全國鋁合金擠壓模具技術(shù)（共100）

鋁合金金擠壓壓裝備備與工工模具具擠壓設(shè)備擠壓筒與擠擠壓墊擠壓模具（（模具分類類、模具結(jié)結(jié)構(gòu)、模具具材料、模具具設(shè)計原則則、模具制制造工藝等等）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：油爐和煤氣氣爐特點：加熱熱效率高、、成本低、、投資少中小企企業(yè)采用；；爐溫不易易控制、勞勞動條件差差、自動化化程度低電阻加熱爐爐：爐溫易于控控制，加熱熱質(zhì)量好，，占地面積積少，勞動條件好好，自動化化程度較高高；加熱效率較較低、成本本高、投資資大感應(yīng)加熱爐爐：主要使用50Hz工頻感應(yīng)加加熱爐。加加熱速度快快，體積小小，耗電少少，自動化化程度高燃料爐電阻加熱爐爐感應(yīng)加熱爐爐擠壓機按結(jié)構(gòu)形式式分：立式式擠壓機和和臥式擠壓壓機按傳動方式式分：機械械式擠壓機機、油壓機機、水壓機機按穿孔系統(tǒng)統(tǒng)分：不帶帶穿孔系統(tǒng)統(tǒng)的擠壓機機、內(nèi)置式式穿孔擠壓壓機、外置置式穿孔擠壓機按模具裝置置分：鎖鍵式、滑滑動模座式式、回旋模座式式擠壓機的分分類及應(yīng)用用擠壓機模座：用于于組裝模具具?？v動式、橫橫動式供錠錠機構(gòu)：直直線式、回回轉(zhuǎn)式擠壓墊與壓壓余分離裝裝置制品牽引機機構(gòu)鋸切裝置拉矯裝置轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動式、聯(lián)聯(lián)合式式5.1.1正向擠壓機機立式擠壓機機立式擠壓機機可以生產(chǎn)產(chǎn)出壁厚均均勻的薄壁壁管材，其其運動部件件和出料方方向與地面面垂直，占占地面積小小，到要求求建筑較高高的廠房和和很深的地地坑，只適適用于小型型擠壓機。。5.1.1正向擠壓機機臥式擠壓機機目前管、棒棒、型材擠擠壓普遍采采用臥式油油壓擠壓機機。擠壓機機按其用途途分為單動動擠壓機和和雙動擠壓壓機。其中中單動擠壓壓機是國際際上最普遍遍使用的擠擠壓機。臥式擠壓機機5.1.2反向擠壓機機反向擠壓機機按擠壓方方法分為正正、反兩用用和專用反反向兩種型型式，每種種又可分為為單動（不不帶獨立穿穿孔裝置））和雙動（（帶獨立穿穿孔裝置））兩種。反反向擠壓機機按其本本本體結(jié)構(gòu)大大致可分為為三大類：：擠壓筒剪剪切式、中中間框架式式和后拉式式?，F(xiàn)代反反向擠壓機機采用預(yù)應(yīng)應(yīng)力張力柱柱結(jié)構(gòu)，普普遍采用快快速更換擠擠壓軸和模模具裝置、、擠壓筒座座“X”型導(dǎo)向，，橫軸移動動滑架快速速鎖緊裝置置，設(shè)有穿穿孔針情理理裝置已經(jīng)經(jīng)模環(huán)清理理裝置。5.1.2反向擠壓機機擠壓筒剪切切式擠壓筒剪切切式的特點點是前梁和和后梁固定定，通過4根張力柱連連成一個整整體，在擠擠壓筒移動動梁（也稱稱擠壓筒座座）上，安安設(shè)有壓余余剪切裝置置。擠壓筒剪切切式5.1.2反向擠壓機機中間框架式式用于正反兩兩用擠壓機機，其特點點是前梁和和后梁固定定，通過四四根張力柱柱連接成一一個整體。。在前梁和和擠壓筒移移動梁之間間安設(shè)有壓壓余剪切用用的活動框框架，剪刀刀就設(shè)置活活動框架上上。5.1.2反向擠壓機機后拉式中間梁固定定，前后梁梁是通過4根張力柱連連成一個整整體的活動動梁框架。。