擠壓鋁型材的懸臂模具設(shè)計

1998,Vol.26,№8輕合金加工技術(shù)25擠壓鋁型材的懸臂模具設(shè)計王剛()【摘要】,形式,,;延長模具的使用壽命;;強(qiáng)度金屬流動擠壓DesignofDieswithArmsforAluminumprofileWangGang(NorthExtrusionDieManufacturingLtd,TianjinNonferrousMetalgroup,Tianjin,300113,China)AbstractExtrusiondiewitharmforaluminumprofileisliabletosufferarmdamage.Inthispaper,examplesoftypicaldieswitharmsaregiventodescribeitsordinaryandspecialdesign,aswellasrepairingofdamagedarm,soastoincreasediestrength,dielife,reducediecostandacquirehighgualityproducts.Keywordsdiewitharm;slendernessratio;strength;metalflow;extrusion懸臂鋁型材產(chǎn)品是指構(gòu)成了半封閉形狀的型材產(chǎn)品(如圖1所示)。加工該產(chǎn)品的模具在擠壓過程中形成了受載懸臂梁,稱之為懸臂模具。由于模具在擠壓過程中處于高溫高壓和間歇載荷的狀態(tài)下,同時模具懸臂兩側(cè)的金屬流動不平衡而產(chǎn)生的相對橫向力等不利因素,如果模具設(shè)計不當(dāng)很容易使模具的懸臂部分變形或斷裂,直接影響模具的壽命。為此本文針對舌比大的不同懸臂形式、不同結(jié)構(gòu)的模具設(shè)計方案加以介紹和分析,并通過典型型材產(chǎn)品的模具設(shè)計實例敘述這方面的問題,以供設(shè)計者參考和選用。1導(dǎo)料板保護(hù)懸臂在模具前增設(shè)一定厚度的導(dǎo)料板對模具懸臂進(jìn)行保護(hù)。具體地說:通過下述設(shè)計的導(dǎo)料板進(jìn)料孔對金屬進(jìn)行重新分配(也可能是多次分配),以達(dá)到:①改善扁形產(chǎn)品在圓形擠壓筒上擠壓所造成的金屬流動的不均勻性;②改善由懸臂產(chǎn)品自身的?？缀穸炔顒e大所造成的金屬流動的不均勻性,使模具懸臂兩側(cè)橫向載荷相近;③金屬的兩次變形能使金屬對模孔的壓力減小,即減輕了模具懸收稿日期:1998-04-15王剛,男,36歲,工程師26輕合金加工技術(shù)1998,Vol.26,№8臂所承受的正壓力。從而改善懸臂的受力狀態(tài),延長模具的使用壽命。生產(chǎn)圖1A1所示產(chǎn)品用的擠壓筒直徑為210mm。產(chǎn)品特點如下:產(chǎn)品有多個尺寸相同的大舌比的懸臂,外型尺寸超大,產(chǎn)品形狀對稱壁厚均勻,屬于多懸臂大舌比的超大型懸臂產(chǎn)品。在設(shè)計導(dǎo)料板進(jìn)料孔的形狀尺寸時主要解決圓型擠壓筒的邊部金屬流動性差而導(dǎo)致懸臂兩側(cè)的相對橫向載荷(本文大的問題。該模具(見圖2A1導(dǎo)流、護(hù)。放大,。