鋁材擠壓模具的常見構(gòu)造 及外形尺度 化設(shè)計(jì)

1、 擠壓模構(gòu)造 要素的設(shè)計(jì)

(1)模角α

模角α是擠壓模設(shè)計(jì)中的一個(gè)最根基 的參數(shù)，它是手印 型 的軸線與其工作端面之間所組成 的夾角。

模角α在擠壓進(jìn)程 中起著十分主要 的感化 ，其年夜 小對(duì)擠壓抑 品的概況品質(zhì)與擠壓力都有很年夜 影響。平模的模角α等于90°其特點(diǎn)是在擠壓時(shí)構(gòu)成 較年夜 的死區(qū)，可禁止鑄錠概況的雜質(zhì)、缺點(diǎn) 、氧化皮等流到成品 的概況上，以取得 優(yōu)秀成品 概況。采取 平模擠壓時(shí)，耗損的擠壓力較年夜 ，模具輕易 發(fā)生 變形，使?？鬃冃』?將模具壓壞。從削減 擠壓力、提高模具使用壽命的角度來(lái)看，應(yīng)使用錐形模。憑據(jù) 模角α與擠壓力的關(guān)系，當(dāng)α=45°～60°時(shí)，擠壓力泛起 最小值，但當(dāng)α=45°～50°時(shí)，由于死區(qū)變小，鑄錠概況的雜質(zhì)和臟物可能被擠出?？锥鴲夯善?的概況品質(zhì)。是以 ，擠壓鋁合金用錐形模的模角一般可取45°～65°。

為了統(tǒng)籌 平面模和錐形模的長(zhǎng)處 ，泛起 了平錐模和雙錐模，如圖4—3—1(c)、(e)所示。雙錐模的模角為：α160°～65°：α2=10°～45°。在擠壓鋁合金管材時(shí)，為提高擠壓速度，最好取α2=10°～l3°。

擠壓鋁合金型材多采取 平面模，因其加工比力簡(jiǎn)單，錐模主要用來(lái)擠壓鋁合金管材。

圖為：鋁材擠壓模具分流橋設(shè)計(jì)示意圖

(2)定徑帶長(zhǎng)度h定和直徑d定

定徑帶又稱工作帶，是模型 中垂直模型 工作端面并用以包管 擠壓抑 品的外形 、尺寸和概況質(zhì)量的區(qū)段。

定徑帶直徑d定是模型 設(shè)計(jì)中的一個(gè)主要 根基 參數(shù)。設(shè)計(jì)d定年夜 小的基來(lái)源根基 則是：在包管 擠壓出的成品 冷卻狀況 下不超越 圖紙劃定 的成品 公役 局限 的前提 下，盡可能 耽誤 模具的使用壽命。影響成品 尺寸的身分 許多 ，如溫度、模具材料和被擠壓金屬的材料，成品 的外形 和尺寸，拉伸矯直量和 模具變形情形 等，在肯定 模具定徑帶直徑時(shí)一般應(yīng)憑據(jù) 具體情形 側(cè)重 斟酌 個(gè)中 的一個(gè)或幾個(gè)影響身分 。D定的較量爭(zhēng)論 方式 將鄙人 文中劃分論述 。

定徑帶長(zhǎng)度?；乱彩悄＞咴O(shè)計(jì)中的主要 根基 參數(shù)之一。定徑帶長(zhǎng)度h定太短 ，成品 尺寸難于不亂 ，易發(fā)生 波紋、橢圓度、壓痕、壓傷等廢品。同時(shí)，模型 易磨損，會(huì)年夜 年夜 下降 模具的使用壽命。定徑帶長(zhǎng)度矗常太長(zhǎng) 時(shí)，會(huì)增年夜 與金屬的磨擦 感化 ，增年夜 擠壓力，易于粘結(jié)金屬，使成品 的概況泛起 劃傷、毛刺、麻面、搓衣板型海浪 等缺點(diǎn) 。

定徑帶長(zhǎng)度風(fēng)險(xiǎn) 應(yīng)憑據(jù) 擠壓機(jī)的構(gòu)造 情勢(shì) (立式或臥式)，被擠壓的金屬材料，產(chǎn)物 的外形 和尺寸等因夙來(lái) 肯定 。分歧 產(chǎn)物 模具工作帶危常切實(shí)其實(shí) 定方式 ，將鄙人 文中劃分論述 。

(3)出口直徑d出或出口喇叭錐

模型 的出口部份 是包管 成品 能順?biāo)?經(jīng)由過(guò)程 模型 并包管 高概況品質(zhì)的主要 參數(shù)。若模型 出口直徑d出太小 ，則易劃傷成品 概況，乃至 會(huì)引發(fā) 堵模，但出口直徑d出過(guò)年夜 ，則會(huì)年夜 年夜 減弱 定徑帶的強(qiáng)度，引發(fā) 定徑帶過(guò)早地變形、壓塌、顯著地下降 模具的使用壽命。是以 ，在一般情形 下，出口帶尺寸應(yīng)比定徑帶尺寸年夜 3～6mm，對(duì) 薄壁管或變外徑管材的模型 此值可恰當(dāng) 增年夜 。為了增年夜 模型 的強(qiáng)度和耽誤 模具的使用壽命，出口帶可做成喇叭錐。出口喇叭錐角(從擠壓型材分開定徑帶起頭時(shí))可取l°30′～l0°出(此值受錐形端銑刀角度的限制)。分外是對(duì) 壁厚小于2mm而外形十分復(fù)雜的型材模型 ，為了包管 模具的強(qiáng)度，必需 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。

