鋁合金門窗模具設(shè)計【通過答辯畢業(yè)論文+CAD圖紙】

全套設(shè)計（圖紙）加 401339828 專業(yè)論文設(shè)計圖紙資料在線提供，優(yōu)質(zhì)質(zhì)量，答辯無憂 摘 要 本文按照塑料模具設(shè)計的基本原理和方法，以鋁合金為研究對象，通過對零件的結(jié)構(gòu)、尺寸及材料進(jìn)行全面的分析 (針對異型材塑件分析的結(jié)果，提出了完善的模具設(shè)計方案。并詳細(xì)介紹了塑料殼體注塑成型模具的機(jī)型選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計和工作原理等模具設(shè)計的全過程。使用設(shè)計軟件的方法是 ,根據(jù)分析制品的特征運(yùn)用 生成模具總裝圖 ,然后將 維圖轉(zhuǎn)化成二維圖。同時也為后續(xù)的模具制造提供了所需的圖紙。 關(guān)鍵詞： 異型材 ， 注塑模具，選擇與校核，結(jié)構(gòu)設(shè)計 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 to P3 as on an in of in so on of to of 2 目 錄 1 緒論 . 3 2 選取鋁合金門窗的材料 . 4 4 鋁合金門窗截面分析 . 5 . 5 5 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 . 6 . 6 . 9 . 10 定擠壓方式 . 11 定擠壓件的毛邊形式的尺寸 . 11 定擠壓件所用的坯料的形狀和尺寸 . 11 定擠壓時所需的擠壓力，選擇擠壓設(shè)備 . 11 據(jù)熱擠壓件的尺寸 ，設(shè)計擠壓模具的工作部分 . 12 計上模結(jié)構(gòu) . 12 計下模結(jié)構(gòu) . 13 孔尺寸的設(shè)計 . 15 孔空刀結(jié)構(gòu)設(shè)計 . 16 合室設(shè)計 . 18 度校核 . 19 流橋彎曲應(yīng)力的校核 . 19 流孔道抗剪應(yīng)力的校核 . 19 芯的強(qiáng)度校核 . 20 擇模具材料 . 20 具材料的熱處理 . 21 成模具設(shè)計的實體圖 . 23 計緊固支撐上模和下模的零部件 . 23 計擠壓模具的定位機(jī)構(gòu)和配合導(dǎo)向裝置 . 23 定合適的擠壓速度和擠壓溫度 . 24 6 模具的合理使用 . 24 7 結(jié)束語 . 25 謝 辭 . 25 參考文獻(xiàn) . 26 英文文獻(xiàn)名稱（基本擠壓冶煉和鑄造的根源）買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 1 緒論 發(fā)展我國的模具工業(yè)， 3日益受到人們的重視和關(guān)注?！澳＞呤枪I(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”也已經(jīng)取得了共識。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中， 60% 80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值，往往是模具自身價值 的幾十倍、上百倍。目前全世界模具年產(chǎn)值約為 600億美元，日、美等工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具工業(yè)產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)，從 1997年開始，我國模具工業(yè)產(chǎn)值也超過了機(jī)床工業(yè)產(chǎn)值。模具行業(yè)的生產(chǎn)小而散亂，跨行業(yè)、投資密集，專業(yè)化、商品化和技術(shù)管理水平都比較低。 現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展要求各行各業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代快，對模具的需求量加大。