第1頁共20頁1目錄1概述.22擠壓產(chǎn)品的工藝分析.32.1成形工藝的分析及選擇.32.2擠壓件的結(jié)構(gòu)分析及各個(gè)要素對其影響.42.3擠壓件的尺寸分析.42.4擠壓機(jī)噸位的選擇.52.5擠壓模具失效分析.63平面分流組合模.63.1結(jié)構(gòu)分析.63.2工作原理與特點(diǎn).64模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).74.1模具材料.74.2一般結(jié)構(gòu).74.3結(jié)構(gòu)要素設(shè)計(jì).84.3.1分流比的計(jì)算.84.3.2分流孔的形狀、斷面尺寸、數(shù)目及其分布.84.3.3分流橋的設(shè)計(jì).104.3.4模芯（或舌頭）的設(shè)計(jì).104.3.5焊合室設(shè)計(jì).104.3.6模孔尺寸的設(shè)計(jì).114.3.7?？坠ぷ鲙чL度的確定.134.3.8模孔空刀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).134.4強(qiáng)度校核.164.4.1分流橋彎曲應(yīng)力的校核.164.4.2分流孔道抗剪應(yīng)力的校核.164.4.3模芯的強(qiáng)度校核.165結(jié)束語.19致謝.19參考文獻(xiàn).19第2頁共20頁21概述（擠壓工藝的歷史及簡介）17世紀(jì)法國人用手動螺旋壓力機(jī)擠壓出鉛管，用作水管，是為冷擠壓之始。19世紀(jì)末實(shí)現(xiàn)了鋅、銅和銅合金的冷擠壓，20世紀(jì)初期擴(kuò)大到鋁和鋁合金的擠壓。30年代德國人發(fā)明磷化、皂化的表面減摩潤滑處理技術(shù)，使鋼的冷擠壓獲得成功，最初用于擠制鋼彈殼。第二次世界大戰(zhàn)后，鋼的冷擠壓推廣到其他國家，并擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。50年代開始采用熔融玻璃潤滑法，鋼的熱擠壓遂在冶金和機(jī)械工業(yè)中得到應(yīng)用和發(fā)展。擠壓按坯料溫度區(qū)分有熱擠壓、冷擠壓和溫?cái)D壓3種。金屬坯料處于再結(jié)晶溫度以上時(shí)的擠壓為熱擠壓；在常溫下的擠壓為冷擠壓；高于常溫但不超過再結(jié)晶溫度下的擠壓為溫?cái)D壓。熱擠壓廣泛用于生產(chǎn)鋁、銅等有色金屬的管材和型材等，屬于冶金工業(yè)范圍。鋼的熱擠壓既用以生產(chǎn)特殊的管材和型材，也用以生產(chǎn)難以用冷擠壓或溫?cái)D壓成形的實(shí)心和空心（通孔或不通孔）的碳鋼和合金鋼零件，如具有粗大頭部的桿件、炮筒、容器等。熱擠壓件的尺寸精度和表面光潔度優(yōu)于熱模鍛件，但配合部位一般仍需要經(jīng)過精整或切削加工。冷擠壓原先只用于生產(chǎn)鉛、鋅、錫、鋁、銅等管材、型材，以及牙膏軟管（外面包錫的鉛）、干電池殼(鋅)、彈殼（銅）等制件。20世紀(jì)中期冷擠壓技術(shù)開始用于碳素鋼和合金鋼，如各種截面形狀的桿件和桿形件、活塞銷、扳手套筒、直齒圓柱齒輪等，后來又用于擠壓某些高碳鋼、滾動軸承鋼和不銹鋼件。冷擠壓件精度高、表面光潔，可以直接用作零件而不需經(jīng)切削加工或其他精整。