免了模具邊緣金屬‘滯后’問題的產(chǎn)生,同時防止了鑄錠表面雜質(zhì)侵入進(jìn)料孔內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)對金屬重新分配,以調(diào)整?？赘鞑课坏慕饘倭鲃铀俣?使懸臂兩側(cè)的橫向壓力相近。這改善了懸臂的受力狀態(tài),保證了懸臂強(qiáng)度。生產(chǎn)圖1A2所示產(chǎn)品用的擠壓筒直徑210mm。產(chǎn)品特點如下:(1)中心實體部的面積和邊緣散熱齒部的面積相差過于懸殊。(2)散熱齒位于金屬流動相對弱的邊部。(3)懸臂的數(shù)量多,舌比較大。(4)產(chǎn)品形狀對稱。設(shè)計導(dǎo)料板進(jìn)料孔時主要解決產(chǎn)品自身厚度的不均勻性所導(dǎo)致的金屬流動紊亂和因‘堵?！a(chǎn)生的懸臂強(qiáng)度問題。該模具(見圖2A2)采用了遮蓋導(dǎo)流形式的導(dǎo)料板結(jié)構(gòu)對懸臂進(jìn)行保護(hù)。模具導(dǎo)料板中部設(shè)有遮蓋墻,以使模具中部面積相對大的?？撞课坏慕饘倭鲃訙髞頊p弱其金屬的流動性。模具齒部的?？字苯游挥趯?dǎo)料板入料孔的下方以提高齒部?？捉饘俚牧鲃有?。這樣對金屬重新分配可避免金屬流動的不平衡和由此引發(fā)的‘堵模’所產(chǎn)生的壓力急劇增加而導(dǎo)致的強(qiáng)度問題。從而來保證模具懸臂的強(qiáng)度。生產(chǎn)圖1A3所示產(chǎn)品用的擠壓筒直徑210mm。產(chǎn)品特點如下:①懸臂的數(shù)量多,舌比大,懸臂的形式區(qū)別較大。②A部懸臂兩側(cè)?？缀穸葢沂獯?。③產(chǎn)品尺寸超大,產(chǎn)品邊部散熱齒的?？滋幱诮饘倭鲃有圆畹哪＞哌叢?。④產(chǎn)品左右方向?qū)ΨQ。在設(shè)計模具導(dǎo)料板進(jìn)料孔時,大的問題,(見圖2A3)采用了進(jìn)料孔面積從中心到邊緣逐漸放大來增強(qiáng)邊緣金屬的流動性,使之與中心金屬的流動保持一致。同時在A部懸臂處模孔厚度大的一側(cè)設(shè)有遮蓋墻,從而使這一側(cè)金屬流動產(chǎn)生相對‘滯后’來減弱該處金屬的流動性。遮蓋墻進(jìn)料口處設(shè)有一定的斜度來進(jìn)一步提高邊部金屬的流動性。遮蓋墻進(jìn)料口處設(shè)有一定的斜度來進(jìn)一步提高邊部金屬的流動性。最終達(dá)到金屬的流動平衡和使懸臂兩側(cè)的相對橫向載荷減少的目的。導(dǎo)料板保護(hù)懸臂方法適用于懸臂數(shù)量多的形狀復(fù)雜的大舌比懸臂產(chǎn)品。2前室保護(hù)懸臂此結(jié)構(gòu)為在模具?？浊霸鲈O(shè)對金屬進(jìn)行再次分配的前室。使金屬的流動進(jìn)一步平衡,分配更加合理。從而來減少懸臂兩側(cè)的相對橫向載荷,保證模具懸臂的強(qiáng)度。211整體前室結(jié)構(gòu)在?？浊霸鲈O(shè)一定厚度和相對?？讛U(kuò)大一定尺寸的空間(即前室),利用前室的深淺和相對?？椎倪h(yuǎn)近來保證金屬流動的相對平衡和保證模具懸臂的強(qiáng)度。生產(chǎn)圖1B1所示產(chǎn)品用的擠壓筒直徑390mm。產(chǎn)品特點如下:①產(chǎn)品有封閉部分即為空心產(chǎn)品。