5.1.3冷擠壓機輔助機構(gòu)熱剪機：用于將將加熱后的的長錠按要要求剪切成成定尺短錠錠熱剝皮機：：用于反向向擠壓前，，將已加熱熱好的鑄錠錠表皮剝?nèi)トD壓機機后輔機機：包括淬淬火裝置、、中斷鋸、、牽引機、、固定出料料臺、出料料運輸機、、提升移料料機、冷床床、張力矯矯直機、張張力矯直輸輸送裝置、、貯料臺、、鋸床輸送送輥道、成成品鋸、定定尺臺、檢檢查臺5.2擠壓筒與擠擠壓墊擠壓筒5.2.1擠壓筒容納錠坯，，承受擠壓壓桿傳給錠錠坯的壓力力并同擠壓壓桿一起限限制錠坯，，使之承受受壓力后只只能從擠壓壓?？讛D出出的擠壓工工具。擠壓筒的結(jié)結(jié)構(gòu)形式為了改善受受力條件，，使擠壓筒筒中的應(yīng)力力分布均勻勻，增加承承載能力，，提高其使使用壽命，，絕大多數(shù)數(shù)擠壓筒是是用兩層以以上的襯套套，以過盈盈配合，熱熱裝組合在在一起構(gòu)成成的。擠壓筒襯套套的層數(shù)應(yīng)應(yīng)根據(jù)其工工作內(nèi)套的的最大壓力力來確定。。擠壓筒的加熱方式式為了使金屬屬流動均勻勻和擠壓筒筒免受過于于劇烈的熱熱沖擊，擠擠壓筒在工工作前應(yīng)進(jìn)進(jìn)行預(yù)加熱熱，在工作作時應(yīng)保溫溫。目前，，一般采用用裝在擠壓壓筒襯套中中的電感應(yīng)應(yīng)加熱和電電阻絲外加加熱器加熱熱。擠壓筒工作作內(nèi)套的結(jié)結(jié)構(gòu)（1）按工作內(nèi)內(nèi)套的外表表面結(jié)構(gòu)可可分為圓柱柱形、圓錐錐形和臺肩肩圓柱形。。（2）按內(nèi)套的的整體性，，可分為整整體內(nèi)套和和組合內(nèi)套套。在組合合內(nèi)套中又又分為圓柱柱形組合、、錐形組合合、分瓣組組合三種。。（3）按內(nèi)腔形形狀分為圓圓形、扁形形和其他形形狀。在擠壓筒內(nèi)將將擠壓桿與與錠坯隔開開并傳遞擠擠壓力用的的擠壓工具具。其作用用是減少擠擠壓桿端面面的磨損，，隔離錠坯坯對擠壓桿桿的熱影響響。擠壓墊的結(jié)結(jié)構(gòu)形式在擠壓鋁合合金時，為為了減少擠擠壓墊片與與金屬之間間粘結(jié)摩擦擦，一般采采用帶凸緣緣（工作帶帶）的墊片片。5.2.2擠壓墊5.2.2擠壓墊5.2.2擠壓墊5.3.1擠壓模具分分類（1）按模孔壓壓縮區(qū)斷面面形狀可以以分為：平平流模、錐錐形模、流流線行模和和雙錐模等等5.3擠壓模具5.3.1擠壓模具分分類（2）按被擠壓壓的產(chǎn)品品品種可分為為棒材模、、普通實心心材模、壁壁板模、變變斷面型材材模和管材材模、空心心型材模等等。（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擠壓模具結(jié)構(gòu)構(gòu)擠壓模結(jié)構(gòu)要要素B定徑帶長度h定和直徑d定定徑帶又稱工工作帶，是模模子中垂直模模子工作端面面并用以保證證擠壓制品的的形狀、尺寸寸和表面質(zhì)量量的區(qū)段。定徑帶直徑d定是模子設(shè)計中中的一個重要要的基本參數(shù)數(shù)，設(shè)計d定大小的基本原原則是：在保保證擠制出的的制品冷卻狀狀態(tài)下不超出出圖紙規(guī)定的的制品公差范范圍的條件下下，盡量延長長模具的使用用壽命。定徑帶長度h定應(yīng)根據(jù)擠壓機機的結(jié)構(gòu)形式式（立式或臥臥式)、被擠壓的金金屬材料、產(chǎn)產(chǎn)品的形狀和和尺寸等因素素來確定擠壓模結(jié)構(gòu)要素C出口直徑d出或出口喇叭錐錐模子的出口部部分是保證制制品能順利通通過模字并保保證高表面質(zhì)質(zhì)量的重要參參數(shù)。若模子子出口直徑d出過小，則易劃劃傷制品表面面，甚至引起起堵模，但出出口直徑d出過大，則會大大大削弱定徑徑帶的強度，，引起定徑帶過早地變形形、壓塌、明明顯地降低模模具的使用壽壽命。