí)，由于冷擠壓的工模具運(yùn)動(dòng)速度快，受沖力力作用較大，故工模具材料除要求具有高的強(qiáng)度和良好的韌性、碳化物偏析少以外，還必須有良好的熱處理性能；靜液擠壓模具處于高壓包圍之中，模子呈預(yù)應(yīng)力狀態(tài)，同時(shí)，靜液擠壓時(shí)的擠壓力比正、反擠壓時(shí)的壓力都要低，故可選用3Cr2W8V等模具鋼來(lái)制造工模具。在擠壓工程中，當(dāng)工藝條件變化時(shí)，工模具也應(yīng)做相應(yīng)的變化如氮?dú)饫鋮s擠壓用模具等應(yīng)該使用良好的抗激冷激熱的材料來(lái)制造；正向無(wú)潤(rùn)滑熱擠壓與潤(rùn)滑擠壓時(shí)，模具材料的主要區(qū)別是前者應(yīng)選擇耐磨性更高的、熱表面硬度和氮化性能更好的材料。設(shè)備結(jié)構(gòu)不同也影響工模具材料的選擇。如T.A.C反擠壓軸的特殊結(jié)構(gòu)，裝在其中的模子、密封環(huán)和填充塊都要受到很大的壓力，故一般需要采用3Cr2W8V或H11～H13（美國(guó)）材料；而普通的反擠壓軸及配套件，可用5CrNiMo鋼制造。（4）擠壓工模具的結(jié)構(gòu)形狀與尺寸。普通實(shí)心型材的平面摸，可選擇5CrNiMo或3Cr2W8V鋼制造；形狀復(fù)雜的特殊的型材摸（如帶筋壁板摸，變斷面型材摸等）和空心型材用舌型摸、平面分流組合摸等，必須選用3Cr2W8V或4Cr5MoSiV1鋼或更高級(jí)的材料來(lái)制造。工模具的尺寸也是選擇材料時(shí)應(yīng)該考慮的一個(gè)重要因素，受重載荷的小尺寸工模具選用3Cr2W8V或更高級(jí)的材料來(lái)制造；而對(duì)尺寸大、重量超過(guò)1000kg的基本工具，由于剛材的熔煉、鑄造加工和熱處理質(zhì)量難以保證，故一般不宜采用3Cr2W8V鋼（5）材料的價(jià)格及其他因素。為了降低擠壓的總成本，除了提高模具質(zhì)量，滿足工藝要求的情況下，應(yīng)優(yōu)先選擇價(jià)格更低的材料。4.1.4、模具材料的選擇：為了提高模具的壽命，各國(guó)對(duì)工模具材料進(jìn)行了廣泛的研究。隨著熱處理新技術(shù)，特別是表面強(qiáng)化處理工藝的發(fā)展，工模具又出現(xiàn)了一種從高級(jí)材料(一般熱處理)、低級(jí)材料(表面強(qiáng)化處理)的發(fā)展趨勢(shì)。但二者并不矛盾，而是相輔相成的。目前，擠壓鋁合金多采用熱加工模具鋼。熱加工模具鋼應(yīng)滿足多種性能要求，但其中最重要的是熱強(qiáng)性、熱穩(wěn)定性、熱疲勞強(qiáng)度和熱耐磨性。最常用的是含碳量為0.3%～0.45%的亞共析奧氏體合金鋼。在改進(jìn)原材料質(zhì)量、改善鋼材的熔煉、鍛造、加工、熱處理工藝等方面也達(dá)到了很高的水平。如高純材料的采用，電弧二次重煤油或電渣溶煤油、澆包熔煉法的應(yīng)用，等溫鍛造、真空熱處理、離子氮化處理和表面硬化處理等新技術(shù)新工藝的出現(xiàn)都大大改善了工模具材料的質(zhì)量。典型的熱擠壓模具鋼是在主要合金元素鉻、鎢的基礎(chǔ)上添加釩、鋁和鉆或在主要合金元素鉻、鋁的基礎(chǔ)上添加釩、鎢和鉆。隨著鉆的增加，其回火抗力增加，但當(dāng)鉆的含量增加到2%以上時(shí)會(huì)減緩鈷的沉淀硬化作用。在熱擠壓模具鋼中元素鎢可增加到較高的含量，當(dāng)鋼中的鎢含量達(dá)到10%時(shí)，在擠壓溫度下模具仍有較高的回火抗力。另外，這些高合金的鉻-鎢含量鋼對(duì)急劇的溫度變化是十分敏感的，并且在400～600度的工作溫度范圍內(nèi)會(huì)發(fā)現(xiàn)明顯的脆化。它們經(jīng)受不了水的冷卻。鉻可降低臨界冷卻速度并增強(qiáng)了熱擠壓模具鋼的淬透性。