②產(chǎn)品A部懸臂兩側(cè)模孔厚度相差大。③懸臂的數(shù)量多,舌比大。④產(chǎn)品形狀復(fù)雜,屬于大型懸臂產(chǎn)品。該產(chǎn)品的模具(見圖2B1)采1998,Vol.26,№8輕合金加工技術(shù)27用了整體前室的結(jié)構(gòu)對懸臂進(jìn)行保護(hù)。設(shè)計時除了考慮產(chǎn)品空心部分的特定位置而應(yīng)使上模的進(jìn)料分流孔從中心到邊部逐漸放大外,還要利用下模的前室共同來改善金屬流動的相對強(qiáng)弱,同時主要應(yīng)考慮讓前室對A部懸臂進(jìn)行保護(hù)。為此將模孔厚度相對大的懸臂一側(cè)的前室縮小到盡可能接近?？锥鴮冶哿硪粋?cè)的前室加大。這樣對金屬進(jìn)行的重新分配能使懸臂兩側(cè)的相對橫向力減小以保證模具懸臂的強(qiáng)度。212質(zhì)的銷釘,以使模具和支撐墊有效的‘連手’,盡可能成一體。利用穩(wěn)定銷來避免懸臂的失穩(wěn);或減小因懸臂塌陷與支承墊的相對錯位,使彈性變形為一個常數(shù),避免模具懸臂產(chǎn)生塑性變形。穩(wěn)定性,尺寸精度:①產(chǎn)品壁厚薄;外;;而‘堵?！?。②舌比較大的懸臂會出現(xiàn)塑性變形和因失穩(wěn)而產(chǎn)生的一邊倒現(xiàn)象。為此該模具(見圖2C1)采用了穩(wěn)定銷的方法來增加懸臂強(qiáng)度。設(shè)計時將穩(wěn)定銷設(shè)定于懸臂中央的位置同時也是模具的中心。其穩(wěn)定銷的大小根據(jù)懸臂的尺寸而定,此類型懸臂的穩(wěn)定銷距懸臂一側(cè)模孔約5mm米左右。這樣穩(wěn)定銷可使懸臂增加抗橫向載荷的能力,同時也防止了懸臂的塑性變形和避免了墊與模的相對錯位。保證了產(chǎn)品懸臂處壁厚的尺寸精度。并延長了模具的使用壽命。生產(chǎn)圖1C2所示產(chǎn)品用的擠壓筒直徑260mm。產(chǎn)品特點如下:產(chǎn)品壁厚薄(2.5mm);外形尺寸超大。產(chǎn)品外形尺寸已超出擠壓筒的直徑。產(chǎn)品屬于薄大形懸臂產(chǎn)品。擠壓該產(chǎn)品所需要的擠壓力大,使得模具懸臂所承受的壓力也大。為此該模具(見圖2C2)采用了雙穩(wěn)定銷的方法來增加模具懸臂的強(qiáng)度,保證產(chǎn)品尺寸精度。模具由擴(kuò)料板、導(dǎo)料板、模、支撐墊四部分組成。在模于支撐墊之間位于懸臂左右對稱處設(shè)置兩個穩(wěn)定銷。這樣利用穩(wěn)定銷防止因模具變形而導(dǎo)致的模與墊的相對錯位和模具懸臂的塌陷,以保證產(chǎn)品懸臂處的壁厚尺寸精度。同時可大大提高該模具的使用壽命。穩(wěn)定銷保護(hù)懸臂的方法適用于懸臂處有一定空間的大舌比懸臂產(chǎn)品。,而模。生產(chǎn)圖1B2所示產(chǎn)品用的擠壓筒直徑210mm。產(chǎn)品特點如下:①產(chǎn)品存在的懸臂數(shù)量多舌比大。②產(chǎn)品的整體形狀復(fù)雜。③產(chǎn)品a部的懸臂開口寬度小(2.5mm),懸臂兩側(cè)?？缀穸葢沂獯?。④產(chǎn)品開頭對稱。為此模具(見圖2B2)采用了局部前室結(jié)構(gòu)對a部懸臂進(jìn)行保護(hù)。設(shè)計時將導(dǎo)料板進(jìn)料孔的尺寸從中心到邊緣逐漸放大對金屬進(jìn)行第一次調(diào)整。