D入口圓角rλ模子的入口圓圓角是指被擠擠壓金屬進(jìn)入入定徑帶的部部分，即模子子工作端面與與定徑帶形成成的端面角。。制作入口圓圓角rλ可防止低塑性性合金在擠壓壓時產(chǎn)生表面面裂紋和減少少金屬在流入入定徑帶時的的非接觸變形形，同時也減減少在高溫擠擠壓時模子棱棱角的壓塌變變形。但是，，圓角增大了了接觸摩擦面面積，可能引引起擠壓力增增高。5.3.2擠壓模具結(jié)構(gòu)構(gòu)分流組合模實心平模導(dǎo)流孔導(dǎo)流模5.3.2擠壓模具結(jié)構(gòu)構(gòu)雙孔模模芯5.3.2擠壓模具結(jié)構(gòu)構(gòu)5.3.2擠壓模具結(jié)構(gòu)構(gòu)新結(jié)構(gòu)模具--蝶形模蝶形模蝶形模使用性性能-大大提高了模模芯的抗彎性性能；-模芯彈性失效效減少；-減小了鑄錠的的突破擠壓力力；-溫度和工作壓壓力減少；-擠壓速度提高高50%，因而大大提提高生產(chǎn)率。。蝶形模（ButterflyDie?.）的優(yōu)秀結(jié)構(gòu)構(gòu)適用于用在在普通的四孔孔模上，這很很容易用計算算機輔助設(shè)計計（CAD）系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)設(shè)計，并能得得到傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)構(gòu)的擠壓模難難以達(dá)到的表表面質(zhì)量。蝶形模與常規(guī)規(guī)模擠壓壓力力比較多孔模多孔模即一模模多孔，即可可以一次擠壓壓出很多根型型材產(chǎn)品，與與單孔模相比比有以下優(yōu)勢勢：(1)提高擠壓產(chǎn)品品的生產(chǎn)效率率；在擠壓速速度相同的情情況下，多孔孔模具較單孔孔模具的生產(chǎn)產(chǎn)效率成倍提提高，大大降降低了生產(chǎn)成成本。(2)提高模具壽命命；擠壓模具具的失效形式式之一是?？卓椎哪p，模模具壽命以模?？讛D出余屬屬材料的長度度來計算，理理論上多孔模模具的壽命將將成倍提高。。(3)提高模具材料料的利用效率率，減少模具具鋼消耗：高高強度耐熱模模具鋼是昂貴貴模具的材料料，國產(chǎn)材料料的價格約26000元/噸左右，進(jìn)口口材料的價格格達(dá)到65000元/噸～100000元/噸，多孔模具具技術(shù)的采用用將大大提高高材料的利用用效率。(4)提高成品率；；采用多孔模模具技術(shù)不僅僅可咀減小擠擠壓系數(shù)，降降低擠壓力，，在壓余不變變的情況下，，通過提高鑄鑄錠長度，可可以減少幾何何廢料所占比比率來提高型型材的成品率率。多孔分流模冷卻?，F(xiàn)以液氮冷卻卻模具技術(shù)加加以簡單介紹紹液氮冷卻模具具技術(shù)是鋁型型材在擠壓時時在模具的專專用模墊上加加開冷卻通道道，通過控制制系統(tǒng)在設(shè)定定的通道開度度下，液氮通通過冷卻通道道噴射在模具具的表面，吸吸收鋁棒帶帶來的熱量，，直接降低低模具溫度，，使模具溫度度、型材出出料口溫度保保持在穩(wěn)定溫溫度范圍圍內(nèi)，達(dá)到到提高擠壓速速度的目的的；同時，液液氮氣化后，，體積膨膨脹600多倍，將出料料口型材周圍圍的空氣排開開，形成惰性性保護(hù)，提提高型型材表面光潔潔度。其技術(shù)術(shù)基基本原理理示意圖如圖圖1所示。液氮的冷卻通通道布置應(yīng)盡盡量保證模具具表面上冷卻卻介質(zhì)均勻分分配。