鉻含量較高(可達(dá)到5%)時(shí)，其回火抗力也高，而耐磨性也獲得增強(qiáng)。這是因?yàn)樘蓟锍恋碛不淖饔?。添加?達(dá)1%)將促進(jìn)回火抗力的增高，而錳在熱擠壓模具鋼中含量與普通鋼中的含量相近。高合金熱擠壓模具鋼的裂紋敏感性隨含碳量(超過(guò)3%)的增加而增大。前些年，國(guó)內(nèi)多采用3Cr2W8V鋼制造模具，但是它的韌性低，抗疲勞性不好，耐磨性不足，采用高溫淬火等熱處理措施也不能滿足要求，模具易過(guò)早地產(chǎn)生失效。近幾年來(lái)，已逐漸被4Cr5MoSiV1鋼所取代。4Cr5MoSiV1鋼又稱H13鋼，其化學(xué)成分見(jiàn)表4—1，室溫和高溫力學(xué)性能分別見(jiàn)表4—2和表4—3。CCrMoVSiMnPNiCuFe0.364.721.441.030.960.350.0210.0510.054余量表4—1H13鋼的化學(xué)成分(%)淬火溫度/℃回火溫度/屈服強(qiáng)度/MPa抗拉強(qiáng)度/MPa斷面收縮率/%伸長(zhǎng)率/%10005501240149047.78.2600958110060.211.811005501650183046.57.26001220138051.18.810505501730197047.08.96001110129052.010.5表4—2H13鋼的室溫力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)溫度/℃屈服強(qiáng)度/MPa抗拉強(qiáng)度/MPa斷面收縮率/%伸長(zhǎng)率/%5509021058516.56009601117516.56509801078527.07004515008011.0表4—3H13鋼的高溫力學(xué)性能與3Cr2W8V鋼相比，4Cr5MoSiV1鋼具有以下幾個(gè)突出特點(diǎn):（1）化學(xué)成分設(shè)計(jì)合理，易采用先進(jìn)的熔鑄技術(shù)，從而使鋼材本身質(zhì)量較高：（2）具有好的熱處理特性，熱處理工藝穩(wěn)定，且具有十分好的表面化學(xué)熱處理性能，組織中含有較多的Cr、Mo元素，氮化處理時(shí)能生成豐富穩(wěn)定的氮化物并彌散分布。（3）熱處理后，具有良好的高溫綜合性能(特別是韌性、塑性、斷裂韌性)和較高的熱疲勞抗力。因此，綜合考慮各方面的因素，選用4Cr5MoSiV1鋼加工模具是比較合適的?？偨Y(jié)經(jīng)過(guò)將近三個(gè)月的查閱、論證、設(shè)計(jì)、計(jì)算、繪圖，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于做完，回想起做設(shè)計(jì)過(guò)程中的日日夜夜，既有高興也有失落，更多的是激動(dòng)，高興的是終于獨(dú)立地將公司里的課題做了出來(lái)，失落是因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)過(guò)程中遇到很多難題，而這些難題中有一部分是在大學(xué)課程中學(xué)過(guò)的，由于沒(méi)有掌握牢固，需要重新學(xué)習(xí)一遍；激動(dòng)的是我所做的課題有點(diǎn)跨專業(yè)，很多知識(shí)是我原先以為一輩子都不會(huì)涉及和不懂的，由于設(shè)計(jì)的需要，我翻閱了很多相關(guān)資料也請(qǐng)教了很多人，臨時(shí)給自己沖了電，讓自己學(xué)到了很多新知識(shí)，并通過(guò)自己在自學(xué)中學(xué)到的知識(shí)終于獨(dú)立完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，道路雖然崎嶇但卻是很充實(shí)很快樂(lè)。下面是我在設(shè)計(jì)過(guò)程中的一些體會(huì)；

