買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 摘要 針對建筑門窗鋁合金空心型材進行了平面分流模設計，分析了平面分流模的各種結構要素及設計要求，并結合實際生產給出了空心擠壓型材模具的詳細設計方法、設計過程、設計要點、設計流程。實踐證明，設計的模具結構合理，獲得了好評，因為只有通過對所設計的系統(tǒng)進行分析，才能確定其性能是否滿足設計要求。因此，不進行分析和優(yōu)化就不能進行綜合，對于鋁型材產品擠壓模具設計，更應該如此。 隨著社會各行業(yè)的飛速發(fā)展，型材斷面形狀隨之復雜化、多樣化，按常規(guī)常見形式設計，存在許多不足。所以，要得到優(yōu)質型材，就得在生產、生活中不斷地學 習、積累，不斷地改造和創(chuàng)新。 關鍵詞：鋁合金型材；擠壓；平面分流模；模具設計 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 in of in a of in is of be to a of in is of be to 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 目錄 摘要 . 1 目錄 . 3 1 緒論 . 4 2擠壓件的尺寸分析 . 5 壓機噸位的選擇 . 6 . 7 3?？壮叽绲暮侠碛嬎?. 8 . 9 . 10 單孔擠壓型材時的?？着渲?. 10 . 13 4分流孔的形狀、數(shù)目及其分布 . 16 工作特點 . 17 . 17 . 18 芯（或舌頭）的設計 . 19 合室設計 . 20 芯的強度校核 . 21 5模具造型圖 . 23 致謝 . 23 參考文獻 . 24 英文文獻名稱（走向世界的中國鋁型材工業(yè)）買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 緒論 隨著的 社會發(fā)展 ,人們生活水平的提高 ,居住環(huán)境也趨于高檔化 ,環(huán)保性 ,新型隔熱保溫型材這一新概念產品也由國外傳到國內。我國北方屬于寒冷地區(qū)，冬季漫長，因此在鋁合金窗的設計上，定要充分考慮 保溫、節(jié)能和利用太陽輻射熱的問題。窗戶是薄壁的輕質構件，是整個建筑保溫、隔熱、隔聲的薄弱環(huán)節(jié)，普通單層玻璃窗的能量損失約占整個建筑物冬季采暖和夏季降溫能耗的半以上，其隔聲量也只有 25右，只有厚重外墻隔聲量的一半。因此，窗戶是改善室內冷熱和噪音環(huán)境、實現(xiàn)建筑節(jié)能的重中之重。 隔熱斷橋鋁合金窗是由普通鋁合金窗衍變而成的，它屬于保溫節(jié)能型高檔產品。隔熱斷橋鋁合金窗優(yōu)異的保溫、隔熱以及隔聲性能，主要體現(xiàn)在其中 空玻璃和鋁合金窗框采用隔熱斷橋技術。中空玻璃可以選用普通中空玻璃 (即本體中空玻璃 )，也可以選用鍍膜中空 玻璃或低輻射中空玻璃。鍍膜中空玻璃或低輻射中空玻璃的節(jié)能效果要比普通中空玻璃好得多，尤其是低輻射中空玻璃的節(jié)能效果最佳。低輻射中空玻璃具有自天將太陽輻射熱吸收到室內 (90%），晚上又能將遠紅外輻射部分反射回室內的性能 5。 鋁合金窗框所采用的隔熱斷橋技術，就是將鋁合金窗框分成三部分組成復合材料，即外部鋁合金框、內部鋁合金框以及連接內外鋁合金框的中間芯子部分，而中間芯子部分即稱為“隔熱斷橋”，它不僅強度和抗老化性能要滿足鋁合金窗的要求，而且必須是種極好的隔熱材料。鋁合金窗采用隔熱斷橋技術后，既可以克服鋁合金 固有的高熱導率的缺點，同時又保持了鋁合金的易擠壓成型、易加工、抗腐蝕、堅固美觀和經(jīng)久耐用等重要性能，再通過與中空玻璃和密封材料巧妙結合，人們就可以設計出節(jié)能效果優(yōu)異的隔熱斷橋鋁合金門窗。 在鋁合金隔熱斷橋窗引進我國的初期，國內的門窗公司主要是模仿國外門窗公司產品進行制作，比較注重型材截面尺寸是否合理、五金件的選用是否安全、窗排水是否順暢等問題，但對保溫方面的問題考慮不周，即使是形成了標準系列的斷熱窗（以下簡稱斷熱窗），主要的型材截面變化也不大。