目前，，最理想的冷冷卻通道布置置是在模子本本體上直接機機加工出來，，但由于技術(shù)術(shù)相當(dāng)復(fù)雜，，實時控制比比較難，很難難實現(xiàn)氮冷介介質(zhì)的均勻分分配，至今未未見到在工業(yè)業(yè)應(yīng)用上有良良好的效果。。因此，在一一般工業(yè)應(yīng)用用中，大多采采用在專用模模墊上機加工工出冷卻通道道的方法。冷冷卻通道布置置示意圖如圖圖2。空心型材擠壓壓模具鋁型材擠壓工工模具的性能能要求由于鋁合金型型材擠壓生產(chǎn)產(chǎn)工模具的工工作條件十分分惡劣，因此此，擠壓生產(chǎn)產(chǎn)對工模具的的要求非常嚴(yán)嚴(yán)格。具體要要求如下：(1)高的強度和硬硬度值。鋁合合金型材擠壓壓生產(chǎn)時，要要求常溫下模模具材料σb值大于1500MPa。(2)高的斷裂韌性性和沖擊韌性性值。在常溫溫和高溫工作作條件下，要要求工模具具有高的斷裂裂韌性和沖擊擊韌性值，以以防止工模具具在沖擊載荷荷或低應(yīng)力條條件下產(chǎn)生脆脆斷。(3)高的耐磨性。。在高溫擠壓壓條件下能抵抵抗機械負(fù)荷荷而不過早地地產(chǎn)生退火和回火現(xiàn)象。。在擠壓工作作溫度下，模模具材料的σs不應(yīng)低于1000MPa。與此同時，，在長時間潤潤滑不良和高高溫高壓的擠擠壓生產(chǎn)條件件下，模具表表面能抵抗因因金屬“粘結(jié)結(jié)”作用而產(chǎn)產(chǎn)生的磨損。。(4)高的穩(wěn)定性，，工模具在高高溫條件下不不易產(chǎn)生氧化化皮，有抗氧氧化穩(wěn)定性。。5.3.3擠壓模具材料料(5)抗激冷、激熱熱適應(yīng)能力。。防止工模具具在長時間周周期循環(huán)擠壓壓生產(chǎn)過程中過早產(chǎn)生熱熱疲勞裂紋。。(6)良好的淬透性性。確保工模模具整個斷面面有高且均勻勻的力學(xué)性能能，特別是大型工模具。。(7)抗反復(fù)循環(huán)應(yīng)應(yīng)力性能強。。防止過早出出現(xiàn)疲勞破壞壞，要求有高高的持久強度度。(8)高導(dǎo)熱性。防防止高溫擠壓壓過程中被擠擠壓坯料和工工模具產(chǎn)生局局部過燒或機械強度損失失。(9)具有良好的抗抗蠕變和可氮氮化性能。(10)具有一定的抗抗腐蝕性和小小的膨脹系數(shù)數(shù)。(11)工模具材料在在國內(nèi)應(yīng)較易易獲得，并符符合經(jīng)濟(jì)原則則，即價廉物物美。(12)良好的工藝性性能。即工模模具材料容易易熔煉、鍛造造、機加工和和熱處理。為提高鋁合金金型材產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量，降低擠擠壓生產(chǎn)成本本，提高擠壓壓模具使用壽壽命，應(yīng)根據(jù)據(jù)擠壓型材品品種、型材形形狀規(guī)格、產(chǎn)產(chǎn)量大小、工工模具工作條條件以及鋼材材本身的工藝藝性能等方面面情況，選擇擇性價比高的的工模具材料料。選擇擠壓壓工模具材料料時一般考慮慮以下四個方方面的因素：：（1）被擠壓金金屬或合金金的性能。。擠壓生產(chǎn)時，不同的的金屬或合合金具有不不同的物理理-化學(xué)性能，，不同的擠擠壓工藝條條件和不同同的溫度-速度規(guī)范，，因此，擠擠壓工模具具材料應(yīng)根根據(jù)被擠壓壓金屬和合合金的特性性來選擇。。(2)產(chǎn)品形狀，，規(guī)格和品品種。不同同的產(chǎn)品形形狀，規(guī)格格和品種，，要求不同同的工模具具材料特性性。擠壓圓圓管、圓棒棒等形狀簡簡單型材時時，5CrNiW，5CrMnMo等中等強度的鋼鋼材或者強強度更低的的鋼材既能能滿足工模模具材料要要求；擠壓壓形狀復(fù)雜雜的空心型型材時，需需選用3Cr2W8V和4CrSMoSiVl等較高級的的鋼材來制制造工模具具。