同時對A部懸臂進(jìn)行局部前室的處理。處理方法:將模具懸臂兩側(cè)的模孔空刀保持一致,而在壁薄膜孔的一端設(shè)前室。這樣擠壓時進(jìn)入前室的金屬就對這一側(cè)的懸臂增加了載荷,而利用前室的大小和深度來保證懸臂兩則所受的載荷接近或一致,從而減小懸臂兩側(cè)的載荷差保證懸臂的強(qiáng)度。同時還利用前室的深度來調(diào)節(jié)前室這側(cè)膜孔的有效工作帶高度來保持懸臂兩側(cè)模孔金屬流速的一致。此方案適用于懸臂兩側(cè)模孔厚度懸殊大;懸臂開口寬度小;而整體形狀復(fù)雜的產(chǎn)品。3穩(wěn)定銷保護(hù)懸臂如果模具懸臂形狀允許,在懸臂處模具和支承墊之間增設(shè)一個或多個與該模具同材28輕合金加工技術(shù)1998,Vol.26,№84增加懸臂危險截面的彎曲模量通過增加危險截面的彎曲模量即增加懸臂危險截面的寬度和高度來提高模具懸臂的強(qiáng)度。411加大模具危險斷面的厚度鑲嵌模結(jié)構(gòu)(見圖2D2)來解決上述問題保證懸臂強(qiáng)度。設(shè)計時:①導(dǎo)料板進(jìn)料孔的孔形從中心到邊部逐漸放大,使懸臂左右受力均勻(即減小懸臂的相對橫向載荷)。進(jìn)料孔尺寸小于鑲,避免由于鑲,不設(shè)有模孔空刀,所以能有效的保證鑲嵌塊和鑲嵌體在懸臂處的配合精度。這樣即能保證模具懸臂的有效寬度和高度又能防止模具工作時的堵模,最終來保證模具懸臂的強(qiáng)度。413增加危險截面的寬度在減少模具背面空刀量的基礎(chǔ)上盡可能地加大危險截面的厚度,同時利用支撐墊對模具懸臂進(jìn)行支撐,來保證模具懸臂的強(qiáng)度。圖1D1所示產(chǎn)品特點如下:多舌比超大;懸殊大,。該模具(見圖2D1)度的。此模具由對金屬重新分配的導(dǎo)料板;空刀為0.6mm的模;支撐墊三部分組成。該支撐墊的孔形與?？卓仔蜗鄬?yīng)(懸壁處沿模孔四周擴(kuò)2～3mm)。這樣支撐墊對模具懸臂就形成了支撐,等效的增加了懸臂危險截面的相對高度,提高了模具懸臂的強(qiáng)度。412鑲嵌模鑲嵌模有三部分組成:①切有產(chǎn)品模孔孔型的鑲嵌塊作為模具的主體部分,而工作帶尺寸靠鑲嵌塊前室的深淺來調(diào)節(jié)。②切有與?？卓仔蜗鄬?yīng)的鑲嵌體為模具的支撐部分。③模具前另設(shè)置一塊起固定鑲嵌塊和對金屬重新調(diào)整的導(dǎo)料板。對于懸臂數(shù)量多;懸臂寬度小(一般小于2.5mm);舌比大的小型產(chǎn)品,可采用鑲嵌模形式。生產(chǎn)圖1D2所示產(chǎn)品用的擠壓筒直徑78mm。產(chǎn)品特點:懸臂全高4.5mm;懸臂齒間距1.5mm,屬于大舌比的小型懸臂的產(chǎn)品。產(chǎn)品的懸臂數(shù)量多;懸臂對稱;而形狀相同。由于產(chǎn)品的上述特殊性,常規(guī)的模具結(jié)構(gòu)無法保證懸臂處?？卓盏冻叽绲募庸ぞ?。如果空刀過大即懸臂危險截面過小或沒有支撐時,則懸臂強(qiáng)度無法保證。如果空刀過小會使模具工作時出現(xiàn)堵模問題。為此該產(chǎn)品采用了對于懸臂外型尺寸和開口尺寸小的產(chǎn)品,除了使模具有一定的厚度外,同時還要增加危險截面的寬度(即減少懸臂處?？