為了增年夜 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的圓弧毗鄰 。

(4)生齒 圓角r入

模型 的進(jìn)口 圓角是指被擠壓金屬進(jìn)入定徑帶的部份 ，即模型 工作端面與定徑帶構(gòu)成 的端面角。建造 生齒 圓角r入可避免 低塑性合金在擠壓時(shí)發(fā)生 概況裂紋和削減 金屬在流入定徑帶時(shí)的非接觸變形，同時(shí)也削減 在高溫下擠壓時(shí)模型 棱角的壓塌變形。然則 ，圓角增年夜 了接觸磨擦 面積，可能引發(fā) 擠壓力增高。

模型 進(jìn)口 圓角r入值的拔取 與金屬的強(qiáng)度、擠壓溫度和成品 尺寸、模型 構(gòu)造 等有關(guān)。擠壓鋁及其合金時(shí)，端面入吵嘴 應(yīng)取銳角，但邇來(lái)也有些廠家，在平面模生齒 處做成r入0.2～0.75mm的進(jìn)口 圓角；在平面分流組合模的進(jìn)口 處做成r入0.5～5mm的進(jìn)口 圓角。

(5)其他構(gòu)造 要素

除 上述幾個(gè)最根基 的構(gòu)造 要素之外，鋁合金擠壓模具設(shè)計(jì)構(gòu)造 要素還包羅有：阻礙角、止推角(或促流角)、階段變斷面型材模中的“料兜”、過(guò)渡區(qū)、組合模的凸脊構(gòu)造 、分流孔和焊合的外形 、構(gòu)造 和尺寸和 穿孔針的錐度和過(guò)渡情勢(shì) 、模型 的外廓外形 和尺寸等，這些要素切實(shí)其實(shí) 定原則將鄙人 文中劃分具體 闡述。

2、 模具的外形尺寸及其尺度 化

此處主要闡述經(jīng)常使用 棒材模、管材模和 實(shí)心斷面型材模的外形構(gòu)造 、尺寸及其尺度 化。空心型材用模具和其他特別構(gòu)造 和用處 的模具將在后面的有關(guān)章節(jié)中專門接洽。

1)外形構(gòu)造

憑據(jù) 擠壓機(jī)的構(gòu)造 情勢(shì) 、噸位、模架構(gòu)造 、成品 的種類和外形 等分歧 ，今朝 普遍 采取 的有以下幾種分歧 外形構(gòu)造 的擠壓模。

(1)帶倒錐體的錐模。它與模墊一路 安裝在模支承內(nèi)(圖4—3—2(a))。這類 外形構(gòu)造 的模具取得 了普遍 的利用，在7.5～20MN臥式擠壓機(jī)上采取 來(lái)擠壓各類 斷面外形 的型材，其長(zhǎng)處 是具有足夠的強(qiáng)度，可節(jié)流模具材料。

(2)帶凸臺(tái)圓柱形模具。它直接安裝在壓型嘴內(nèi)而不需使用模墊(圖4—3—2(b))。這類 構(gòu)造 的模具主要用于擠壓橫斷面外形 不太復(fù)雜的型材。固然 在制造時(shí)耗損的鋼材略有增添 ，但使用壽命可年夜 年夜 耽誤 。

(3)帶正錐體的錐模。它直接安裝在壓型嘴內(nèi)而不需使用模墊(圖4—3—2(c))。這類 構(gòu)造 的模具用來(lái)擠壓橫斷面上帶有凸起 部份 的外形 復(fù)雜的型材。為了增年夜 支承面，需要制造專用的異形壓型嘴。其主要瑕玷 是模具在壓型嘴內(nèi)裝配時(shí)，需要帶有自鎖錐體(約4°的錐度)，這會(huì)使得模孔的補(bǔ)綴 和擠壓后由壓型嘴內(nèi)掏出 模型 的操作變得復(fù)雜化。

(4)帶倒錐體的錐形中心錐體壓環(huán)模(圖4—3—2(d))。變種構(gòu)造 的模具主要用于抗震橫斷面積相昔時(shí) 夜 的簡(jiǎn)單型材。由于 不帶模墊，模具直接安裝在通俗 的非異形壓型嘴內(nèi)，增年夜 了模型 的曲折 和緊縮 應(yīng)力，可能致使 模型 的破壞 。這類 構(gòu)造 的模具利用局限 較窄。

(5)帶倒錐的圓柱一錐形模具。模型 與模墊做成一個(gè)整體(圖4—3—2(e))。這類 構(gòu)造 的模具主要用來(lái)擠壓斷面帶有懸臂部份 (懸臂的高寬比由3：1到6：1)的型材。由于懸臂較長(zhǎng)，型材斷面的外接圓應(yīng)跨越 擠壓筒直徑的0.6倍，在7.5～20MN噸臥式擠壓機(jī)上，這類 構(gòu)造 的模型 與專用的異形壓型嘴配套使用。