選擇擠壓模模具材料需需考慮因素素(3)設(shè)備結(jié)構(gòu)、、擠壓方法法與工藝條條件。靜液液擠壓時，，工模具在在高壓的液液體環(huán)境中中呈預(yù)應(yīng)力力狀態(tài)，可可用3Cr2WSV等鋼材來制制作工模具具；工模具具材料與擠擠壓方法的的選擇還有有很大關(guān)系系，熱擠壓壓工模具材材料要求有有較高的熱熱硬度和熱熱強度，高高的耐磨性性和熱穩(wěn)定定性等。(4)工模具的結(jié)結(jié)構(gòu)和尺寸寸。擠壓普普通實心型型材和管材材的平面模模，可選用用3Cr2WSV或5CrNiMo鋼材來制造造工模具，，而擠壓空空心型材用用的平面分分流組合模模和形狀復(fù)復(fù)雜的特殊殊型材模等等必須用3Cr2W8V、4Cr5MoSiVl鋼或更高級級的材料來來制造。鋁型材擠壓壓變形過程程是一個含含彈塑性、、剛塑性、、黏塑性等等多種變形形的復(fù)雜熱熱力耦合過過程，因此此，型材擠擠壓工模具具設(shè)計是一一項具有很很高技術(shù)含含量的系統(tǒng)統(tǒng)工程。5.3.4擠壓模具設(shè)設(shè)計原則擠壓模具設(shè)設(shè)計時應(yīng)考考慮的因素素A由模子設(shè)計計者確定的的因素主要有模子子的結(jié)構(gòu)、、模子材料料、?？讛?shù)數(shù)和擠壓系系數(shù)、制品品的形狀、、?？椎姆椒轿缓统叽绱纭⒛？椎牡氖湛s量、、變形撓度度、定徑帶帶與阻礙系系統(tǒng)的確定定以及擠壓壓時的應(yīng)力力應(yīng)變狀態(tài)態(tài)。B由模子制造造者確定的的因素包括模子尺尺寸和形狀狀的精度，，定徑帶和和阻礙系統(tǒng)統(tǒng)的加工精精度，表面面粗糙度，，熱處理硬硬度，表面面滲碳、脫脫碳及表面面硬度變化化情況，端端面平行度度等。C由擠壓生產(chǎn)產(chǎn)者確定的的因素主要有模具具的裝配及及支承情況況，鑄錠、、模具和擠擠壓筒的加加熱溫度、、擠壓速度度、工藝潤潤滑情況，，產(chǎn)品品種種及批量、、合金及鑄鑄錠質(zhì)量，，牽引情況況，拉矯力力及拉伸量量，被擠壓壓合金鑄錠規(guī)格格，產(chǎn)品出出模口的冷冷卻情況，，工模具的的對中性，，擠壓機的的控制與調(diào)調(diào)整，導(dǎo)路路的設(shè)置，，輸出工作作臺及矯直直機的長度度，擠壓機機的能力和和擠壓筒的的比壓，擠擠壓殘料長長度等。在設(shè)計前，，擬定合理理的工藝流流程和選擇擇最佳的工工藝參數(shù)，，綜合分析析影響模具具效果的各各種因素，，是合理設(shè)設(shè)計擠壓模模具的必要要和充分條條件。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?？?，，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。除除了合理布布置模孔的的位置，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)載荷荷模具具設(shè)設(shè)計計的的技技術(shù)術(shù)條條件件及及基基本本要要求求棒材材模模的的設(shè)設(shè)計計棒材材（（圓圓棒棒、、方方棒棒、、方方角角棒棒））模模具具是是一一種種簡簡單單的的擠擠壓壓模模具具。。鋁鋁合合金金棒棒材材均均用用平平面面模模進(jìn)進(jìn)行行擠擠壓壓，，棒棒模模的的入入口口角角為為直直角角。。（1）模?？