市場上現(xiàn)有產品設計過程中，忽視了斷熱窗存在的問題。為滿足節(jié)能門窗 的需要，提高鋁合金斷熱窗的熱工性能，在對斷熱窗的改進設計過程中，本人吸取市場上現(xiàn)有產品存在的問題，另外，再從產品的組成結構及材料上分析，開發(fā)出一種新型的鋁合金斷熱窗（以下簡稱新型斷熱窗）。 型材是擠壓的主要產品，隨著航空工業(yè)和其它工業(yè)部門的飛速發(fā)展，特別是建筑工業(yè)及民用事業(yè)的發(fā)展，對鋁合金型材的要求不僅數(shù)量增加、規(guī)格擴大、品種增多，而且其形狀日見復雜，并廣泛用來制造承受重載的整體結構件。鋁合金型材可分為普通型材和專用型材兩大類。專用型材主要是指變斷面買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 型材、空心型材和壁板型材等。普通型材主要是指各種形狀 規(guī)格和各種用途的實心型材。普通型材的應用最廣，品種規(guī)格最多，是最常見的鋁合金型材。 普通型材主要用單孔或多孔的平面模來進行擠壓。在擠壓斷面形狀比較復雜，非對稱性很強或型材各處的壁厚尺寸差別很大的型材時，往往由于金屬流出?？讜r的速度不均勻而造成型材的扭擰、波浪、彎曲及裂紋等廢品，因此，為了提高極壓制品的質量，在設計型材模具時，除了要選擇有足夠強度的模具結構以外，還需要考慮?？椎呐渲?，?？字圃斐叽绲拇_定和選擇保證型材斷面各個部位的流動速度均勻的設計。 在相同的條件下擠壓同一種金屬材料，采用正擠壓、反擠壓和 復合擠壓所需要的擠壓力各不相同。一般情況下反擠壓力比正擠壓力大，復合擠壓力略小于單向正擠壓力或單向反擠壓力。反擠壓時，擠壓件的壁厚越小，則所需要的單位擠壓力就越大。但壁厚小到一定程度的數(shù)值后，單位擠壓力會急劇升高。正擠壓時，凹模與擠壓件接觸面積的單位擠壓力遠大于凸模的，使得凹模的受力較凸模更大，磨損更為嚴重。因此，正擠壓時的變形程度的最大值取決于凹模的極限載荷，在本文的設計中選用：正擠壓 1。 2 擠壓件的尺寸分析 擠壓件的尺寸及偏差是由模具、擠壓設備和其他有關工藝因素決定的。其中受模具尺寸變化的影響很大， 而影響模具尺寸變化的原因有模具的彈性變形、模具的溫升、模具的材料以及模具的制造精度和模具磨損等。 目前 , 鋁型材 的絕大多數(shù)的材質是純鋁或鋁合金 ,本設計的擠壓件材料為6063鋁合金，根據(jù)擠壓模具簡明設計手冊表 出入模角 為（ 90 120 ） ，擠出直徑 d 中 坯料直徑 10D，擠出余料厚度 b 擠壓模具簡明設計手冊表 厚 尺寸精度范圍在 （ 中 所示的零件厚度最厚為20寬為 43 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 圖（ 1） 鋁合金型材截面圖 圖（ 2）型材立體圖 壓機噸位的選擇 擠壓比是以數(shù)值表示模具實現(xiàn)擠壓的難易 , 一般來說擠壓比 10 至 150 之間是可以適用的 0 , 產品機械性能低 ; 反之擠壓比過高 ,產品容易出現(xiàn)表面粗糙或角度偏差等缺陷。實心型材常推薦擠壓比在 30 左右 , 中空型材在買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 45 左右 ,特別是硬鋁合金擠壓比希望在 20 至 30 之間。為了選擇合適的設備，擬訂合理的工藝，設計先進而合理的模具和工具等，都必須精確的計算擠壓比的大小。 根據(jù)下面的公式計算出擠壓比 其中 鑄錠的截面積； 選擇擠壓機的噸位為 600 形尺寸的確定原則 模具的外形尺寸是指模子的外圓直徑 ，模以及外形錐角。模具外形尺寸主要有模具的強度來確定，同時還考慮到系列化和標準化，以便管理和使用。具體來說，應根據(jù)擠壓機的結構形式各噸位、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各整套工具強度的因素來選擇模具外形尺寸。 