(6)按模支承的外形尺寸制造的增強(qiáng) 式整體模具(圖4—3—2(f))。這類 構(gòu)造 的模具主要用來(lái)擠壓帶有長(zhǎng)懸臂部份 的與異形壓型嘴或?qū)Ｓ脡|、環(huán)共同使用。由于 加工復(fù)雜，本錢 較高，所以這類 構(gòu)造 的模具只有在特別需要的情形 下才使用。

2)外形尺寸切實(shí)其實(shí) 定原則

模具的外形尺寸是手印 型 的外圓直徑D模和H模和 外形錐角。模具外形尺寸主要由模具的強(qiáng)度肯定 ，同時(shí)，還應(yīng)斟酌 系列化和尺度 化，以便治理 和使用。具體來(lái)講 ，應(yīng)憑據(jù) 擠壓機(jī)的構(gòu)造 情勢(shì) 和噸位、擠壓筒的直徑、型材在模型 工作平面上的安置 、?？淄饨訄A的直徑、型材斷面上是不是 有影響模具和整套東西強(qiáng)度的身分 等來(lái)選擇模具外形尺寸。

為了包管 模具所必需的強(qiáng)度，保舉 用以下的公式來(lái)肯定 模具的外圓直徑：

D模≈(0.8～1.5)D筒

鋁材模具的H模取決于成品 的外形 、尺寸和擠壓噸位、擠壓筒的直徑和 模具和模架的構(gòu)造 等。在包管 模具組件(模型 +模墊+墊環(huán))有足夠的強(qiáng)度的前提 下，模具的厚度H模盡可能 薄，規(guī)格應(yīng)盡可能 少，以便于治理 和使用。一般情形 下，對(duì)中、小型擠壓機(jī)H模取25～80mm，對(duì) 80MN以上的年夜 型擠壓機(jī)，H?？扇?0～150mm。

模型 的外形錐度有正錐的和倒錐的兩種，帶正錐的模型 在裝模時(shí)順著擠壓標(biāo)的目的放人模支承里，為便于裝卸，錐度不克不及 太小，但錐渡過(guò) 年夜 ，則模架靠緊擠壓筒時(shí)，模型 輕易 從模支承中失落 出來(lái)，是以 一般取為l°30′～4°。帶倒錐文體 模型 在操作時(shí)，逆著擠壓標(biāo)的目的裝到模支承中，其外圓錐度為3°～l5°，一般情形 下可取6°～l0°，為了便于加工，在錐體的尾部一般加工出10mm擺布的止口部份 。

3)外形尺寸的尺度 化和系列化

現(xiàn)實(shí) 臨盆 中，在每臺(tái)鋁材擠壓機(jī)上歸整為幾種規(guī)格的模具，即擠壓模具實(shí)現(xiàn)了尺度 化和系列化。

尺度 化、系列化的需要 性：

(1)削減 模具設(shè)計(jì)與制造的工作量，下降 產(chǎn)物 本錢 ，縮短臨盆 周期，提高臨盆 效力 ；

(2)通用性年夜 ，交換 性強(qiáng)，只需配備幾種規(guī)格的模支承或模架，可節(jié)流模具鋼，輕易 備料，便于維修和治理 ；

(3)尺度 化有益 于提高產(chǎn)物 的尺寸精度。

肯定 模具系列的基來(lái)源根基 則：

(1)便于裝卸、年夜 批量臨盆 ，能知足 年夜 臨盆 的要求；

(2)能知足 該擠壓機(jī)上許可臨盆 的所有規(guī)格產(chǎn)物 品種模具的強(qiáng)度要求；

(3)能知足 制造工藝的要求。

一般情形 下，每臺(tái)擠壓機(jī)均采取 2～4種規(guī)格的外圓直徑D模和厚度H模的尺度 模型 ，(見表4—3—1所示)。

表4-3—1模具外形尺度 尺寸表(參考用)

擠壓性能 力

/MN

擠壓筒直徑

/mm

外徑D

/mm

厚度H

/mm

外錐度α

/(°)

7.5

12～15

20～25

30～36

50～60

120～125

200

80/95

φ105，φll5,φ130

φ115,φ130,φ150

φ170,φ200,φ230

φ270,φ320,φ370

φ300,φ360,φ420,φ500

φ500,φ600,φ800

φ650,φ800,φ1100

φ420，φ500，φ580

φ135,φ150,φ180

φ150,φ180,φ210,φ250

φ210,φ250,φ360,φ420

φ250,φ360,φ420,φ560

φ360,φ420,φ560,φ670

φ570，φ670，φ900,φ1300

φ570,φ670,φ900,φ1300,φ1500

φ500,φ600,φ700,φ900，φllOO

20,35,50

35,50,70

50.70.90

50,70,90

60,80,90

80,120,150,180

120,150,200,260

70,120,150

3

3

3

3

6

10

10，15

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