（1）按計(jì)劃完成任務(wù)，養(yǎng)成良好的工作習(xí)慣。在設(shè)計(jì)過(guò)程中一定要跟上進(jìn)度，確保完成每一個(gè)階段的任務(wù)。不然把所有工作都堆積到最后是很被動(dòng)的。設(shè)計(jì)剛開始我就把文獻(xiàn)綜述和英文翻譯做拉出來(lái)，為后期寫說(shuō)明書和繪圖節(jié)省下不少時(shí)間。（2）遇到問(wèn)題要冷靜，仔細(xì)思考。在剛拿到本課題的時(shí)候，我對(duì)制冷制熱的知識(shí)實(shí)在是了解的太少，甚至可以說(shuō)一竅不通，根本不知道從哪里下手。經(jīng)過(guò)不斷查找資料，咨詢專業(yè)人士，請(qǐng)教指導(dǎo)老師，然后竟然逐漸熟悉起空調(diào)知識(shí)來(lái)。（3）查找資料很重要，要學(xué)會(huì)應(yīng)用圖書館的資源。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，手中的資料有限，這就要求我們充分利用圖書館的資源。設(shè)計(jì)中遇到的很多問(wèn)題都是在圖書館的書籍中找到答案的，東莞市的圖書館留下了我很多的足跡。（4）做設(shè)計(jì)要有根據(jù)，不能想當(dāng)然，憑空想象。在設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的各種結(jié)構(gòu)相連接的過(guò)程中，由于沒(méi)有接觸過(guò)相關(guān)東西，各種書籍上對(duì)空調(diào)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)介紹的也不多，空調(diào)內(nèi)部結(jié)構(gòu)與外部連接都不知道怎么布置與設(shè)計(jì)，就想象著設(shè)計(jì)出來(lái)，結(jié)果都被指導(dǎo)老師一一用理論知識(shí)與實(shí)際運(yùn)用來(lái)否決了。（5）要虛心學(xué)習(xí)。在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中，尤其是跨了專業(yè)，遇到不懂的知識(shí)是很正常的，這就要求設(shè)計(jì)者虛心學(xué)習(xí)，不能轉(zhuǎn)移問(wèn)題?？梢韵蛑車耐隆⑼瑢W(xué)或老師學(xué)習(xí)，也可以在論壇中學(xué)習(xí)。（6）要合理安排時(shí)間。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，由于自己是邊工作邊做畢業(yè)設(shè)計(jì)，由于前段時(shí)間不會(huì)合理安排時(shí)間即影響了工作而畢業(yè)設(shè)計(jì)也得不到進(jìn)展，都是在做無(wú)用功。（7）學(xué)會(huì)苦中求樂(lè)。由于時(shí)間不能完全自己支配和知識(shí)的不全面等因素，曾經(jīng)一度給我?guī)?lái)很多煩惱，后來(lái)發(fā)現(xiàn)帶著情緒工作不僅沒(méi)有效率也沒(méi)有質(zhì)量，且生活變得雜亂無(wú)章，后來(lái)調(diào)整心態(tài)后，慢慢的就習(xí)慣了節(jié)奏，自己既能快樂(lè)的工作又能快樂(lè)的生活。雖然不滿意于自己的能力，但對(duì)于此次的進(jìn)步還是感到欣慰。都說(shuō)畢業(yè)設(shè)計(jì)很鍛煉人的，能學(xué)到很多知識(shí)，我深深體會(huì)到了這一點(diǎn)。非常高興能有機(jī)會(huì)在公司遇到一位優(yōu)秀的老師和一幫熱情的同事。參考文獻(xiàn)

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