實(shí)心型材模具設(shè)計(jì)及空心型材模具設(shè)計(jì)講解學(xué)習(xí).doc

1、精品文檔實(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(duì)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精品文檔精品文檔現(xiàn)有設(shè)備表 3設(shè)備噸位擠壓筒直徑D0擠壓截面積F0錠坯尺寸Dd| Ld冷床長(zhǎng)填充系數(shù)壓余厚最大擠壓比最大外接圓直徑加D 外 max工擠一根最范小制品斷圍面積F 制 min500T800T1630T9512518770851226627451120X 400/450178X 540/600/660

2、90x270/32026m32m44m1.1141.0851.10420253097.48273.66595147721503722.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填充填充壓余切壓擠壓比制品成成品成材率序D0DdLd單重后長(zhǎng)y余后長(zhǎng)品重W 制/Wd號(hào)(F0)(mm)系數(shù)厚 h(mm)w d度 Le(mm)的有L 制數(shù)W 制( )K精品文檔精品文檔效長(zhǎng)nx6(kg)度 Ld(m)(m)12345 125/12040012.201.0853692534418

3、.7236.44000 125/12045013.731.0854152539018.7237.30110.5776.69 187/17854036.301.1044853045541.9019.06331.7287.38 187/17860040.301.1045443051441.9021.53331.7278.71 187/17866044.401.1045983056841.9023.80331.7271.44最后選擇成才率最高的 87.38對(duì)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=*K F( +4L/D)F=A*

4、P表征擠壓難易程度的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，對(duì)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，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(zhǎng)度，mm,即填充后長(zhǎng)度Le精品文檔精品文檔Kf 查表取 16取 0.30故 P=1.116( 41.90+4 0.30 485/178)=120.3175MPaF=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

5、.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(duì)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，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500T800T1630T精品文檔精品文檔12H160 180210 250310 350 190240340H2809090100110150H35060506060 80擠壓模具的尺寸如下表表 6設(shè)備噸位500T800T1630Td1/d2135/145165/ 175250/ 2602025253030 40h112121312 135. 實(shí)心模尺

6、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 =41.90mm902). 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=100H3=60H1=30模子外形尺寸的確定（如下圖）精品文檔精品文檔2dh1依據(jù)表 6 的數(shù)據(jù)可以確定d1=250 d2=260 h 1=12 h 2=40 3) 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=A 0+M+( +K T )A0 KT =tt 11假設(shè) t 1=400故 KT 0.007Ky 和 Kp 的值查書，計(jì)算得到

7、 :尺寸 10 的縱向?？壮叽鐬?:H1=10（ 0.00550.0070.007）1010.19 尺寸 20 的縱向模孔尺寸為 :H2=20（ 0.00550.0070.007）2020.39 尺寸 15 的橫向?？壮叽鐬?:B1=15（ 0.00650.00750.007） 1515.32 尺寸 50 的橫向?？壮叽鐬?:精品文檔精品文檔B2=50（ 0.00650.00750.007） 5051.05 尺寸 5 的橫向模孔尺寸為 :B3=5（ 0.00550.0070.007） 55.49 尺寸 5 的縱向?？壮叽鐬?:B4=5（ 0.0150.0150.007） 5=5.185mm型材

8、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）精品文檔精品文檔壓力中心的計(jì)算：用CAD 測(cè)量計(jì)算得 :5). 定徑帶長(zhǎng)度的確定由于是等壁厚型材，故定徑帶長(zhǎng)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。精品文

9、檔精品文檔（2）模子強(qiáng)度的校核對(duì)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*l2 )/2抗彎斷面系數(shù)為： W=b*h2 /6則彎曲應(yīng)力為彎 =M/W=3*p*l 2 *a/(h 2 *b) 彎 3 pa固模具的最小厚度為hmim =l *b彎 式中h mim 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(zhǎng)度，即槽形型材的槽深尺寸，mmP擠壓筒的比壓，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模孔懸臂梁根部斷面出口處的寬度，