一般模具國內(nèi)可以自行制造，但很多大型復(fù)雜、精密和長壽命的多工位級進(jìn)模大型精密塑料模復(fù)雜壓鑄模和汽車覆蓋件模等仍需依靠進(jìn)口，近年來模具進(jìn)口量已超過國內(nèi)生產(chǎn)的商品模具的總銷售量。為了推進(jìn)社會主義現(xiàn)代化建設(shè)，適應(yīng) 國民經(jīng)濟(jì)各部門發(fā)展的需要，模具工業(yè)面臨著進(jìn)一步技術(shù)結(jié)構(gòu)調(diào)整和加速國產(chǎn)化的繁重任務(wù)。 擠壓成形是一種精密常用的工件成形技術(shù) , 具有切削加工無可比擬的優(yōu)點 , 如工件的力學(xué)性能好 , 生產(chǎn)率高和材料利用高 , 特別適合于大批量生產(chǎn)。 近幾年來，擠壓設(shè)備發(fā)展迅猛，具體地說，擠壓機(jī)臺數(shù)急劇增加，壓力不斷擴(kuò)大，結(jié)構(gòu)型式不斷更新，自動化程度不斷提高，液壓擠壓機(jī)得到廣泛應(yīng)用。在擠壓機(jī)本體方面，近年來國外發(fā)展了鋼板組合框架和預(yù)應(yīng)力“ T”型頭板柱結(jié)構(gòu)機(jī)架和預(yù)應(yīng)力混泥土機(jī)架，大量采用扁擠壓筒、活動模架和內(nèi)置式獨立穿孔系統(tǒng)。在傳 動形式方面發(fā)展了自給油傳動系統(tǒng)，甚至 7296 現(xiàn)代擠壓機(jī)及其輔助系統(tǒng)的工作都采用了 序邏輯控制）系統(tǒng)；采用了記憶磁帶和帶模擬曲線的卡片控制系統(tǒng)或穿孔卡片控制系統(tǒng)，即實現(xiàn)了速度自動控制，實現(xiàn)了等溫 模具自動快速裝卸、乃至全機(jī)自動控制。擠壓機(jī)的機(jī)前設(shè)備（如長坯料自控加熱爐、坯料熱切裝置和坯錠運(yùn)送裝置等）和機(jī)后設(shè)備（如牽引裝置、淬火裝置、前梁鋸、活動工作臺、冷床和橫向運(yùn)輸裝置、拉伸矯直機(jī)、成品鋸、人工時效爐等）已經(jīng)實現(xiàn)了自動化和連續(xù)化生產(chǎn)。 鋁型材 是擠壓的主要產(chǎn)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(kuò)大、品種增多，而且其形狀日見復(fù)雜，并廣泛用來制造承受重載的整體結(jié)構(gòu)件。 4 2 選取 鋁合金門窗 的材料 目前，在擠壓鋁合金時，最常使用的熱加工工模具鋼有鉬鋼和鎢鋼兩大類，鉬鋼具有較好的導(dǎo)熱性，對熱裂紋不太敏感，韌性較好，其典型代表 5鋼具有較好的耐高溫性能，但韌性較低，其典型鋼種為 3 3種鋼是含碳量為 03% 的特點是具有很高的室溫強(qiáng)度性能：當(dāng)溫度為650時， 1007。但超過 650時 ，強(qiáng)度和硬度值則急劇下降。實驗研究表明， 3上述性能隨鋼材中的碳含量的增加而提高。由于 3用條件在各國存在差異，所以，其熱處理工藝也不盡相同，因此所得到的性能也有區(qū)別。 34。 鋁的最大優(yōu)勢是質(zhì)量輕，比重僅是銅的三分之一，鋁資源遠(yuǎn) 較銅豐富，成本也遠(yuǎn)低于銅。鋁散熱器以其在材料輕量化上的明顯優(yōu)勢，在轎車與輕型車領(lǐng)域逐步成為首選材料 1?？紤]到環(huán)保等因素，國外轎車配套的散熱片多為鋁制品。在歐洲新型的轎車中，鋁散熱器占有的比例平均為 64。因此，最終選擇 6063鋁合金作為水箱散熱片的材料，所設(shè)計的模具亦是針對擠壓 6063 鋁合金型材而進(jìn)行的。 6063 鋁合金擠壓型材在退火狀態(tài)下的抗拉強(qiáng)度為 98 淬火和自然時效后的抗拉強(qiáng)度可提高到 196時相對伸長率下降不大（由23 25下降到 15 20 ）。合金 在 160 170下經(jīng)過人工時效可以得到更大的強(qiáng)化效果 2。此時，抗拉強(qiáng)度提高到 合金熱擠壓時最大的擠壓比為 1000。 3 鋁合金型材工藝流程圖 圖 1 鋁合金型材加工工藝流程圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 4 鋁合金門窗 截面分析 擠壓件的極限成形尺寸取決于被擠壓材料是否破裂和失穩(wěn)、模具的強(qiáng)度以及擠壓過程中的潤滑和操作條件。給出必要的擠壓斜度，即為熱擠壓件出模設(shè)置的模壁斜度（若采用卸料裝置，也可以不給出擠壓斜度）。