冷擠壓操作簡單，適用于大批量生產(chǎn)小制件（鋼擠壓件直徑一般不大于100mm）。溫?cái)D壓是介于冷擠壓與熱擠壓之間的中間工藝，在適宜的情況下采用溫?cái)D壓可以兼得兩者的優(yōu)點(diǎn)。但溫?cái)D壓需要加熱坯料和預(yù)熱模具，高溫潤滑尚不夠理想，模具壽命較短，所以應(yīng)用不甚廣泛。擠壓是金屬壓力加工的一種少切削和無切削加工工藝。將擠壓模具裝在壓力機(jī)上，利用壓力記得往復(fù)運(yùn)動，在室溫、中溫或高溫下使金屬在三向壓應(yīng)力狀態(tài)下發(fā)生塑性變形，從而擠出所需尺寸、形狀及性能的零件。擠壓加工的優(yōu)點(diǎn)：1.節(jié)約原材料，提高生產(chǎn)率；2.提高零件的力學(xué)性能切削加工時(shí)，金屬內(nèi)部纖維被割斷，力學(xué)性能受到影響。但在擠壓過程中，金屬受三向壓應(yīng)力作用，成型后零件內(nèi)部的纖維組織具有連續(xù)性，基本沿外形分布，保證了零件的力學(xué)性能。另外，冷擠壓成形過程中，因?yàn)榻饘俚睦渥饔不?，制件的的?qiáng)度大為提高；3.可加工形狀復(fù)雜的零件；第3頁共20頁34.提高零件的精度及表面粗糙度。擠壓過程中，金屬表面粗糙度可達(dá)到Ra1.6-0.2,尺寸精度的公差范圍最高可控制到0.015mm.2擠壓產(chǎn)品的工藝分析型材是擠壓的主要產(chǎn)品，隨著房地產(chǎn)的持續(xù)高熱，對鋁合金門窗型材的需求量增加、規(guī)格品種日漸增多，而且其形狀也不斷改進(jìn)，以增加門窗耐用性。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(shí)心型材。那么門窗型材就屬于專用型材。普通型材主要用單孔或多孔的平面模來進(jìn)行擠壓。在擠壓斷面形狀比較復(fù)雜，非對稱性很強(qiáng)或型材各處的壁厚尺寸差別很大的型材時(shí)，由于金屬流出模孔時(shí)的速度不均勻而造成型材的扭擰、波浪彎曲及裂紋等。因此，為了提高擠壓制品的質(zhì)量，在設(shè)計(jì)型材模具時(shí)，除了要選擇有足夠強(qiáng)度的模具結(jié)構(gòu)以外，還需要考慮?？椎呐渲茫？字圃斐叽绲拇_定和選擇保證型材斷面各個(gè)部位的流動速度均勻的設(shè)計(jì)。2.1成形工藝的分析及選擇擠壓工藝是在金屬材料冷變形、溫變形、熱變形三種狀態(tài)下進(jìn)行的，并按被擠壓材料的溫度分為冷擠壓、溫?cái)D壓、熱擠壓三大類。設(shè)計(jì)擠壓模具時(shí)應(yīng)根據(jù)其擠壓變形的規(guī)律，對模具效果圖進(jìn)行適當(dāng)修改，使擠壓出的零件具有良好的工藝性。因此，應(yīng)該對三種擠壓工藝合理分析，并選擇最佳工藝：冷擠壓不需加熱坯料，也就是在室溫下進(jìn)行擠壓。這種工藝節(jié)約原材料，生產(chǎn)率高、精度高，但是冷擠壓需要的變形抗力大；當(dāng)變形抗力大到超過模具材料允許的強(qiáng)度時(shí)，就造成模具的破壞，目前一般模具材料在冷擠壓時(shí)允許的單位擠壓力為25003000MPa。所以冷擠壓之前，要將材料預(yù)先軟化退火，在各道冷擠壓工序之間也要退火處理。