10、mm,b=a-2c,C?？讘冶哿焊砍隹诳盏冻叽纾ㄒ话闳?.5-3 ），mm 彎 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 450-5000 C 下, 取 彎 =600Pa精品文檔精品文檔符合要求q * l 4模子的最大撓曲變形按如下公式計(jì)算最大8e* j最大 懸臂梁端部最大撓度，mml 懸臂梁長(zhǎng)度， mmq等于 Q/l ，懸臂梁?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度上的壓力，N/mmE模具材料的彈性模量2.210 5 MPa3J懸臂梁斷面慣性矩，J= b * h12B,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(duì)于抗剪強(qiáng)度的校核 ,

11、 取角型材斜邊為危險(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精品文檔精品文檔抗彎斷面系數(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 * l 4）/ ( 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)精品文檔精品文檔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模孔外接圓直徑取D 外75 根

12、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 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)算列表如切壓填充填充壓余余后制品成品成品成材序號(hào)D0D dLd單重后長(zhǎng)擠壓系數(shù)厚 hy的有w d度 Le比長(zhǎng)數(shù)重率K效長(zhǎng)度 L d1212040012.21.0853692534418.726.44000125/12045013.731.0854152539018.727.3110.5776.69125/精品文檔精品文檔354036.31.1044853045534.8915.9225.3469

13、.8178187/460040.31.1045443051434.8917.9225.3462.9178187/566044.41.1045983056834.8919.8338.185.8178187/最后選擇成才率最高的85.8對(duì)應(yīng)的方案 3即 1630T 的擠壓設(shè)備錠坯尺寸為： Dd X Ld=178X 660mm =34.8893. 擠壓力的計(jì)算根據(jù)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)公式P=*K F( +4L/D)F=A*P表征擠壓難易程度的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，對(duì)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

14、），MPa摩擦系數(shù)L鑄錠敦粗后額長(zhǎng)度，mm精品文檔精品文檔Kf 查表取 16取 0.30故 P=1.516( 34.889+4 0.30 544/187)=169.0MPaF=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(jiǎn)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(jiǎn)圖如前2dh1圖 4精品文檔精品文檔依據(jù)表 6 的數(shù)據(jù)可以確定設(shè)備噸位500T800T1630Td1/d2135/145165/ 17

15、5250/ 2602025253030 40h112121312 13d1=250 d2=260 h 1=12 h 2=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(duì)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= 10 F 制 530.14 10=5301.4mm23). 分流孔位置的確定分流孔中心圓的直徑D分 0.7D0=0.7 187=130.9 mm暫時(shí)先取其外接圓直徑為148mm確定 a 的

16、大小如圖精品文檔精品文檔依據(jù)經(jīng)驗(yàn) a 一般取 25 ，有的取 8 . 本設(shè)計(jì)取 8 4). 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 2 4，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，但為了改善金屬流動(dòng)的均勻性，?？鬃詈檬艿椒至鳂虻恼诒危瑒tB 應(yīng)該選擇得寬些，一般?。築=b+(320)本設(shè)計(jì)采用倒梯形結(jié)構(gòu)，取B=26 見下圖圖 10精品文檔精品文檔6). 焊合室焊合室的形狀和大小對(duì)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=

17、14，形狀為碟形如圖：圖 116. 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+KA0精品文檔精品文檔A- 制品外形的?？壮叽鏏0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模具圖如下精品文檔精品文檔7. ?？坠ぷ鲙чL(zhǎng)度hg 的確定由于本型材制品的對(duì)稱性較好，外形相對(duì)較小，一般可取28 ，生產(chǎn)實(shí)踐中對(duì)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(tái)長(zhǎng)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?？字H，故強(qiáng)度的校核主要是爭(zhēng)對(duì)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=L P/2* b精品文檔精品文檔式中 : Hmin=分流橋的最小高度L 分流橋?qū)挾?,經(jīng)計(jì)算 L=80mmP 擠壓機(jī)的最大的比壓P=163010009.8/27451=581.91 b模具材料在溫度下