為了保證模具必需的強度，我們用以下的公式來確定模具的外圓直徑： （ ） 2） 模具的厚度 寸和擠壓機的噸位、擠壓筒的直徑以及模具和模架的結構等。在保證模具組件有足夠強度的條件下，模具的厚度 格應盡量少，以便于管理和使用。一般情況下，對于中、小型擠壓機，取 5于 80上的大型擠壓機， 0 準化、系列化的必要性 （ 1） 減少模具設計與制造的工作量，降低產品成本，縮短生產周期，提高生產效率； （ 2） 通用性大，互換性強，只需配備幾種規(guī)格的模支承或模架，可節(jié)省模具鋼，容易備料，便于維修和管理； （ 3） 利用標準化有利于提高產品的尺寸精度。 定模具系列的基本 原則 （ 1）便于裝卸，便于大批量生產，能滿足大生產的要求； )1(10 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 （ 2）能滿足該擠壓機上允許生產的所有 規(guī)格的產品品種用模具的強度要求； （ 3）能滿足制造工藝的要求。 0 （ 3） 表（ 1） 模具外形標準尺寸表 擠壓機 /壓筒直徑 /1 / /( ) 20 35 50 125 200 85,95 115,130 170,200 70,320,370 00,360,420,500 420,500,650,800 650,800,1100 113,132 148 198 230,330 270,306,360,420 300,420,570,670,880 570,670,900,1000 16,32 32,50,70 40,60,80 60,80 60,80 60,80,120,150 80,120,150,200 3 3 3 3 6 6,10 10,15 3 ?？壮叽绲?合理計算 計算?？壮叽鐣r，主要考慮被擠壓合金的化學成分，產品的形狀、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線膨脹系數(shù)，產品斷面上的幾何形狀的特點及其在拉伸矯直時的變化，擠壓力的大小及模具的彈塑性變形情況等因素。對于型材來說，一般用以下公式計算?？壮叽纾?A=+（ p+ （ 4） 式中 型材斷面的公稱尺寸； M 型材公稱尺寸的允許偏差； 對于邊緣較長的丁字形、槽形等型材來說，考慮由于拉力作用而使型材部分尺寸減少的系數(shù)； 考慮到拉伸矯直時尺寸縮減的系數(shù)； 型材的熱收縮量； t （ 5） 式中 分別為坯料和模具的加熱溫度； 和 1 分別為擠壓溫度下 被擠壓型材和模具材料的線膨脹系數(shù)。 對于壁厚差很大的型材，其難于成形的薄壁部分及邊緣的尖角 區(qū)應適應加大尺寸，對于寬厚比大的扁寬薄壁型材及壁板型材的?？祝?桁條部分的尺寸可按一般型材設計，而腹板寬度的尺寸，此外 ，擠壓速度，有無牽引裝置等對?？壮哔I文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 寸也有一定的影響。 由于擠壓時模具的工作條件是十分惡劣人，所以模具強度是模具設計的一個非常重要的問題。除了合理布置模孔的位置，選擇合適的模具材料，設計合理的模具結構和外形之外，精確地計算擠壓力和校核各危險斷面的許用強度也是十分重要的。目前計算擠壓力的公式很多， 至于模具強度的校核，應根據(jù)產品的類型、模具結構等分別進行。一般平面模只需要校核剪切強度和抗彎強度 。舌型模和平面分流模，則需要校核抗剪、抗彎和抗壓強度，舌頭和針尖部分還需要考慮抗拉強度等。強度校核時的一個重要的基礎問題是選擇合適的強度理論公式和比較精確的許用應力 。 圖（ 3） 具設計的技術條件及基本要求 模具的結構，形狀和尺寸設計計算 完畢之后，要對模具的加工質量、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，其硬度為 2. （ 2） 有足夠高的制造精度，模具的形位公差和尺寸公差應符合圖紙的要求， 配合尺寸具有良好的互換性。 （ 3） 有足夠高的表面粗糙度、配合表面應達 作帶 表面達面應進行氮化處理、磷化處理或其 它表面處理， 如多元素共滲出理及化學處理等。 （ 4） 有足夠高的表面粗糙度 ，配合面的接觸率應大于 80%。 （ 5） 模具無內部缺陷和表面缺陷，一般應進行超聲波探傷和表面質量檢查后才買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 能使用。 （ 6） 工作帶變化處及模腔分流孔過渡區(qū)、焊合腔中的拐接處應 圓滑均勻過渡，不得現(xiàn)現(xiàn) 棱角。 通型材模具的變化 型材是擠壓主要產品，隨著航空工業(yè)和其它工業(yè)部門的飛速發(fā)展，特別是建筑工業(yè)及民用事業(yè)的發(fā)展，對 鋁合金型材的要求不僅數(shù)量增加、規(guī)格擴大、品種增多，而且其形狀日漸復雜，并廣泛用來制造承受重載的整體結構件。鋁合金型材可分為普通型材和專用型材兩大類。專用型材主要是指變斷面型材 、空心型材和壁板型材等。普通型材主要是指各種形狀規(guī)格和各種用途的實心型材。普通型材的應用最廣，品種規(guī)格最多，是最常見的鋁合金型材。 普通型材主要用單孔或多孔的平面模來進行擠 壓。在擠壓斷面比較復雜，非對稱性很強或型材各處的壁厚尺寸差別很大的型材時，往往由于金屬流出?？讜r的速度不均勻而造成型材的扭擰、波浪、彎曲及裂紋等廢品，因此，為了提高擠壓制品的質量，在設計型材模具時，除了要選擇有足夠強度的模具結構以外，還需要考慮模孔的配置，?？字圃斐叽绲拇_定和選擇保證型材斷面各個 部位的流動速度均勻的設計。 單孔擠壓型材時的模孔配置 型材的橫斷面形狀和尺寸是合理配置?？椎闹匾蛩刂?。根據(jù)對于坐標軸的對稱程度可將型材分成三類：即橫斷面對稱于兩個坐標軸的型材，此種型材對稱性差 。 在設計單?？讜r，對于橫截面和兩個坐標軸相對稱的型材，其合理的?？着渲檬菓剐筒臄嗝娴闹匦暮湍Ｗ拥闹行南嘀睾稀?買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 在擠壓橫斷面尺寸對于一個坐標軸相對稱的型材時，如果其緣板的厚度相等或彼此相差不大時，那么?？椎呐渲脩剐筒牡膶ΨQ軸通過模子的一個坐標軸，而使型材斷面的重心位于另一個坐標軸上。 如 圖 所示： 對于非對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拥倪吘壣稀Ｍ瑫r，很難保證型材各個部位的流動速度均勻，還要 制造通道移位的專用工藝裝備（模墊、壓型嘴、導向裝置等）。 因此對于各部分壁厚不等的型材和不對稱的型材，必須將型材的重心相對于模子的中心作一定距離的移動，應盡可能地使難于流動的壁厚較薄的部位靠近模子的中心，盡量使金屬在變形時的單位靜壓力相等。 如 圖 所示： 圖（ 4） 軸對稱型材?？椎呐渲?圖（ 5）對稱于一個坐標軸而緣板厚度比不大的型材模?？椎牟贾?買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 對于緣板厚度比雖然不大、但截面形狀十分復雜的型材 應將型材截面外接圓的中心布置在模子中心線上 ，對于擠壓系數(shù)很大，擠壓有困難或流動很不均勻的某些型材可采用平衡?？祝ㄔ谶m當?shù)奈恢迷黾右粋€輔助?？椎姆椒ǎ?或增加工藝余料的方法 或采用合理 調整金屬流速的其它措施來改善擠壓條件，保證薄壁緣板部分的拉力最小，改善金屬流動的均勻性，以減少型材橫向和縱向幾何形狀產生彎曲、扭曲、波浪及撕裂等現(xiàn)象。為了防止型材由于自重而產生扭擰和彎曲，應將型材大面朝下，增加型材的穩(wěn)定性。 總之，單孔型材?？椎牟贾?，應盡量保證型材各部分金屬流動均勻，在 改善擠壓條件，提高產品的質量，同時，也應考慮模具的強度和流速，有時也采用多孔模擠壓。 圖（ 6）不對稱和緣板厚度比大 的型材?？椎呐渲?買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 圖（ 7） 孔擠壓型材時 的?？?