妆趁娴目盏读?,另外一般空刀應(yīng)有一定斜度。生產(chǎn)圖1E2所示產(chǎn)品用的擠壓筒直徑155mm。產(chǎn)品特點如下:①產(chǎn)品的壁厚為1mm,屬于薄形產(chǎn)品,模具工作時承受的擠壓力相對的增大。②產(chǎn)品有大舌比的懸臂(A部)。為此該模具(見圖2E2)在處理A部小懸臂時,采用了增加懸臂的危險截面寬度的方法來保證此懸臂強(qiáng)度。設(shè)計時將A部懸臂兩側(cè)?？盏读繙p小為0.3mm。為了防止因‘堵?！a(chǎn)生的壓力急劇增加的現(xiàn)象,空刀應(yīng)設(shè)有3°的斜度。這樣增加了危險截面(即懸臂)抗橫向彎曲的強(qiáng)度,避免失穩(wěn)現(xiàn)象的產(chǎn)生。有效地保證了模具懸臂的強(qiáng)度。5損壞懸臂的修復(fù)由于擠壓條件非常惡劣。前述的方法保護(hù)懸臂雖然有效,但生產(chǎn)懸臂產(chǎn)品的模具在擠壓一段時間后懸臂會產(chǎn)生疲勞彎曲或斷裂。有時模具在工作中的堵模使懸臂的相對1998,Vol.26,№8輕合金加工技術(shù)29圖1型材斷面圖橫向力急劇增加,也會使懸臂部分產(chǎn)生彎曲或斷裂。使得模具不能繼續(xù)使用,使懸臂產(chǎn)品的模具費(fèi)用很高。為此最有效的補(bǔ)救方法是對損壞的模具進(jìn)行修復(fù)重新使用。修復(fù)方法:將模具懸臂損壞的部分切下,鑲嵌一替代塊與模具焊接磨平,即完成了損壞懸臂模具的修復(fù)工作。如E1和E2圖產(chǎn)品是電子散熱器型材系列和建筑型材系列中比較典型的懸臂產(chǎn)品。在生產(chǎn)一定噸位后,懸臂(A部)出現(xiàn)了彎曲和斷裂現(xiàn)象。為此該損壞的模具采用上述方法進(jìn)行了修復(fù)工作。具體方法如下:首先查找懸臂彎曲或斷裂的具體位置和具體數(shù)量→確定損壞模具切割的起點和終點(即A,B兩點)→用同等厚度的廢模具切割—替代塊→替代塊加工好?？卓盏逗秃附悠驴凇訜崮＞摺娲鷫K鑲嵌于模具切去的部位處→焊接磨平。經(jīng)過實踐證明:修復(fù)的模具不影響產(chǎn)品的質(zhì)量;再生產(chǎn)的噸位不受此修復(fù)部分的影響;節(jié)省費(fèi)用(修復(fù)一套模具的費(fèi)用僅是一套新模具的3%～8%);同時修復(fù)周期短,省工省時。6遮蓋模遮蓋模為組合模具的結(jié)構(gòu)形式。上模起分流、焊合、保護(hù)的作用。下模的模孔懸臂部分的位置設(shè)定于上模的遮蓋保證之下。上?；蛳履Ｑ貞冶鄣乃闹芸s小一定空刀尺寸突出使之相互搭配。這樣上模對下模的懸臂部分形成保護(hù)。遮蓋模按懸臂部分的搭配方式可分三種。611間隙配合上模突起部分與下模懸臂部分留有用來消除上模中心彈性壓陷的一定間隙。圖1F1圖產(chǎn)品懸臂開口10mm,生產(chǎn)該產(chǎn)品的擠壓筒直徑130mm。產(chǎn)品特點如下:①產(chǎn)品有兩個對稱的細(xì)長形的大舌比懸臂;產(chǎn)品壁厚均勻形狀對稱。為此產(chǎn)品采用了遮蓋模結(jié)構(gòu)的間隙配合形式來保證模具懸臂強(qiáng)度的。設(shè)計時上模設(shè)有兩個分流孔,使模孔懸臂處于上模的遮蓋下。