1、實(shí)心型材模設(shè)計(jì)1.所要設(shè)計(jì)的實(shí)心型材制品本制品的形狀和尺寸如下用CAD計(jì)算得: 制品的截面積F制= 423.0686mm2由于此型材為不對稱且各部分壁厚不一的型材，盡可能使難以流動(dòng)的壁厚較薄的部分靠近模子中心，盡量使變形時(shí)金屬靜壓力相等 此處取?？淄饨訄A直徑D外75mm現(xiàn)有設(shè)備表3設(shè)備噸位500T800T1630T擠壓筒直徑D095125187擠壓截面積F070851226627451錠坯尺寸Dd|Ld90x270/320120X400/450178X540/600/660冷床長26m32m44m填充系數(shù)1.1141.0851.104壓余厚202530最大擠壓比97.48273.6加工范 圍最

2、大外接圓直徑D外max6595147擠一根最小制品斷面積F制min721503722.選坯和選設(shè)備根據(jù)加工范圍要求（F制F制min,及D外D外max）有800T和1630T的設(shè)備可用，按成才率最高的原則，進(jìn)一步優(yōu)化，計(jì)算列表表4序號D0(F0)Dd(mm)Ld(mm)單重wd填充系數(shù)K填充后長度Le壓余厚hy(mm)切壓余后的有效長度Ld擠壓比制品長L制(m)成品數(shù)nx6(m)成品重W制(kg)成材率W制/Wd()1125/12040012.201.0853692534418.7236.440002125/12045013.731.0854152539018.7237.30110.5776.6

3、93187/17854036.301.1044853045541.9019.06331.7287.384187/17860040.301.1045443051441.9021.53331.7278.715187/17866044.401.1045983056841.9023.80331.7271.44最后選擇成才率最高的87.38對應(yīng)的方案3錠坯尺寸為：Dd * Ld=178*540mm =41.903.擠壓力的計(jì)算根據(jù)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)公式P=*Kf(+4L/D)F=A*P表征擠壓難易程度的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，對于實(shí)心型材取1.01.1,本設(shè)計(jì)取1.1P為單位擠壓力，MPaF為最大擠壓力, NA擠壓筒內(nèi)孔的面積

4、，mm2擠壓系數(shù)Kf材料在擠壓溫度下的變形抗力（查表），MPa摩擦系數(shù)L鑄錠敦粗后額長度，mm,即填充后長度LeKf查表取16取0.30故P=1.116(41.90+40.30485/178)=120.3175MPa F=120.3175*187*187/4=3308285.52N換算成噸位：約337.58TF=337.58T額定噸位1630T，設(shè)備選擇符合要求，即理論技術(shù)可行4.實(shí)心型材模具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模組的結(jié)構(gòu)如下圖1.模子 2.模墊 3.前環(huán) 4.后環(huán) 5.保護(hù)墊板 6.前機(jī)架 7.模座 8.模套 9.剪刀 10.擠壓筒模組的結(jié)構(gòu)：對于不同噸位的擠壓機(jī)，下圖中的主要結(jié)構(gòu)尺寸都是配套設(shè)置的，

5、可以從有關(guān)資料中查得。模組的主要結(jié)構(gòu)尺寸如圖3模組尺寸如下表表5設(shè)備噸位500T800T1630T12H160180190210250240310350340H2809090100110150H3506050606080 擠壓模具的尺寸如下表表6設(shè)備噸位500T800T1630Td1/d2135/1452025165/1752530250/2603040h112121312135. 實(shí)心模尺寸數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)1)選坯和選擇設(shè)備根據(jù)前面的計(jì)算擠壓筒內(nèi)直徑D0=187 錠坯尺寸：Dd X Ld178mm540mm擠壓比=41.90mm 902).模組及模子尺寸外形的計(jì)算根據(jù)前面計(jì)算，從表5選取H2=100

6、 H3=60 H1=30模子外形尺寸的確定（如下圖）依據(jù)表6的數(shù)據(jù)可以確定d1=250 d2=260 h1=12 h2=403)模子內(nèi)形尺寸的確定擠壓比=41.90MAX=73.6,所以不需要多孔擠壓確定模孔尺寸：由公式A=A0+M+( +KT)A0KT=tt11假設(shè)t1=400故KT0.007Ky和Kp的值查書，計(jì)算得到:尺寸10的縱向模孔尺寸為:H1=10（0.00550.0070.007）1010.19尺寸20的縱向?？壮叽鐬?H2=20（0.00550.0070.007）2020.39尺寸15的橫向模孔尺寸為:B1=15（0.00650.00750.007）1515.32尺寸50的橫向

