【正文】 建筑鋁合金型材（窗用）的模具設計摘 要為了適應不同的地區(qū)、不同系列、不同用途的門窗結構以及其他的建筑結構需要，建筑鋁合金型材的品種繁多，規(guī)格的范圍也是十分的寬廣。據不完全的統(tǒng)計，世界上已經出現了上萬種建筑型材。建筑鋁合金型材一般采用擠壓的方法得到，而擠壓工模具對于實現整個的擠壓過程是有著十分重要意義的。 工具和模具結構的合理性是實現任何擠壓的工藝過程的基礎。因為工模具結構是傳遞擠壓力以及使金屬產生擠壓變形的關鍵部件；模具是使產品成形，并保證正確的形狀、尺寸以及精度的基本部分；同時模具是保證擠壓產品的內外表面質量中最重要因素之一；并且在一定程度上，模具可以控制產品的力學性能和內部組織。因此，合理的擠壓模具設計可以說是實現擠壓生產中高產、低耗、優(yōu)質的最重要保證之一。本文論述了鋁合金擠壓模具設計的現狀與發(fā)展趨勢，介紹了擠壓模具設計的步驟和關鍵點。結合型材的特點設計了模具的分流孔、分流橋、模芯、焊合室、模孔、工作帶和空刀的結構與尺寸。關鍵詞：建筑鋁合金型材；擠壓模具設計；平面分流模 Design of extrusion die for aluminum alloy section for windows of buildingsAbstractIn order to adapt to different regions, different series and different uses of doors ,windows and other architectural structures’ needs, architectural aluminum profiles and the range of specifications is very wide. According to inplete statistics, the world has been out of the tens of thousands kind of building profiles. Architectural aluminum profiles generally are used by extrusion, and extrusion tooling is great significance to the whole of extrusion process. The consistency of tool and die structure is the basis of achieving any foundation extrusion process. Because the die structure is the key ponents of passing extrusion pressure and producing metal extrusion。 Mold is the essential part of ensuring product’s correct shape, size and precision。 The same time, mold is the most important factors to ensure the surface quality of the inner and outer of extrusion product 。 The mold can control the mechanical properties and internal organization. Therefore, reasonable extrusion die design is one of the most important assurance of achieving extrusion production high yield, low cost and high quality.This paper discusses the situation and development trend of aluminum extrusion die design, and introduces the steps and key points of extrusion die design. The paper design the structure and size of mold sections’ diversion hole, split bridge, mold cores, welding chamber, the die hole, working part and empty knife.Key Words: Architectural aluminum profile；Design of extrusion die；Planar porthole die目 錄摘 要 IAbstract