由于有了擠壓斜度，使擠壓件在模腔內(nèi)的摩擦阻力大大減少，從而能較方 便地將擠壓件從凹模型腔內(nèi)取出。熱擠壓件如果平面尺寸較大且不高，金屬就容易壓入或擠入熱擠壓模的型腔，也容易從模具型腔內(nèi)取出，擠壓斜度就可以小些。但當(dāng)下頂出裝置頂出行程不能將擠壓件頂出模具型腔高度的 2/3時，則還應(yīng)給出 10 30 的擠壓斜度。 在保證質(zhì)量的前提下，給出最小的機(jī)械加工余量和公差（對于要求不高的一般機(jī)械零件，可以不給出加工余量，而直接擠壓出符合要求的產(chǎn)品零件或部分加工半成品）。 熱擠壓時，要將帶通孔的空心擠壓件一次擠壓出來很困難。通常先將坯料擠成杯形零件，留下一定厚度的擠壓余量，待 下一道工序?qū)⑵錄_下而制成帶通孔的空心擠壓件。擠壓余量厚度過薄，會使金屬流動困難，擠壓力提高。擠壓余量厚度過大，會使材料利用率降低，需要的沖孔力增大，且沖孔時易使擠壓件產(chǎn)生變形。 擠壓件截面過度處必須設(shè)計成圓角，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就越差，也就越難充滿模具型腔，還會使熱擠壓模型腔的相應(yīng)部位嚴(yán)重磨損。熱擠壓時在圓角半徑過小處，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，熱擠壓件的圓角半徑應(yīng)盡量取大。 金屬坯料隨著加熱溫度的升高， 其強(qiáng)度極限降低，塑性提高。所以為了降低擠壓力，擠壓溫度總是越高越好。加熱到 1500C 2000壓力可比室溫時減少 10%；加熱到 1000C 2000壓力可比室溫時減少 20% 40%。一般情況下，低溫溫擠壓可減少變形抗力 15%，中溫及高溫溫擠壓的變形抗力可減少到室溫時的 色金屬溫擠壓時，加熱溫度對擠壓力的影響，也是很明顯的。對純鋁，如將室溫 20000%，那么在 15009%， 20001%2。 壓件的尺寸分 析 擠壓件的尺寸及偏差是由模具、擠壓設(shè)備和其他有關(guān)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。 而對于如圖 2 所示的帶有大懸臂的 鋁合金門窗 ，由于其舌比大于 3，采用 6 普通的平模設(shè)計結(jié)構(gòu)，在型材擠 壓 時極易造成模齒從齒根部斷裂，致使模具報廢。因此，對于大懸臂的散熱器型材，必須改變常用的設(shè)計方案，以避免上述斷裂現(xiàn)象的發(fā)生。 圖 3 鋁合金門窗 截面圖 如圖即為某帶有大懸臂的 鋁合金門窗 型材的截面設(shè)計圖。從圖中可以看出 該 鋁合金門窗 型材截面外形長度為 度為 計有 5 個齒片呈圓弧狀分布，齒片高度 相同 ，間距 分別 為 根部厚度為 部厚度為 懸臂較長，伸出量為 圖中標(biāo)注的尺寸可以計算出該 鋁合金門窗 模具 型材懸臂處 舌比為：（ （ 18 =1，各齒間存在著危險斷面。并且 鋁合金門窗 底部臂厚亦較小，只有 也增大了危險斷面的斷裂系數(shù)。 5 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 根據(jù)型材的橫斷面形狀和尺 寸，我們合理的選擇了?？椎呐渲梅绞?，單孔模配置。根據(jù)對于坐標(biāo)軸的對稱程度可將型材分為三類：即橫斷面對稱于兩個坐標(biāo)軸的型材，此種型材對稱性最好；斷面對稱于一個坐標(biāo)軸的型材，此種型材的對稱性次之；橫斷面不對稱的型材，此種型材對稱性差。 在設(shè)計單孔模時，對于橫斷和兩個坐標(biāo)軸相對稱（或近似對稱）的型材，其合理的?？着渲檬菓?yīng)使型材斷面的重心和模子的中心相重合。 如圖 2所示： 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 在擠壓橫斷面尺寸對于一個坐標(biāo)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，那么模孔的配置應(yīng)使型材的對稱軸通過模子的 一個坐標(biāo)軸，而使型材斷面的重心位于另一個坐標(biāo)軸上。 如 圖 3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模孔，將使型材斷面的重心到模子中心的距離增大，而把模孔位置移到模子的邊緣上。