7、模孔尺寸為:B2=50（0.00650.00750.007）5051.05尺寸5的橫向?？壮叽鐬?B3=5（0.00550.0070.007）55.49尺寸5的縱向模孔尺寸為: B4=5（0.0150.0150.007）5=5.185mm型材的圓角及圓弧沒有偏差要求，故可按名義尺寸設(shè)計(jì).?？壮叽缛缦聢D所示4)孔形在模子端面位置的確定（由于本型材為不等壁厚且不規(guī)則的型材，故型材的幾何重心靠近壁厚較薄處）壓力中心的計(jì)算：用CAD測量計(jì)算得:5).定徑帶長度的確定由于是等壁厚型材，故定徑帶長度h定各處相等，本次設(shè)計(jì)取h定4。6).出口直徑. dch 由于模子的出口直徑一般應(yīng)比工作帶直徑大36mm,以

8、免因過小而劃傷表面。 本設(shè)計(jì)出口直徑dch=6mm。7).阻礙角由于h定1015，故不采用阻礙角。8).校核（1）擠壓力的校核擠壓力為337.58噸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于額定噸位1630噸，所以符合要求。（2）模子強(qiáng)度的校核 對于模的突出部分,可以認(rèn)為是一個(gè)懸臂梁，可按下述步驟校核其危險(xiǎn)面I-I處的模子最小厚度。危險(xiǎn)面I-I處在擠壓是所受的彎矩為：M=P*a*l*l/2=(P*a*l)/2抗彎斷面系數(shù)為：W=b*h/6則彎曲應(yīng)力為 =M/W=3*p*l*a/(h*b)固模具的最小厚度為 h=式中h模具（包括模子和支承環(huán)的總厚度）的最小厚度，mml槽型模子懸臂梁的長度，即槽形型材的槽深尺寸，mmP擠壓筒的比

9、壓，擠壓機(jī)噸位與擠壓筒內(nèi)截面積之比，MPaA模孔懸臂梁根部斷面處的寬度，mmB?？讘冶哿焊繑嗝娉隹谔幍膶挾龋琺m,b=a-2c,C?？讘冶哿焊砍隹诳盏冻叽纾ㄒ话闳?.5-3），mm模具材料的許可彎曲應(yīng)力，其植一般取許用抗拉應(yīng)力的（0.4-0.5）倍左右，在溫度450-500C下,取=600Pa符合要求模子的最大撓曲變形按如下公式計(jì)算 懸臂梁端部最大撓度，mml懸臂梁長度，mmq等于Q/l，懸臂梁單位長度上的壓力，N/mmE模具材料的彈性模量2.210MPaJ懸臂梁斷面慣性矩，J=B,h分別為懸臂梁的寬度和高度，mmQ懸臂梁承受的總壓力本設(shè)計(jì)中,要是模子的抗剪強(qiáng)度,對于抗剪強(qiáng)度的校核,取角型

10、材斜邊為危險(xiǎn)端面,進(jìn)行強(qiáng)度校核危險(xiǎn)面I-I處的彎距為：M= P*a*l*l/2 = 185kg.m抗彎斷面系數(shù)：W= b*h*h /6 =0.73 m3 彎曲應(yīng)力：彎 M/W 253.4MPa 600 MPa，符合要求。最小模具厚度：hmin =l * (3P * a / b 彎) 1/2 = 9.1 mm最大 （q * l4）/ ( 8E * J ) = 0.368 mm 1 mm各項(xiàng)指標(biāo)均滿足要求，故強(qiáng)度符合?？招男筒哪ＴO(shè)計(jì)1.所要設(shè)計(jì)的制品2.選坯核選設(shè)備制品的截面積：F制530.14 mm2 ?？淄饨訄A直徑取D外75根據(jù)加工范圍要求（F制F制min,及D外D外max）由表3知有800T

11、和1630T的設(shè)備可用，按成才率最高的原則，進(jìn)一步優(yōu)化，計(jì)算列表按成才率最高的原則，在進(jìn)一步計(jì)算優(yōu)化，計(jì)算列表如序號D0DdLd單重wd填充系數(shù)K填充后長度Le壓余厚hy切壓余后的有效長度Ld擠壓比制品長成品數(shù)成品重成材率1125/12040012.21.0853692534418.726.440002125/12045013.731.0854152539018.727.3110.5776.693187/17854036.31.1044853045534.8915.9225.3469.84187/17860040.31.1045443051434.8917.9225.3462.95187/17