卓讛?shù)數(shù)目目的的選選擇擇原原則則：：合合理理的的擠擠壓壓系系數(shù)數(shù)λ、足足夠夠的的模模子子強強度度、、良良好好的的制制品品表表面面質(zhì)質(zhì)量量、、金金屬屬流流動動盡盡可可能能均均勻勻（2）模?？卓自谠谀ＤＷ幼悠狡矫婷嫔仙系牡牟疾贾弥茫海翰刹捎糜脝螁慰卓啄Ｄr時，，應(yīng)應(yīng)將將模模孔孔的的重重心心置置于于模模子子中中心心上上，，采采用用多多孔孔模模時時，，應(yīng)應(yīng)將將多孔孔模的的理理論論重重心心均均勻勻分分布布距距模模子子中中心心和和擠擠壓壓筒筒邊邊緣緣有有合合適適距距離離的的同同心心圓圓周周上上，，同同心心圓圓直直徑徑D同與擠壓筒筒直徑之之間的關(guān)關(guān)系由以以下經(jīng)驗驗關(guān)系式式來確定定：棒材模的的設(shè)計（3）?？壮叽绱绲拇_定定：（4）工作帶長長度的確確定：主主要根據(jù)棒材材的斷面面尺寸和和合金性性質(zhì)及擠擠壓機的的噸位等等來確定定工作帶帶的長度度。擠壓壓鋁合金金棒材時時，工作作帶長度度一般取取2~8mm,最大不超超過10mm。（5）棒模的的強度校校核：對對于多孔孔模，需需對模孔孔之間和和?？着c與模子邊邊緣的危危險斷面面的強度度進(jìn)行校校核，而而在使用用通用的的大孔徑徑模墊和和墊環(huán)的的情況下下，還需需計算抗抗剪強度度和抗彎彎強度。。普通型材材模的設(shè)設(shè)計普通型材材模主要要用單孔孔或多孔孔的平面面模來進(jìn)進(jìn)行擠壓壓。為了了提高擠擠壓制品品的質(zhì)量量，在設(shè)設(shè)計型材材模具時時，除了了要選擇擇足夠強強度的模模具結(jié)構(gòu)構(gòu)外，還還需考慮慮?？椎牡奈恢?，，?？字浦圃斐叽绱绲拇_定定和選擇擇保證型型材斷面面各部位位的流動動速度均均勻的方方法。（1）?？自谀ＤＷ悠矫婷嫔系暮虾侠砼渲弥茫▎慰卓讛D壓））普通型材材模的設(shè)設(shè)計（1）?？自谀ＤＷ悠矫婷嫔系暮虾侠砼渲弥茫ǘ嗫卓讛D壓）普通型材材模的設(shè)設(shè)計（2）普通型型材?？卓仔螤钆c與加工尺尺寸的設(shè)設(shè)計普通型材材?？壮叱叽缫话惆惆聪率绞絹碛嬎闼?，即對鋁及鋁鋁合金，，上式中中的系數(shù)數(shù)Ky和Kp可按下表表來選擇擇。式中中的其他他參數(shù)如如公差，，線膨脹脹系數(shù)等等可在有有關(guān)的手手冊中查查取。普通型材材模的設(shè)設(shè)計（3）控制型材材各部分分流速均均勻性的的方法A通過改變變?？坠すぷ鲙У牡膸缀涡涡螤钆c尺尺寸B阻礙角的的作用C采用促流流角（助助力錐或或供料錐錐）來均均衡金屬屬流速D采用平衡衡孔或工工藝余量量均衡金金屬流速速E采用多孔孔對稱布布置模孔孔法均衡衡金屬流流速（4）型材材模具強強度校核核：用平平面模擠擠壓雙孔孔扁條型型材或懸懸臂部分分很長的的半空心心槽形型型材時，，必須對對模子進(jìn)進(jìn)行抗彎彎強度校校核分流組合合模的設(shè)設(shè)計（1）分流組組合模的的結(jié)構(gòu)特特點與分分類分流組合合模是擠擠壓機上上生產(chǎn)各各種管材材和空心心型材的的主要模模具形式式，其特特點是將將針（模模芯）放放在?？卓字校c與?？捉M組合成一一個整體體，針在在模子中中猶如舌舌頭一樣樣。