配置 采用多孔模擠壓普通型材的目的是為了提高擠壓機的生產率和成品率，降低擠壓系數(shù)和減少擠壓力，減短擠出長度以適應擠壓機工作臺的結構等。早生產非對稱的復雜型材時，為了均衡金屬的流速，有時也采用 多孔模擠壓。 模孔數(shù)目的選擇原則 多孔型材模?？讛?shù)目的選擇原則與多孔棒模的選擇原則基本相同，主要應考慮擠壓系數(shù) 的影響，保證模子強度，金屬流動的均勻性和制品的表面質量。 多孔型材模的布置 擠壓兩孔或多孔型材時，模孔 的布置必須遵守中心對稱原則，而可以不遵守軸對稱原則，如圖所示 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 圖（ 8） 多孔模?？椎暮侠砼渲孟到y(tǒng)圖 在配置?？讜r，應考慮到?？纂x擠壓筒中心的距離不同，金屬流動速度差異的現(xiàn)象，因此型材斷面上薄壁部分應向著模子的中心，而壁厚部分應向著模子的邊緣，這種配置還可提高?？字g的連接部分強度。 對于對稱性較好，且斷面 上各處的壁厚相差不大的型材，可將型材?？椎闹匦木植荚谝阅Ｗ又行臑閳A心的圓周上。 為了保證模子的強度，多孔型材?？字g應保持一定的距離，在實際生產對于 8000t 以上的大型擠壓機取 60上，對于 5000t 擠壓機取 35對于20000 為了保證制品的質量，配置多孔模?？讜r還必須考慮模孔邊緣與擠壓筒壁之間的距離，當這個距離太小時，制品邊緣會出現(xiàn)成層等缺陷，如圖表列出了?？着c擠壓筒壁間的最小允許距離 。 表（ 2） 擠壓筒直徑 /8515500000500 模孔邊緣與擠壓筒壁間最小間距 /050000文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 a b c d 多孔型材模的配置 方案 圖（ 9） a， c 錯誤； b， d 正確； 根據(jù)具體的擠壓條件，對型材的形狀和尺寸，擠壓筒和模具的規(guī)格，產品的要求，模子的強度以及需要采用工具的情況等進行了詳細分析，并確定出 矛盾的主要方面之后，可以采用不同的形式對多孔模進行排列，如圖示出三孔帶板模的排列形式。 a b c 圖（ 10） 四孔角形型材?？椎呐帕蟹绞?a 產品的組織性能均勻，但易產生扭擰，需要裝導路； 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 b 擠出的產品較平整 ，但支承環(huán)的導出孔太大； c 克服 a， 模子強度大大削減 當型材對稱性好而且比較簡單，以及型材最大寬度小于擠壓筒直徑的 1/4時，模子工作帶長度可采用更簡單的公式計算 2121 （ 6） 式中 H 1F 、 H 2F 分別為 區(qū)段上型材的厚度。 用上述公式計算型材?？赘鲄^(qū)段的工作帶長度時，應先給定一個區(qū)段之工作帶長度值作為計算的參考值。工作帶最小長度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。對于鋁合金來說，在實際生產中，一般根據(jù)型材的規(guī)格和擠壓機的噸位來確定工作帶的最小長度，如圖表 表（ 3） ?？坠ぷ鲙ё钚￠L度值 擠壓機 /25 50 35 工作帶最小長度 /孔空刀尺寸 / 工作帶的最大長度按擠壓時金屬與?？坠ぷ鲙еg最大有效接觸長度來確定，當工作帶長度超過某一數(shù)值時，由于金屬流出?？缀蟮睦?卻收縮而脫離工作帶的接觸，此時工作帶對于金屬不再起阻礙作用。金屬流動速度越快， 鑄錠與模子的加熱溫差越小，則工作帶的最大有效長度也可越大，一般來說，型材模子工作帶的最大長度不應超過 815 4 分流孔的形狀、數(shù)目及其分布 分流孔是平面分流模的基本而結構部分，其形狀、 斷面尺寸，數(shù)目及不同的排列方式都直 接影響到擠壓制品的質量、擠壓力和模具的使用壽命，對于每一個特定的產品必須設計特定的分流孔。 （ 1） 當采用單孔模擠壓時，可按單一同心圓規(guī)則來確定?？坠ぷ鲙У拈L度。 （ 2） 當采用多孔模擠壓時，可按復合同心圓規(guī)則來確定各個模孔工作帶的長度， 型材模具的強度校核 ： 用平面模擠壓雙孔扁條型材或懸壁部分很長的半空心槽形型材時，在高溫高壓下，模子容易產生彈性翹曲，甚至塑性變形，這不僅會改變型材的尺寸，而且會 減低甚至消除工作帶和阻礙角的阻礙作用。在受力過大的情況下，模子會沿危買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 險斷面破裂。因此，對型材模子必須進行強度校核。 危險斷面在擠壓時受到的彎矩為： M=p a l2l=2. 7） 抗彎斷面系數(shù)為 ： W=62（ 8） 則彎曲應力為 ; 彎彎 9） 故模具的最小厚度為 ： h 彎 b (10) 式中 模具的最小厚度， L 槽形模子懸臂梁的長度，即槽形型材的槽深尺寸， p 擠壓筒的比壓， 斷面處的寬度， b ?？讘冶哿焊繑嗝娉隹诳盏冻叽?， c 模孔 懸臂梁根部出口空刀尺寸， 為了計算的方便，可令 a=b，其結果對模具厚度影響并不大，則公式可寫成 h 彎 m (11) 當比壓一定時，即擠壓機的壓力，擠壓筒直徑一定時，則彎常數(shù)，并以 Al (12) 型模的工作特點 舌型模時擠壓機上生產各種管材和空心型材的一種主要模具形式，其特點是將針放在模孔中，與?？捉M合成一個整體，針在模子中猶如舌頭一樣，如圖所示。舌型模由 支承柱 1；模橋 2；組合針 3；模子內套 4；模子外套等組成。 1、 2、 3部分制成一個整體，模子用熱配合 組裝在一起，這樣，就組成了一個并保證模子強度，在實際生產中還需做一個模子墊，以支持模子不被推出模子 套外。 舌型模擠壓的工作原理是，實心鑄錠在強大在擠壓力作用下 ,被模子上的橋部分成幾股金屬流，流入焊合室，在高溫高壓高真空下重新焊合并經(jīng)?？着c針形成的間隙中流出而形成所需要形狀尺寸的空心制品，制品的焊縫數(shù)與金屬流的股數(shù)相同。 型模的結構類型 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 圖 （ 11） a 帶突出橋的； b 帶半埋入橋的； c 帶埋 入橋的； d 帶平面橋的 分流孔的斷面尺寸主要是根據(jù)工件的外形尺寸，工件的斷面積，以及所要求的分流比，模具的強度等因素來確定。為了減少擠壓力，提高焊縫的質量或對工件的外形尺寸較大，想擴大分流比又受到模具強度的限制時，分流孔可做成斜形孔，一般來說，起內斜度為 1 3，外錐度取 3 6。 分流孔在模具平面上的合理布置，對于平衡金屬流速，減少擠壓力，促進金屬的流動與焊合，提高模具壽命等都有一定的影響。本工件屬于對稱性交好的空心工件，各分流孔的中心圓直徑應大致等于 時金屬的流動性較為 均勻，而且擠壓力最小，模具強度較高。此外，分流孔的布置應盡量與工件保持幾何相似性。為了保證模具強度和產品質量，分流孔不能布置的過于靠近擠壓筒或模具的邊緣，但是為了保證金屬的合理流動及模具的壽命，分流孔也不宜布置的過于靠近擠壓筒中心。 流橋的設計 在保證模具有足夠強度的條件下，分流橋應盡量設計得短而窄。分流橋的寬窄與模具強度和金屬的流量有關，分流橋的高度直接影響模具壽命，擠壓力，以及焊縫質量。從增大分流比、降低擠壓力來考慮，分流橋寬度 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 但從改善金屬流動均勻性來考慮，?？鬃詈檬艿?分流橋的遮蔽，則 般取： 0644203 （ 13） 其中 分流橋的截面形狀主要有矩形的，矩形倒角的和水滴形的三種。采用矩形截面分流橋時，金屬在橋下形成一個死區(qū)，不利于金屬流動與焊合。矩形倒角截面和水滴形 (或近似水滴形 )截面的分流橋有利于金屬的流動與焊合，而且便于模具加工，因此，在強度允許的條件下，應盡量采用這兩種截面的分流橋。在這里我們采用矩形倒角截面的分流橋。 分流橋的斜度，對焊縫質量有影響，一般取 =45；對難擠壓的型材取=30，橋底圓角 R=25合高度 1/2 2/3） 5。 