12、866044.41.1045983056834.8919.8338.185.8最后選擇成才率最高的85.8對應(yīng)的方案3即1630T的擠壓設(shè)備錠坯尺寸為：Dd X Ld=178X660mm =34.889 3.擠壓力的計(jì)算根據(jù)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)公式P=*Kf(+4L/D)F=A*P表征擠壓難易程度的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，對于空心型材取1.11.5,本設(shè)計(jì)取1.5P為單位擠壓力，MPaF為最大擠壓力, NA擠壓筒內(nèi)孔的面積，mm2擠壓系數(shù)Kf材料在擠壓溫度下的變形抗力（查表），MPa摩擦系數(shù)L鑄錠敦粗后額長度，mmKf查表取16取0.30故P=1.516(34.889+40.30544/187)=169.0MPa F=

13、169.0*187*187/4=4639162.385N換算成噸位：約473.38TF=473.38T額定噸位1630T，設(shè)備選擇符合要求，即所選設(shè)備理論可行4.模組及模子外形尺寸確定：模組尺寸結(jié)構(gòu)簡圖如前圖3所示根據(jù)前面計(jì)算，從表6選取H2=90 H3=60模子外形尺寸簡圖如前圖4 依據(jù)表6的數(shù)據(jù)可以確定設(shè)備噸位500T800T1630Td1/d2135/1452025165/1752530250/2603040h11212131213d1=250 d2=260 h1=12 h2=40因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)采用孔道式分流組合模5.組合模相關(guān)參數(shù)的確定：1).分流孔的個(gè)數(shù)取4個(gè)，形狀為扇形2)分流孔面積的

14、確定：因?yàn)榉至骺酌娣e與制品斷面積的比值F分/F制K,K即為分流比，一般K對于空心型材時(shí)，取K=1030。本設(shè)計(jì)取K=10分流孔面積的大小相等F分= 10F制 530.1410=5301.4mm3).分流孔位置的確定分流孔中心圓的直徑D分0.7D0=0.7187=130.9 mm暫時(shí)先取其外接圓直徑為148 mm確定a的大小如圖依據(jù)經(jīng)驗(yàn)a一般取25，有的取8.本設(shè)計(jì)取84).分流孔的形狀分流孔由一定的傾斜錐度，這樣可以改善焊縫的質(zhì)量，孔道錐面與其軸線的夾角為24，本設(shè)計(jì)取35).分流橋分流橋的寬窄和模具的強(qiáng)度以及金屬的流量有關(guān)，從增大分流比，降低擠壓力來考慮，分流橋的寬度B應(yīng)該選擇小些，但為了改

15、善金屬流動(dòng)的均勻性，?？鬃詈檬艿椒至鳂虻恼诒?，則B應(yīng)該選擇得寬些，一般?。?B=b+(320)本設(shè)計(jì)采用倒梯形結(jié)構(gòu)，取B=26見下圖 圖10 6).焊合室焊合室的形狀和大小對焊縫的質(zhì)量有很大的影響。按經(jīng)驗(yàn)公式：95130 h=1015本設(shè)計(jì)取h=14，形狀為碟形如圖：圖11 6. 模子內(nèi)形尺寸的確定工件及模具如圖所示按經(jīng)驗(yàn)公式A=A0+KA0A-制品外形的模孔尺寸A0制品外形的公稱直徑K-經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，取K=0.012得 DK=70*(1+0.012)= 70.84 mm, 制品型材壁厚可由經(jīng)驗(yàn)公式B=B0+確定由于B0=2.53.0.本設(shè)計(jì)0.1故 Tk=2.5+0.1=2.6模具圖如下7.模孔

16、工作帶長度hg的確定由于本型材制品的對稱性較好，外形相對較小，一般可取28，生產(chǎn)實(shí)踐中對鋁合金常用815 本設(shè)計(jì)取hg8mm8.模芯的設(shè)計(jì)一般伸出下模工作帶35mm，本設(shè)計(jì)取4mm，模腔外形按空心型材的空心部分確定。9.上模凸臺長取21mm.用于裝配定位10.定位銷，螺釘按GB標(biāo)準(zhǔn)選取標(biāo)準(zhǔn)件定位銷的直徑取8，螺釘采用M10,具體說明見裝配圖11.模子強(qiáng)度校核：這種模子在工作時(shí)承受載荷最不利的情況是分流孔道和焊合室尚未進(jìn)入金屬和金屬充滿焊合室以后流出模孔之際，故強(qiáng)度的校核主要是爭對模子的分流橋，模橋的彎曲應(yīng)力和抗剪強(qiáng)度： 分流橋彎曲應(yīng)力校核Hmin=Lp/2*b式中: Hmin=分流橋的最小高度 L分流橋?qū)挾?經(jīng)計(jì)算L=80mm P擠壓機(jī)的最大的比壓P=163010009.8/27451=581.91b模具材料在溫度