分流組合合模的設(shè)設(shè)計（2）分流組組合模的的結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計焊合室形形狀a－圓形的的；b－蝶形的的；c－焊合室室剖面圖圖1－分流流孔；；2－焊合合室；；3－死區(qū)區(qū)模芯定定徑帶帶的結(jié)結(jié)構(gòu)形形式分流組組合模模的設(shè)設(shè)計應(yīng)用平平面分分流模模導(dǎo)流流成形形技術(shù)術(shù)的新新式擠擠壓模模該技術(shù)術(shù)是以以平面面分流流為主主要研研究對對象，，主要要是在在焊合合腔下下增加加導(dǎo)流流孔，，使變變形金金屬能能更容容易成成型（（見圖圖1），導(dǎo)導(dǎo)流孔孔的設(shè)設(shè)計必必須要要保證證有足足夠的的深（（厚））度和和合理理的形形狀。。為此此，將將帶有有焊合合腔、、導(dǎo)流流孔和和型孔孔的下下模分分成兩兩部分分：帶帶有焊焊合腔腔、導(dǎo)導(dǎo)流孔孔的中中模以以及帶帶有型型孔的的下模模。可能存存在的的問題題及解解決辦辦法（1）可能能引起起擠壓壓力增增加（2）模芯芯的穩(wěn)穩(wěn)定性性減少少由于模模厚增增加，，模芯芯長度度增加加，導(dǎo)導(dǎo)致模模芯剛剛度降降低，，在非非均勻勻壁厚厚的制制品中中，產(chǎn)產(chǎn)生的的側(cè)向向壓力力有可可能導(dǎo)導(dǎo)致模模芯偏偏移。。但若若設(shè)計計時加加以注注意，，注意意消除除和克克服對對模芯芯產(chǎn)生生側(cè)壓壓的因因素，，則模模芯是是穩(wěn)定定的。?？傊?，擠壓壓模具具設(shè)計計要訣訣：孔隨形形走，，避焊焊定橋橋，預(yù)預(yù)配流流量，，定徑徑微調(diào)調(diào)106XC型材位位于車車體側(cè)側(cè)板部部位，，屬于于大型型、多多腔、、薄壁壁、扁扁寬型型材。。型材材最大大外接接圓直直徑D外=500mm，供料料長度度24.6m，型材材各處處壁厚厚相差差較大大，最最大壁壁厚4.5mm，最小小壁厚厚1.5mm，型材材寬487.4mm，屬于于難成成行型型材。。實例分分析：：106XC軌道列列車車車體型型材擠擠壓模模具設(shè)設(shè)計分級導(dǎo)導(dǎo)流、、多級級分流流的型型腔結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計分級導(dǎo)導(dǎo)流、、多級級分流的的型腔腔設(shè)計計技術(shù)通通過：：a）分層次次設(shè)計計導(dǎo)流流腔、導(dǎo)導(dǎo)流槽槽；b）設(shè)計計不同同橋?qū)?、橋橋高組組合，，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。模孔及工作帶尺寸設(shè)計?？壮叽绱_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?；確定分流橋橋下、遠(yuǎn)離離分流孔、、最窄的模模孔，最難難進(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)計方方案流程圖圖計算機仿真真模擬初始始參數(shù)設(shè)置置計算機仿真真模擬模型型初始設(shè)計數(shù)數(shù)值模擬結(jié)結(jié)果分析初始設(shè)計擠擠出型材圖圖初始設(shè)計擠擠出型材變變形分布圖圖型材上、下下大面與各斜斜筋連接節(jié)點點內(nèi)凹，八條條斜筋不平整。型材上、下下大面與各斜筋筋連接節(jié)點、型型材八條斜筋變變形量均較大，，最大變形量達(dá)達(dá)到8.65mm。Diagram型材中間斜斜筋部位金金屬流速太太慢，與此此對應(yīng)，型型材右下角角平模部位位金屬流速48mm/s左右；且型型材下邊大大面右側(cè)部部分與左側(cè)側(cè)部分流速速不均衡，，右側(cè)部分金屬流速速整體偏快快10mm/s以上。