由于金屬坯料被預(yù)先加熱，溫?cái)D壓中材料的變形抗力比冷擠壓要小，可有效降低成形壓力機(jī)的噸位，模具壽命也有所提高，而且擠壓難加工材料也比冷擠壓來得容易。如果在較低溫度范圍內(nèi)擠壓，產(chǎn)品的力學(xué)性能與冷擠壓件差別不大，唯一的缺點(diǎn)是：熱環(huán)境使尺寸精度稍有降低。熱擠壓的加熱溫度為熱鍛溫度，材料變形抗力顯著降低，成形壓力機(jī)的噸位進(jìn)一步降低，同時(shí)擠壓零件的尺寸范圍也很寬泛。熱擠壓的表面質(zhì)量和尺寸精度較模鍛高，而且具有良好的力學(xué)性能。但是，因?yàn)闊釘D壓特殊的熱環(huán)境，其工藝缺點(diǎn)也很突出：其一，材料氧化、脫碳及熱膨脹等問題不容忽視，擠壓產(chǎn)品須經(jīng)過切削才能最終成形；其二，模具壽命較低，普通合金工具鋼凹模只能生產(chǎn)第4頁共20頁41000到2000只熱擠壓件；第三，對于大型擠壓零件，難以保證有效的高質(zhì)量加熱。本次的模具設(shè)計(jì)，坯料是鋁合金，采用冷擠壓完全滿足要求，但金屬擠壓機(jī)的噸位太大，對模具要求也高。溫?cái)D壓是介于冷擠壓與熱擠壓之間的中間工藝，在適宜的情況下采用溫?cái)D壓可以兼得兩者的優(yōu)點(diǎn)。按坯料的塑性流動方向，擠壓又可分為：流動方向與加壓方向相同的正擠壓，流動方向與加壓方向相反的反擠壓，坯料向正、反兩個(gè)方向流動的復(fù)合擠壓。在本設(shè)計(jì)中，型材長度最適合正擠壓。潤滑和表面處理為降低擠壓力和模具的磨損率，并防止金屬坯料與模具面的熱膠合，擠壓時(shí)必須有良好的潤滑。溫?cái)D壓和熱擠壓因溫度高，不適宜用磷化-皂化潤滑，一般采用玻璃粉(高溫時(shí)熔融)、二硫化鉬、石墨等配成的油劑潤滑。2.2擠壓件的結(jié)構(gòu)分析及各個(gè)要素對其影響擠壓件的極限成形尺寸取決于坯料的破壞極限、模具的強(qiáng)度以及擠壓過程中的潤滑和工作條件。給出必要的擠壓斜度（若采用卸料裝置，也可以不給出擠壓斜度），可以使擠壓件在模腔內(nèi)的摩擦阻力大大減少，從而能方便地從凹模型腔內(nèi)取出擠壓件。擠壓件截面過度處必須設(shè)計(jì)成圓角，并給出適當(dāng)半徑，圓角半徑越小，金屬材料在此處的流動性越差，就越難充滿模具型腔，還會使型腔的相應(yīng)部位嚴(yán)重磨損。在圓角半徑過小處，由于應(yīng)力集中會產(chǎn)生裂縫，以致熱擠壓模型腔破裂。所以，在保證產(chǎn)品零件要求的前提下，擠壓件的圓角半徑應(yīng)稍大。溫?cái)D壓時(shí)，鋁合金棒料的溫度在2500C以下，為減少坯料表面的氧化，擠壓溫度不宜太低。但同時(shí)要考慮到溫度對擠壓力的影響。對于純鋁，如將室溫200C時(shí)的擠壓力設(shè)為100%，那么在1500C時(shí)的擠壓力為59%，2000C時(shí)的擠壓力為41%2。本設(shè)計(jì)將工作溫度設(shè)定為2400C，擠壓力約為室溫時(shí)的30%。2.3擠壓件的尺寸分析擠壓件的尺寸及偏差是由模具、擠壓設(shè)備和其他相關(guān)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。本設(shè)計(jì)的擠壓件材料為最為常用的6063鋁合金，根據(jù)擠