同時，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(dǎo)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(yīng)盡可能地使難于流動的壁厚較薄的部位靠圖 2 軸對稱型材?？椎呐渲?圖 3 對稱于一個坐標(biāo)軸而緣板厚度比不大的型材模?？椎牟贾?8 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 4所示： 對于緣板厚度比雖然不大、但截面形狀十分復(fù)雜的型材應(yīng)將型材截面外接圓的中心布置在模子中心線上（圖 5a），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(dāng)?shù)奈恢迷黾右粋€輔助模孔的方法）（圖 5b）或增加工藝余料的方法（圖 5c）或采用合理調(diào)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(chǎn)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(chǎn)生扭擰和彎曲，應(yīng)將型材大面朝下，增加型材的穩(wěn)定性（圖5d）。 總 之，單孔型材?？椎牟贾茫瑧?yīng)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(chǎn)品的質(zhì)量，同時，也應(yīng)考慮模具的強(qiáng)度和流速，有時也采用多孔模擠壓。 圖 4 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 9 具的工作條件及其結(jié)構(gòu)分析 在擠壓過程中，模具的工件條件是十分繁重的，擠壓產(chǎn)品的規(guī)格大，形狀復(fù)雜，尺寸精 度 要求較高。下面簡單分析一下鋁合金擠壓模具的工作條件： （ 1） 承受長時間高溫作用。金屬的熱擠壓是在高溫下進(jìn)行的。擠壓前的鑄錠加熱溫度，鋁合金為 400 450，加上在擠壓過程 中由于摩擦生熱與變形功熱效應(yīng)產(chǎn)生的溫升，更提高了金屬的變形溫度。直接與高溫鑄錠接觸，并參與變形的模具的表面溫度有時局部會高達(dá) 550，承受高溫作用的時間一般為幾分鐘到幾十分鐘，對于擠壓速度慢的難變形鋁合金來說，有時長達(dá)數(shù)小時以上。長時間的高溫作用，大大地惡化了金屬與工具之間的摩擦條件，降低了工模具材料的強(qiáng)度，以至于產(chǎn)生塑性變形，加速其破損。 （ 2） 承受長時間高壓 作用。為了實現(xiàn)擠壓變形，金屬和工具都需要承受很高的壓力。 模具在擠壓時需要承受很高的單位壓力，加上高溫和長時間的作用，有時甚至?xí)^模具材料的許用應(yīng)力 而損壞。 （ 3） 承受高溫高壓下的高摩擦作用。鋁合金在擠壓時的主要特點之一是極易與模具表面產(chǎn)生“粘結(jié)”作用，即在高溫高壓作用下，合金中的 溶質(zhì)子滲透到模具表面層而產(chǎn)生焊合作用。在高溫高壓作用下，這些粘附的金屬層不斷形成，又不斷被破壞，經(jīng)多次反復(fù)磨損，而引起模具失效 3。 對于這種大懸臂的 鋁合金門窗 型材模具，若采用普通平模的設(shè)計結(jié)構(gòu)， 其底部壁厚與齒部壁厚相差懸殊，而懸臂又比較長，使葉片底部的擠壓阻力極大，致使危險斷面的斷裂系數(shù)增大，使模具的擠壓壽命極大地降低。 擠壓模具的設(shè)計原則： （ 1） 擠壓模具的 工作部分上、下模材料應(yīng)具有較高的強(qiáng)韌性、耐磨性以及熱硬性。 （ 2） 上、下底板一般不采用鑄鐵而采用有足夠厚度和強(qiáng)度的鋼材料制成。 （ 3） 模具成形部分的兩面交接處，應(yīng)采用圓角過渡，避免應(yīng)力集中而使模具耐用度和壽命降低。 （ 4） 模具下、上模與上、下底板之間一定要設(shè)計有足夠大的支撐面和一定厚度的淬硬壓力墊板。 擠壓模具在擠壓過程中，承受了很高的擠壓力。單位擠壓力可高達(dá) 2000此大的擠壓力使模具的壽命受到嚴(yán)重的影響。為此，設(shè)計擠壓模具時應(yīng)滿足以圖 5 復(fù)雜不對稱單孔型材?？