上模突起部分按下模的懸臂的位置和尺寸而定,并留有一定的空刀量,懸30輕合金加工技術(shù)1998,Vol.26,№8圖2與圖1對應(yīng)的懸臂模具設(shè)計圖1998,Vol.26,№8輕合金加工技術(shù)31續(xù)圖2與圖1對應(yīng)的懸臂模具設(shè)計圖32輕合金加工技術(shù)1998,Vol.26,№8臂處上下模之間留有(0.2-0.3)mm的間隙量。這樣模具在工作時懸臂部分被上模保護(hù),減少懸臂上承受的壓力。而所留的間隙量消除了因上模中心彈懷壓陷對懸臂產(chǎn)生的壓力。從而能達(dá)到保證下模懸臂強(qiáng)度的目的。此配合結(jié)構(gòu)適用懸臂部分為細(xì)長的大舌比的懸臂產(chǎn)品。612銷釘配合如果懸臂空間允許,在上模突出部分和下模懸臂部分增設(shè)一個銷釘,合聯(lián)接。圖1F2mm,如下:;;產(chǎn)。模具懸臂強(qiáng)度。設(shè)計時將起保護(hù)作用的上模設(shè)有四個分流孔,使下模的懸臂位于其中央的遮蓋下。上下模懸臂處的搭配方式與間隙配合的搭配方式相同,只是在懸臂的中心部增設(shè)一個與模具同等材質(zhì)的銷釘。這樣模具在工作時懸臂被遮蓋,使懸臂大部分面積不承受壓力。同時增設(shè)的銷釘消除了因遮蓋部分和懸臂之間因存在的間隙而進(jìn)料產(chǎn)生的壓力,并且銷釘同時能起到穩(wěn)定懸臂的作用。從而保證了懸臂的強(qiáng)度。此配合結(jié)構(gòu)適用于懸臂部分形狀規(guī)則并有一定空間的大舌比的懸臂產(chǎn)品。613鑲嵌配合上模突起部分與下模懸臂部分軸孔配合。即將下模沿懸臂內(nèi)周一定尺寸切去一部分作為孔與上模的突起部分配合,配合形式為間隙配合。生產(chǎn)圖1F3所示產(chǎn)品用的擠壓筒直徑155mm。產(chǎn)品主要特點:產(chǎn)品懸臂的形狀比較復(fù)雜,懸臂的舌比大。該模具(見圖2F3)即采用了遮蓋模結(jié)構(gòu)的鑲嵌配合形式對懸臂進(jìn)行保護(hù)。模具上模設(shè)有四個分流孔,下模的懸臂位于其中央的遮蓋下。下模懸臂的中央處沿懸臂內(nèi)周切去一部分,并把切下的部分焊接在上模相對應(yīng)的位置上。上下模配合后在懸臂處形成了軸孔配合。這樣模具懸臂減少了切下部分的受力面積,這部分面積等于轉(zhuǎn)嫁給了上模。同時上模突起的這部分又能增加懸臂的穩(wěn)定性。從而達(dá)到保證下模懸臂強(qiáng)度的目的。品。?？捎行У谋ＷC模具,該模具結(jié)構(gòu)加工相對復(fù)對于開口表面質(zhì)量要求高的大舌比產(chǎn)品可采用此結(jié)構(gòu)。7連體模連體模與遮蓋模結(jié)構(gòu)基本相同。其區(qū)別為:起遮蓋作用的上?；蛘谏w部分與下模是一體的。連體模按結(jié)構(gòu)的形式可分四種。711整體結(jié)構(gòu)該模具結(jié)構(gòu)并非是組合模形式,起分流遮蓋和保護(hù)作用的上模與帶有?？椎南履Ｊ且粋€整體,并且將上模的遮蓋部分和下模的懸臂部分也連成一體。生產(chǎn)圖1G1所示產(chǎn)品用的擠壓筒直徑105mm。產(chǎn)品特點:產(chǎn)品形狀對稱,壁厚均勻,懸臂的舌比超大,為薄小型懸臂產(chǎn)品。此模具即采用了連體模的整體結(jié)構(gòu)形式保護(hù)懸臂的。