模孔出口處處金屬流速速分布與型型材出口處處金屬流速速分布規(guī)律律一致。第一次優(yōu)化化設(shè)計數(shù)值值模擬結(jié)果果分析模具引流通通孔第一次次優(yōu)化前后后對比圖模具引流斜斜槽優(yōu)化前前后對比圖圖將原來J處10×20mm的引流通孔調(diào)整整為13×23mm；將原來H處10×18mm的引流通孔調(diào)整整為13×21mm增大引流斜斜槽的斜度，將引引流斜槽26°喇叭角調(diào)整為30°Diagram縮窄右下側(cè)側(cè)及平模部部位二級焊焊合室尺寸寸，降低其其對應(yīng)處金金屬流速。。擴(kuò)寬左下側(cè)側(cè)部分二級級焊合室尺尺寸，加大大對左下側(cè)側(cè)部位金屬屬供料。Diagram型材上、下下大面與各各斜筋連接接節(jié)點內(nèi)凹凹趨勢緩解解，八條斜斜筋不平整整現(xiàn)象得到有效改善善。型材各部分分變形量大大大降低，，最大變形形量降低近近半，說明明模具優(yōu)化化設(shè)計措施合理。中間斜筋流流速得到較較大程度改改善但仍偏偏慢，速度度普遍只有有20mm/s左右；型材上側(cè)大大面左右兩兩角部A、B處金屬流速速偏快，達(dá)達(dá)到38mm/s以上；型材材中間立筋C處及平模部部位金屬流流速稍快，，流速34mm/s左右，因此此，還需進(jìn)進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)設(shè)計。第二次優(yōu)化化設(shè)計數(shù)值值模擬結(jié)果果分析將J處引流通孔孔尺寸由13×23mm調(diào)整為15×25mm，將H處引流通孔孔尺寸由13×21mm調(diào)整為15×23mm。Diagram縮窄左上側(cè)側(cè)A處對應(yīng)二級級焊合室尺尺寸4mm。調(diào)整右上側(cè)側(cè)B處、立筋C處及平模部部位工作帶帶長度，B處對應(yīng)工作帶長度加加長2mm，立筋C處及平模部部位工作帶帶長度調(diào)高高1mm。BCA第三次優(yōu)化化設(shè)計DE擠出型材成成型好，各處平平整，無明顯異常常變形。除左上側(cè)D處變形量超過1外，其它部位變變形均較小。除D處及E處外，型材其其余各處金屬流速速基本在31.77±4mm/s范圍內(nèi)。模具強度校校核分流橋最小小高度：Hmin=L分流橋抗剪剪強度較核核：τ＝本設(shè)計中分分流橋符合合抗彎、抗抗剪強度要要求，滿足足受力要求求，可直接接用于加工生生產(chǎn)。上模加工流流程：鋸料—粗車—劃線線打打字字碼碼—鏜床床鏜鏜邊邊—鉆起起吊吊孔孔攻攻牙牙—CNC粗銑銑—鉆螺螺銷銷孔孔攻攻牙牙—普銑銑床床接接順順—打金金鋼鋼磨磨頭頭—前工工質(zhì)質(zhì)檢檢—熱處處理理—精車車配配止止口口—CNC精銑銑—平面面磨磨磨磨工工頭頭—電火火花花套套打打工工頭頭—線切切割割割割引引流流—電火火花花打打芯芯頭頭內(nèi)內(nèi)空空刀刀—電火火花花打打引引流流—去應(yīng)應(yīng)力力退退火火—CNC精銑銑上上空空刀刀—平面面磨磨精精磨磨—打磨磨—拋光光—手工工位位—模具具裝裝配配—精鏜鏜—精車車外外圓圓總總厚厚—后工工序序檢檢驗驗下模模加加工工流流程程：：鋸料料—粗車車—劃線線打打字字碼碼—鏜床床鏜鏜邊邊—鉆起起吊吊孔孔攻攻牙牙—CNC粗銑銑—鉆螺螺銷銷孔孔攻攻牙牙—前工工質(zhì)質(zhì)檢檢—熱處處理理—精車車配配止止口口—平面面磨磨磨磨出出料料面面—CNC精銑銑—慢走走絲絲線線切切割割—電火火花花粗粗打打—電火火花花精精打打—去應(yīng)應(yīng)力力退退火火—精車車外外圓圓—平面面磨磨精精磨磨—