椎呐渲?10 下要求： （ 1） 上模、下模和頂出機(jī)構(gòu)應(yīng)具有相應(yīng)的強(qiáng)度性能。 （ 2） 模架應(yīng)具有一定的通用性。 （ 3） 各工作元件裝卸要穩(wěn)定、可靠和簡便。 （ 4） 導(dǎo)向系統(tǒng)要精確，并具有足夠的剛度與強(qiáng)度。 （ 5） 模具結(jié)構(gòu)要便于實現(xiàn)機(jī)械化，自動化生產(chǎn)。 （ 6） 模具制造要方便，成本要低。 因此，必須合理解決模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、材料的選擇，制造工藝及熱處理等問題。 圖 4 模具裝配圖 定擠壓件截面圖 鋁合金門窗 模具 的截面圖如下所示： 型材的總長為 高為 60有 24個懸臂，且每個懸臂的伸出長度不同，總體呈圓弧形分布。 圖 5 鋁合金門窗 模具 截面圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 定擠壓方式 擠壓成形的過程中，擠壓設(shè)備通過擠壓模具對擠壓坯料施加擠壓力使其變形，而被擠壓材料對模具施以反作用力以反抗變形。如果模具的承載能力大于擠壓力，就可以順利地擠壓出工件，如果模具的承載能力小于擠壓力，將會使模具損壞。因此，為了擠壓能夠順利進(jìn)行，必須合理地選擇擠壓方法，合理地安排擠壓工藝，合理地設(shè)計擠壓模具結(jié)構(gòu)。 鋁合金門窗 模具 的外表面即為工件表面，為了 達(dá)到更好效果 ，要求不能過于粗糙。各懸臂之間應(yīng)有均等的尺寸，以避免造成局部溫度過高，影響汽車的正常工件。有色金屬采用熱正擠壓所能夠達(dá)到的表面粗糙度 為 樣的精度能夠滿足 鋁合金門窗 模具 的使用要求。 生產(chǎn)實踐證明，熱擠壓是一種生產(chǎn)效率高、勞動強(qiáng)度低、加工質(zhì)量好、省料、省工和成本低的金屬壓力加工方法。 在生產(chǎn)實踐中，采用熱擠壓模具，只需要調(diào)換上模和下模便可以生產(chǎn)同類型的不同擠壓件，節(jié)省了模具設(shè)計、制造、安裝和調(diào)整的時間，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。 鋁合金門窗 模具 的材料為 6063鋁合金，采用熱正擠壓能夠滿足產(chǎn)品的尺寸精度和表面粗糙度的要求。 定擠壓件的毛邊形式的尺寸 鋁合金門窗 模具 擠壓件形狀比較復(fù)雜，須開設(shè)適當(dāng)?shù)臋M向飛邊槽。該擠壓件的徑 向公差為 度方向的公差為 壓件橫向飛邊的寬度和厚度的取值分別為 c=12t=壓比 r=A。 /A=10 (A。為坯料面積； 。當(dāng)擠壓比 r 15，擠壓件容易出現(xiàn)端部飛邊。 定擠壓件所用的坯料的形狀和尺寸 該擠壓件的外接圓直徑為 此可選用 230800063鋁合金鋁棒作為擠壓件的坯料。要求鋁棒的直徑不能過大，因為如果 直徑太大材料過多對擠壓時的流通不利，嚴(yán)重時會模具造成損壞，降低模具的壽命 ，直徑過小又會影響到生產(chǎn)效率 。圓形的鋁棒更方便進(jìn)行裝填、擠壓。 定擠壓時所需的擠壓力，選擇 擠壓 設(shè)備 鋁合金門窗 模具 擠壓件的材料為 6063鋁合金，終止擠壓溫度不低于 480， 6063鋁合金材料的屈服點 =90有 : 3) (1) P 正擠壓力， D 正擠壓模上模的工作直徑， d 正擠壓模下模的工件直徑， 12 擠壓終了溫度時金屬材料的抗拉強(qiáng)度， 了選擇合適的設(shè)備，擬訂合理的工藝，設(shè)計先進(jìn)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 )2230(10 (2) 擠壓比 r15 其中 對于某一特定型材來說 , 其截面積是一定的 , 也就是說 , 對某一型材 , 其擠壓比是正比于擠壓筒的截面積 , 實際生產(chǎn)中 , 型材截面積越大 , 就要選用越大擠壓筒根據(jù)擠壓力的大小和擠壓 比的數(shù)值 ，根據(jù)所計算的數(shù)據(jù)選擇擠壓機(jī)為2600壓擠壓機(jī) （油壓） 。 據(jù)熱擠壓件的 尺寸，設(shè)計 擠壓模具的工作部分 計上模結(jié)構(gòu) 考慮到擠壓工件的直徑比較大，因此上模采用 適合 的 導(dǎo)流 孔結(jié)構(gòu)，這樣更有利于擠壓時金屬的流入。