模具(見圖2G1)設(shè)有兩個進(jìn)料分流孔,懸臂位于‘橋’的遮蓋下‘,橋’與懸臂為一體,其連接體沿懸臂內(nèi)側(cè)設(shè)有一定量的空刀?！畼颉膬啥讼虏吭O(shè)有焊合室。此結(jié)構(gòu)適用于小型擠壓機(jī)加工薄小型大舌比的懸臂產(chǎn)品。712分體結(jié)構(gòu)只將遮蓋保護(hù)部分與懸臂設(shè)計成一體,再與其它部分配合組成連體模。生產(chǎn)圖1G2所示產(chǎn)品用的擠壓筒直徑155mm。產(chǎn)品屬于大超大舌比的薄型懸臂產(chǎn)品。該模具即采用了連體模的分體結(jié)構(gòu)形式保護(hù)模具懸臂。模具由兩部分組成。該模具的下模根據(jù)產(chǎn)品1998,Vol.26,№8輕合金加工技術(shù)33形狀尺寸跨過懸臂突起一長方體為懸臂的保護(hù)部分,懸臂位于保護(hù)體的遮蓋下并是相互聯(lián)接的,在保護(hù)體的兩端設(shè)有供料焊合室。保護(hù)體與懸臂的連接體尺寸為沿懸臂四周縮小一定量的空刀。上模只設(shè)有外接圓小于擠壓筒直徑的長方孔。上下模配合即形成了雙分流孔的連體模。此模具結(jié)構(gòu)的特點為分流孔腔內(nèi)殘料易于清理,易試修模。適用于擠壓中型的超大舌比的懸臂產(chǎn)品。713星星結(jié)構(gòu)1。此產(chǎn)品即采用(見圖2G3)保護(hù)懸臂。模具由三個柱狀的單元體組成,可同時擠壓三根產(chǎn)品。其單元體位于外接圓直徑小于擠壓筒直徑的圓周內(nèi),以避免鑄錠表面的雜質(zhì)侵入模腔內(nèi)。每個柱狀單元體的上部留有一長方形的保護(hù)體。保護(hù)體與懸臂相互連接,連接部分留有相對懸臂的一定量的空刀,保護(hù)體兩端下部設(shè)有進(jìn)料焊合室。每個單元體與模具母體配合后形成了雙進(jìn)料分流孔的連體模結(jié)構(gòu)。單元體和母體的進(jìn)料口處設(shè)有局部斜度以避免模具‘拔?！瘯r將單元體帶入擠壓筒余料中。單元體和母體采取間隙配合以便于單元體的更換,同時還可實行更換法試修模,能大大縮短非工作時間的占用。此結(jié)構(gòu)可降低大噸位產(chǎn)量的模具費(fèi)用。此設(shè)計方案適用于薄小型超大舌比的懸臂產(chǎn)品。714錐體結(jié)構(gòu)模體外形設(shè)計成錐狀再與專用模套配合成完整的連體模。生產(chǎn)圖1G4所示產(chǎn)品用的擠壓筒直徑135mm。該產(chǎn)品形狀不對稱,壁厚基本均勻,產(chǎn)品有兩處超大舌比的懸臂。此產(chǎn)品即采用了連體模的錐體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案(見圖2G4)保護(hù)懸臂。模具由模體和專用模套兩部分組成。該模體的進(jìn)料分流孔設(shè)計成四個扇狀形并隨著錐體從上到下容積逐漸放大,懸臂位于遮蓋體之下,并互相連接。連接體有相對懸臂尺寸的空刀量,模體的四角處設(shè)有焊合室。錐體上端直徑小于擠壓筒直徑,。錐狀,錐。由于連體模遮蓋保護(hù)部分與懸臂是一體的,可共同承擔(dān)擠壓力,轉(zhuǎn)變了懸臂的受力形式,同時也增加了危險截面的穩(wěn)定性,可使模具的使用壽命大大延長。