根據(jù)下面的公式計算出本模具的分流橋斜度為： c t c t an （ 14） 其中 了增加分流橋的強度，通常在橋的兩端增加橋墩，蝶形橋墩不僅增加了橋的強度，而且改善了金屬的流動，避免死區(qū)的產生。 芯（或舌頭）的設計 模芯相當于穿孔針，其定徑區(qū)，決定工件的內腔形狀和 尺寸，其結構直接影響模具的強度、金屬焊合質量和模具的加工方式。模芯的結構形式，常見的有三種：圓柱形模芯、雙錐體模芯和錐體模芯。這里我們采用凸臺式錐體模芯，它主要用于擠壓方管，矩形管及空心型材。模芯的定徑帶有凸臺式、錐臺式和錐式三種，模芯寬度在 采用凸臺式。模芯的長度宜短，稍伸出定徑帶即可，過長易使管子偏心，過短易形成橢圓，對于小擠壓機模芯可伸出模具定徑帶 1 3于大噸位擠壓機可伸出 10 12 模芯的總長度可取焊合 室深度、模具入口圓錐部分高度、工作帶長度、模芯伸出工作帶長度之總和?？捎上率角蟮茫?51210 帶錐焊 (15) 式 中 示模具入口圓錐部分高度； 示工作帶長度數(shù)值；為了保證內表面質量，在模芯的端部可做成 5的傾斜角，并倒 R= 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 合室設計 焊合室的形狀，入口方式，尺寸大小，對于金屬流動，焊接質量，擠壓力的大小很大的影響。 常用的焊合室截面形狀有圓形和蝶形兩種，當采用圓形焊合室時，在兩分流孔之間會產生一個十分明顯的死區(qū) ，不僅增大擠壓阻力，而且會影響焊縫質量。蝶形焊合室有利于消除這種死區(qū)，提高焊縫質量，為了消除焊合室邊緣與?？灼矫嬷g的接合出的死區(qū)，可采用大圓角 （ R=5 20 ,或將焊合室的入口處作成 15 左右的角度，同時，在與蝶形焊合室對應的分流橋根部也作成相應的凸 臺，這樣就改善了金屬的流動，減少了擠壓阻力。因此，這里我們選用碟 形截面的焊合室。 本設計把焊合室設計在下模上，焊合室是金屬聚集并焊合的地方，焊合腔的容積越大，焊合腔的截面積與工件斷面之比越大，則焊合腔所建 立起來的靜水壓力就越大，金屬在焊合腔中停留的時間就 越長，因此， 接的質量就越高，可能采用的擠壓速度就越大。合理的設計焊合室的高度具有重大的意義，當焊合室太淺時，由于摩擦力太小不能建立起足夠的反壓力，而使焊合壓力不足，導致焊合不良，同時，還限制了擠壓速度的提高，但太深又會影響模芯的穩(wěn)定性，易出現(xiàn)空心工件壁厚不均勻的現(xiàn)象，同時分離殘料后，積存金屬過多，會降低工件的成品率。為了獲得高強度的焊縫，在焊合室中心必須建立一個超過擠壓金屬屈服強度10著管材壁厚的增加和空心型材斷面積增大，焊接腔的高度也應增大，一般情況下，焊合室高度應大于分流橋寬度的 一半。對于中小型擠壓機來說，焊合室高度可取 10 20 10倍。在很多情況下，可根據(jù)擠壓筒的直徑來確定焊合室的高度。 這里我們取焊合室的高度為 30 1. 分流孔 2. 焊合室 3. 死區(qū) 圖（ 12） a 圓形焊合室 b 蝶形焊合室 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 彎曲強度的校核 （ 1）橋梁受彎曲應力的數(shù)值很大，是主要的作用應力。 表（ 4）焊合室的高度與擠壓筒直徑的關系 （ 2）將刀橋看作固定梁，受均布載荷的作用，橋的工作跨度為 L （ 3）在計算外力時，一般按擠 壓機的最大噸位來考慮，但實際上受的外力，即實際擠壓力，有時 低于全壓力的 80%來考慮。 （ 4）危險斷面的最大彎矩，可按固定梁的公式來計算。 式中 g 擠壓機比壓（有時為比壓的 80%左右）， B 刀橋的寬度， g B 刀橋單位長度上所受之載荷， N/ 表（ 4）焊合室的高度 與擠壓筒直徑的關系 芯的強度校核 （ 1）橋梁受彎曲應力（循環(huán)）的數(shù)值很大，是主要的作用應力。 （ 2）將刀橋看作固定梁，受均布載荷的作用，橋的工作跨度為 L。 （ 3）在計 算外力時，一般按擠壓機的最大噸位（如 12500t）來考慮。 但實際上受的外力，即實際擠壓力，有時低于全壓力，而且有一部分擠壓力不直接傳遞給模子，因此，有時也可按擠壓機全壓力的 80%來考慮。 模芯的 實體部分可分三段進行： （ A） 與空心邊接處工作帶長度 （ B）三面受阻部位工作帶長度 （ C）中間部分工作帶 3) 中間部分為分流孔直對部位，可選上限 6。 校核： )17(4602522/12/1 模具設計中 L 取 81 擠壓筒直徑 115 130 170 20000以上 焊合室高度 10 15 20 30 40 )16( 122買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 通過校 核 完全符合要求。 組合模三視圖 圖（ 13） 凸模三視圖 圖（ 14） 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 模具造型圖 模具三維圖 上模 圖（ 15） 模具三維圖 下模 圖 （ 16） 模具三維圖 組合模 圖（ 17） 小結 經(jīng)過幾個月不斷的學習，不斷的搜索，不斷的查詢相關的模具設計的資料，在老師和相關設計人員的幫助下，最終設計出了基本符合設計要求的模具結構圖形，圖 7為這個設計模具的實體圖形，其中包括上摸、下模和組合模。 這個模具設計完成后，立即在工廠里加工制造，一是為了顧客的需求 ；二是為了驗證設計的模具是否成功； 經(jīng)過工廠的快速加工制造完成后，立即投入了零件的加工，當然首先是進行試模，在第一次的試模完成后，我們根據(jù)出現(xiàn)的問題立即進行了修改，經(jīng)過多次的試模、修模，最終完成了符合工件的尺寸和精度要求的模具的設計 。 致謝 在本次的設計中，本院諸位領導、老師、同學以及河南輝龍鋁業(yè)有限公司都給予了很大的幫助支持。尤其是指導老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和務實的求知精神， 給買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 我留下了很深的印象，他鼓勵我孜孜不倦，積極進取，特別是在困難的時候，他有意識地培養(yǎng)我獨立思考和解決問題的能力。在此，對 所給予我指導和幫助的老師、同學和河南輝龍鋁業(yè)有限公司的各位工程師表示最衷心的感謝。 參考文 獻 1 郝濱海 M9 22 2 王東華 J1999 年 第 16卷 3 簡便模具設計與制造 M1985 年 2 月： 181 190 4 趙權，虞傳寶 M1989年 2 月 5 鋁合金及其加工手冊 M1989 年： 1240 1257 6 劉靜安 M1999 年 2月： 84 127 7 周 平，李愛平，李大永，等 J2005 年 7 月，第 33 卷第 7 期 8 趙國忠，劉靜安 型材擠壓工藝的優(yōu)化 J1999， 9 胡洪全，趙玉軍 J 10 王東華 措施 J1999 11 曹勝泉，張勝華 金型材表面缺陷的分析 J2001 年 8月 . 12 王自燾 J2005 年第 7 期 13 傅建，彭必友，李軍 J005 年 6 月，第 12 卷第 3 期 14 馮炳堯，韓泰榮，殷振海，等 M1985 年 6 月第 1 版 15 中國模具工業(yè)協(xié)會標準件 委員會 M1989年 11月 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 畢業(yè)論文（設計）開題報告 題目名稱 ：鋁合金型材擠壓模具的設計 學生姓名 專業(yè) 機電技術教育 班級 一、 選題的目的 和意義 為了進一步提高鋁擠壓模具的設計與制造水平，提高擠壓模具的質量與使用壽命，以滿足飛速發(fā)展的國民經(jīng)濟對鋁擠壓材與日俱增的要求，擠壓加工的理論與應用問題急需組織人力、物力和財力開展攻關、開發(fā)和應用研究。但根據(jù)目前科學技術發(fā)展的水平，擠壓加工