這種 導(dǎo)流 模的設(shè)計結(jié)構(gòu)，將型孔壁厚較厚的部分設(shè)計在上模 導(dǎo) 流橋的遮擋之下，使其起到阻礙金屬流動的作用，從而降低此處金屬的流動，使型材擠出時趨于平穩(wěn)。這種設(shè)計結(jié)構(gòu)，可以有效地減小大懸臂型材模具危險斷面的斷裂系數(shù)，增強(qiáng)模具的強(qiáng)度。 由于擠壓型材的截面積較 大，在設(shè)計上模時，為了使 金屬能夠充分填充到?？椎母魈?，將上模的導(dǎo) 流口設(shè)計成帶有斜度的擴(kuò)展形式。 （ 1） 擠壓上模在最后加工后，工作部分應(yīng)加工出光滑的圓角過渡，其直徑大小變化程度要小，以防止在使用時由于壓力集中而使上模被擠裂破壞。 （ 2） 上模經(jīng)最后磨削加工后，工作部分與緊固部位應(yīng)保持同軸，工作部位的形狀也應(yīng)嚴(yán)格保持對稱，否則不僅會使被擠出的制件壁厚不均，而且上模本身也易于單邊受力過大而被折斷。 （ 3） 上、下模在磨削加工前，表面粗糙度值 面不允許有下、上不平現(xiàn)象。上、下模留磨余量應(yīng) 削后應(yīng)進(jìn)行研磨拋光 ，研磨量應(yīng)小于 磨后的表面粗糙度為 從增大導(dǎo)流比、降低擠壓力來考慮，導(dǎo) 流橋?qū)挾?從改善金屬流動均勻性來考慮，?？鬃詈檬艿椒至鳂虻恼诒危瑒t 般?。?買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 0545203 （ 3） 其中 分流橋的斜度，對焊縫質(zhì)量有 直接的 影響，一般取 =45；對難擠壓的型材取 =30，橋底圓角 R=2 5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 （ 4） 取值為 45。 設(shè)計的上模如下圖所示： 圖 6 上模結(jié)構(gòu) 上模結(jié)構(gòu)采用了保護(hù)式帶擴(kuò)展的分流模，這樣設(shè)計的目的是：消除模具在擠壓過程中，分流橋由于發(fā)生彈性變形而彎曲，從而產(chǎn)生較大的變形應(yīng)力，為了能更好地消除這種應(yīng)力，提高各分流橋的強(qiáng)度，在保護(hù)模與上模相配合的端面上，設(shè)計成一個梯形面，從而對下模起到有效的保護(hù)作用，提高了模具的使用壽命，同時也有利于金屬的流動與焊合。 計下模結(jié)構(gòu) 考慮到擠壓件的截面積 較大，在下模上應(yīng)設(shè)計有焊合室。 焊合室的形狀，入口方式，尺寸大小，對于金屬流動，焊接質(zhì)量，擠壓力的大小有很大的影響。 常用的焊合室截面形狀有圓形和蝶形兩種，當(dāng)采用圓形焊合室時，在在兩分流孔之間會產(chǎn)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(zhì)量。蝶形焊合室有利于消除這種死區(qū)，提高焊縫質(zhì)量，為了消除焊合室邊緣與?？灼矫嬷g的接合處的死區(qū)，可采用大圓角（ R 5 20 不同壁厚和斷面形狀的型材對擠壓力的影響不同，型材壁薄時，擠壓力必然升高，即達(dá)到一定擠壓力時金屬才能焊合，在這種情況下焊合室不宜過高 ；但當(dāng) 14 型材壁厚較厚時，不能形成高的擠壓力，金屬就難以焊合，這時焊合室要高一些。合理的模橋結(jié)構(gòu)與焊合室高度，可以保證在一定的靜壓力下，使金屬焊合時間盡量延長，金屬流對工作帶的沖擊相對減少，避免金屬以很快的速度在短時間內(nèi)焊合，形成尖銳界面。 除了焊合室的高度以外，焊合室的外形尺寸也是一個很重要的因素。焊合室過小，容易影響金屬流動，導(dǎo)致金屬流動不均勻，但外形尺寸過大，超出型孔尺寸時，既不利于邊部金屬流動，又容易在邊部形成死區(qū)，這兩種情況都不利于金屬流動的穩(wěn)定性。 為了獲得高強(qiáng)度的焊縫，在焊合室中必須建立一個超過擠 壓金屬屈服強(qiáng)度10 20倍高的靜水壓力。隨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(yīng)增大，一般情況下，焊合室高度應(yīng)大于分流橋?qū)挾鹊囊话?。在很多情況下，可根據(jù)擠壓簡的直徑來確定焊合室的高度 4。 