連體模結(jié)構(gòu)變化多,即可以擠壓多孔薄小型懸臂產(chǎn)品,又可擠壓單孔大型懸臂產(chǎn)品。產(chǎn)品開口處的表面質(zhì)量容易保證。但模具加工較復(fù)雜。所保護(hù)的懸臂的數(shù)量受限制。8替代模此結(jié)構(gòu)是將下模的懸臂完全取下或部分取下,由上模的舌頭代替而形成分流組合模形式的替代模。其上模分流孔的形狀、大小和數(shù)量取決于取下那部分懸臂的形狀、大小和數(shù)量。取下部分的位置取決于產(chǎn)品的用途要求和便于產(chǎn)品的生產(chǎn)。在懸臂取下部分的根部位置上模舌頭與中模模孔相互搭接配合。按搭接配合的形式其結(jié)構(gòu)可分成兩種。811封閉結(jié)構(gòu)上模舌頭和中模模孔搭接后此處為封閉面,即模具工作時此處的配合面沒有流動的金屬。生產(chǎn)圖1H1所示產(chǎn)品用的擠壓筒直徑135mm。產(chǎn)品形狀對稱,壁厚均勻,屬于大舌比的薄形懸臂產(chǎn)品。此產(chǎn)品即采用了替代模的封閉結(jié)構(gòu)的設(shè)計方案(見圖2H1)來保證模具強(qiáng)度。模具由上下模兩部分組成(即為組合模形式)。其AB分割線即為上下模的配合的部位。AB分割線的位置的設(shè)定應(yīng)34輕合金加工技術(shù)1998,Vol.26,№8能使產(chǎn)品易于擠壓;模具易于加工。上模的舌頭和下模的?？自贏B分割線處45°搭接。配合間隙量為(013～015)mm。模具在工作時上模產(chǎn)生的彈性塌陷可以使此處的配合面壓緊而封閉,這樣產(chǎn)品在此處不會出現(xiàn)毛刺和由此引起的金屬流動不平衡問題。同樣我們也可將CD作為分割線,由于上下模在CD分割線處45°的配合方式加工困難而無法實現(xiàn)。只能在此處進(jìn)行90°配合(其它形狀的產(chǎn)品也有類似的問題)加工精度,。812閉面,即模具工作時此處的配合面有流動的金屬。此結(jié)構(gòu)加工的型材需將多余部分裁剪下去才能獲得最終產(chǎn)品。生產(chǎn)圖1H2所示產(chǎn)品的擠壓筒直徑210mm。該產(chǎn)品屬于超大舌比的大型懸臂產(chǎn)品。產(chǎn)品因用做汽缸體所以要求的橢圓度和開口精度極高,為此該產(chǎn)品的模具(見圖2H2)采用了替代模的開放結(jié)構(gòu)來保證模具懸臂強(qiáng)度提高產(chǎn)品精度。同樣模具由上下模兩部分組成。a部為上模舌頭的形狀尺寸。上模舌頭和下模?？椎呐浜厦娴倪吘堿B兩點處的配合間隙量為0.5-0.7mm,而其余部分的間隙與產(chǎn)品壁厚厚度相近。這樣該模擠壓的型材為全封閉的(即為空心材),可在上模的舌頭上設(shè)有整形結(jié)構(gòu)用于保證產(chǎn)品的橢圓度。同時開口精度也易于保證。型材加工后再將產(chǎn)品的多余部分用專用設(shè)備裁剪下去。此結(jié)構(gòu)適用于產(chǎn)品精度高的超大舌比的懸臂產(chǎn)品。由于替代模懸臂部分被上模舌頭替代,懸臂也就自然不存在了。所以模具的壽命不受懸臂舌比大小的影響。但加工復(fù)雜,加工精度要求高。產(chǎn)品的質(zhì)量受模具加工的質(zhì)量影響很大。9模具強(qiáng)度的計算?？讘冶蹚?qiáng)度的計算τ=qs/(bh)式中:τ—剪應(yīng)力;q—;s—b