由于模具的齒頂部是最不易填充的部位，為了使此處填充充分， 需要注意 此處的流速。另外 ， 假 分流模下模焊合室的設(shè)計結(jié)構(gòu)不同于常規(guī)形式的導(dǎo)流模結(jié)構(gòu)，與上模的導(dǎo) 流口尺寸不是完成對應(yīng)的，在焊合室上、下寬度的取值上，依據(jù)散熱器型材寬度，按平模導(dǎo)流口的設(shè)計形式取值，這樣有利于齒頂部不易填充部分的充分填充。 在下模工作帶 高度的選取上，為了使刑材擠出時各部流動的速度均勻、擠出乎穩(wěn)，將被模體遮蓋住部分原齒部工作帶設(shè)計為最小，其余?？赘鞑康墓ぷ鲙В雌渌幠？椎奈恢?、形狀、壁厚等做相應(yīng)的調(diào)整和選擇，確保其擠壓速度趨于一致。 工作零件上、下模工作部分形狀對擠壓影響極大，合適的工作部位及形狀，可以改善金屬的流動，減少擠壓力，提高模具的使用壽命。因此，設(shè)計時必須合理選用其形狀和尺寸。上、下模除保證其設(shè)計精度外，還應(yīng)注意到其工作部位盡量采用圓角過渡，以防由于直徑的劇烈變化使應(yīng)力集中，導(dǎo)致模具在工作時破損。為了減少擠壓力和摩擦力，并且 便于取出制品同時不影響精度，在設(shè)計時，上、下模應(yīng)設(shè)有一定的脫模斜度 。 圖 7 下模結(jié)構(gòu) 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 合理設(shè)計工作帶也是模具設(shè)計的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 工作帶長度是設(shè)計型材模孔最重要的幾何參數(shù)之一，它直接影響著制品的質(zhì)量，如暗紋、刀彎、扭擰、波浪、麻點等缺陷幾乎都是由工作帶的設(shè)計與制造不合理所引起的。 根據(jù)過去擠壓產(chǎn)品的經(jīng)驗 , 擠壓時金屬在擠壓筒中心流動是非常容易的 , 但是越接近擠壓筒內(nèi)壁處 , 金屬的流動性逐漸降低。 工作帶對金屬流動起阻礙作用，增加工作帶長度可以增大摩擦阻力，使向該處流動的供應(yīng)體積中的流動靜壓力增大，迫使金屬向阻力小的部位流動，從而使型材整個斷面上金屬流童趨于均勻。對于外形尺寸較小，對 稱性較好，各部分壁厚相等或近似相等的簡單型材來說，?？赘鞑糠值墓ぷ鲙Э?取相等或基本相等的長度，依金屬種類、型材品種和形狀不同 。 由于散熱片的截面積較大，要求較高，為了保證擠壓產(chǎn)品的質(zhì)量，下模工作帶長度取 110 下模焊合室采用了二次焊合的結(jié)構(gòu)，即在第一個焊合室的出口平面挖下去 5比型孔各邊均大 6的是保證擠壓充填時具有良好的焊合質(zhì)量，合理控制金屬的流速 ，避免發(fā)生擠壓產(chǎn)品的懸臂邊緣處有暇疵，而造成產(chǎn)品報廢。 孔尺寸的設(shè)計 由于本設(shè)計工件的形狀復(fù)雜，外部尺寸大，壁厚很薄，并要求在保證強(qiáng)度的情況下盡量減輕重量，減少用材和降低成本。因此，外形和壁厚尺寸可按下偏差考慮。在模具設(shè)計時，主要考慮工件冷卻后的收縮量和拉矯后的縮減量。模具外形的?？壮叽?60 1 00 （ 6） 其中 外形的工稱尺寸； 鋁合金一般取 用的 6063合金，可取 K=件壁厚的?？壮叽?（ 7） 其中 是壁厚模孔尺寸增量，當(dāng) 3= =。 孔工作帶長度的確定 確定平面分流組合模的模腔工作帶要比平面模要復(fù)雜的多，根據(jù)過去擠壓產(chǎn)品 的經(jīng)驗 , 擠壓時金屬在擠壓筒中心流動是非常容易的 , 但是越接近擠壓筒內(nèi) 16 壁處 , 金屬的流動性逐漸降低。同樣地 , 當(dāng)?？谂c模具中心距離相同 , 金屬經(jīng)過模口的流動性幾乎沒有例外地與?？诘南嚓P(guān)尺寸成正比。 當(dāng)采用單孔模擠壓時，可按單一同心圓規(guī)則來確定模孔工作帶的長度。確定模孔工作帶長度時，先以整個型材斷面上金屬最難流出處為基準(zhǔn)點，該處的工作帶長度一般為該處型材的 基準(zhǔn)點相鄰區(qū)段的工作帶長度可為基準(zhǔn)點的工作帶長度加上 1型材壁厚相同時，與模子中心（與擠壓筒中心重合）距離相等處其工作帶長度 相同；由模子中心起，每相距 10心圓半徑）工作帶長度的增減數(shù)值可按表 1所列數(shù)值進(jìn)行確定；當(dāng)型材壁厚不相同時，?？坠ぷ鲙чL度的確定除應(yīng)遵循上述規(guī)則外，還要依據(jù)設(shè)計者的經(jīng)驗進(jìn)行恰當(dāng)確定。 計算模具工作帶時 , 首先按上述基本原理考慮 ,?？诓季?, 然后按照?？诔叽绾湍＞咧行牡木嚯x確定工作帶。 平面分流組合模的工作帶長度應(yīng)較平面模的大些，這對金屬的焊合有好處。 因用平面分流組合模擠壓的制品壁厚都比較薄，故空刀結(jié)構(gòu)應(yīng)合理選擇。當(dāng)制品壁厚大于 2可采用容易加工的空刀結(jié)構(gòu)（如圖 a,，當(dāng)壁厚小于 2 或帶有懸臂處和危險斷面處可用圖 (c ,d )型空刀結(jié)構(gòu)，為降低工作阻力，增加其強(qiáng)度，工作帶出口處應(yīng)作 1 3的斜角。 由以上所述，我們在進(jìn)行模具設(shè)計時應(yīng)注意以下幾點： （ 1）模橋結(jié)構(gòu)、焊合室高度，以及焊合室處形尺寸的設(shè)計要充分考慮型材壁厚和斷面形狀對金屬流動性的影響，保證金屬焊合充分，流動均勻。 （ 2）工作帶的設(shè)計要盡量短，并在保證平滑、逐漸過渡的前提下，盡量減少落差。另外，工作帶出口處形成一小半徑弧形，有助于金屬 在?？妆砻婧凸ぷ鲙П?1 ?？坠ぷ鲙чL度增減值 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 之間的過渡處流動，并可減少工作帶出口處的毛刺，從而減少產(chǎn)生型材表面暗紋缺陷的機(jī)會 （ 3）對某些實心型材，采用假組合模設(shè)計（陽模陰模）比平模設(shè)計效果好一些。 （ 4）設(shè)計模具出口帶時，可采取一定錐度，以保證不擦傷型材。 b 圓弧切口 a 直線切口 d 圓弧與斜度組合切口 18 合室設(shè)計 焊合室的形狀，入口方式，尺寸大小，對于金屬流動，焊接質(zhì)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(dāng)采用圓形焊合室時，在兩分流孔 之間會產(chǎn)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(zhì)量。蝶形焊合室有利于消除這種死區(qū)，提高焊縫質(zhì)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?qū)⒑负鲜业娜肟谔幾鞒?15 左右的角度，同時，在與蝶形焊合室對應(yīng)的分流橋根部也作成相應(yīng)的凸臺，這樣就改善了金屬的流動，減少了擠壓阻力。因此，這里我們選用蝶形截面的焊合室。 本設(shè)計把焊合室設(shè)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，焊接的質(zhì)量就越高，可能采用的擠壓速度就越大。合理的設(shè)計焊合室的高度具有重大的意義，當(dāng)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(dǎo)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(qiáng)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(qiáng)度 1020倍高的靜水壓力。隨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(yīng)增大，一般情況下 ，焊合室高度應(yīng)大于分流橋?qū)挾鹊囊话搿τ谥行⌒蛿D壓機(jī)來說，焊合室高度可取 10 20 10倍。在很多情e 工作帶有斜度的圓弧切口 圖 6 平面分流?？盏督Y(jié)構(gòu)圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 19 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?nèi)『负鲜业母叨葹?0 度校核 流橋彎曲應(yīng)力的校核 按兩端固定，均勻載荷的簡支梁計算，校對模具厚度 H： i n （ 8） 其中 危險斷面之間的距離）； b是模具材料在工作溫度下的許用應(yīng)力，在 450500下，對 3 b=1000。 流孔道抗剪應(yīng)力的校核 7