II第一章 緒論 1 概述 1 模具在鋁合金擠壓生產中的重要作用與特殊地位 1 國內外鋁合金擠壓模具技術的現狀與發(fā)展趨勢 2 2 3 7 建筑型材的模具設計 7 8 8 建筑鋁合金型材模具設計重點與難點 8第二章 鋁型材擠壓工藝 10 鋁型材模具的設計原則 10 10 10 12 確定采用平面分流模的原則 12 模具材料的選擇 13 13 14 15第三章 鋁型材擠壓模具設計 17 制品的分析 17 制品尺寸分析 17 制品結構分析 17 擠壓設備的選擇 18 擠壓系數 18 填充系數 19 擠壓力的計算 19 型材模具結構 19 模具外徑 20 模具厚度 20 上模設計 20 20 分流橋的設計 22 模芯的設計 22 下模設計 23 23 25 28 29 定位的設計 29 29 30 30 強度校核 30 30 31第四章 零件圖和裝配圖 32 32 33 34結 論 35致 謝 36參考文獻 3735 / 39第一章 緒論 概述鋁型材的擠壓是指使鋁合金的高溫鑄坯通過專用模具（機頭），在擠壓機提供的強大壓力的作用以及給定速度下，將鋁合金從模腔中擠出，來獲得所需要的形狀、尺寸和具有一定力學性能的鋁合金擠壓型材[1]。鋁合金型材擠壓的成型過程是非常復雜的，除圓形截面的鋁型材擠壓是屬于二維軸對稱的問題外，一般而言，其它形狀鋁型材擠壓是屬于三維流動的大變形問題。因此，擠壓模具設計制作的質量及其使用壽命就變成了擠壓過程是否經濟可行的關鍵之一。合理的設計和制造是能大大的延長模具壽命的，同時對提高生產效率、降低成本及能耗具有重要的意義。合理的模具結構是實現任何一種擠壓工藝過程的基礎。目前，我國型材的擠壓模具設計還基本上停留在依靠傳統(tǒng)的工程類比及設計經驗積累上，所設計制造的模具必需經過反復的試模與調整，才可以保證其投入使用的成功，造成了企業(yè)不定時的停工待模，影響正常的生產，與此同時會造成擠壓產品的質量不高，模具的使用壽命不長等諸多的缺陷。因此，由于鋁合金型材的產品不斷的向著大型化、薄壁化、扁寬化、復雜化、高精化和多功能、多用途、多品種、長壽命的方向發(fā)展，促使傳統(tǒng)模具設計方法的改進成為了現在鋁合金型材工業(yè)發(fā)展的需求。 模具在鋁合金擠壓生產中的重要作用與特殊地位在現代化大生產中，工具和模具是對實現整個擠壓的過程有十分重要意義的，工具和模具結構的合理性是實現任何擠壓的工藝過程的基礎，因為工模具結構是傳遞擠壓力以及使金屬產生擠壓變形的關鍵部件；模具是使產品成形，并保證正確的形狀、尺寸以及精度的基本部分；同時模具是保證擠壓產品內外表面質量中最重要因素之一。工模具的結構、形狀以及尺寸的合理性，可在一定程度上控制產品的內部組織和力學性能，尤其是在控制空心制品力學性能和焊縫組織的方面，分流孔大小、數量、形狀以及分布的位置，焊合腔形狀及尺寸、模芯結構等等起著決定性作用；模子、擠壓筒和擠壓墊片的結構形狀、尺寸和表面的質量，是對控制產品的縮尾和粗晶環(huán)、成層等等缺陷也會有一定作用；模具結構形狀和尺寸是對金屬的流變、應力一應變場、擠壓溫度一速度場等等都有很大的影響，從而對于提高生產效率、減少能耗以及產品質量是有重大作用的；工模具設計的合理性對于提高其裝卸和更換速度，改善勞動條件，減少輔助時間以及保證生產的安全等方面有重大意義。新型的工模具結構，對開發(fā)新工藝、新產品，研制新設備和新材料，不斷的提高擠壓技術中起著很大作用。例如扁擠壓筒、組合模、舌型模、變斷面模、多層預緊應力模等，扁擠壓筒，高比壓的優(yōu)質圓擠壓筒以及異形管材模、特種型材模設計與制造的技術等等是鋁擠壓生產中的關鍵技術和核心。其中的技術含量是在整個的擠壓技術中占據有很大比例的。而對中等批量擠壓產品來說，工模具的成本是占總成本30％左右。如果將其使用的壽命提高5~10倍，則產品成本可以大幅度的下降。因此，模具是質量以及使用壽命可以說是評價某一種擠壓方法或者擠壓工藝的經濟可行決定因素之一，合理的模具設計是實現鋁合金擠壓生產中高產、低耗、優(yōu)質的最重要保證之一[2]。 國內外鋁合金擠壓模具技術的現狀與發(fā)展趨勢 工模具的設計一般是包括設計方法和設計理論的選擇，模具的結構設計算以及尺寸確定，模具材料的選擇，強度的校核和經濟的技術指標評價等等。模子、擠壓墊片、擠壓筒內襯、穿孔針等是直接參與到金屬變形的工具，這種設計與一般的機械零件設計是不同，它是一種介于壓力加工與機械加工之間的工藝性設計。不僅需要考慮機械設計應該遵循的原則，而且需要擠壓條件下的各種工藝性因素。因此，模具的設計遠遠要比其它的工具設計復雜，要設計出經濟并且合理的擠壓工模具是一件非常困難的工作[3]。在擠壓技術的發(fā)展初期，一般是根據機械的設計原理，采用古典的強度理論與設計者實踐的經驗結合來設計管材、棒材以及普通的實心型材的模子。隨著擠壓基礎理論和彈性理論的發(fā)展,許多新的實踐方法和理論已經開始用于擠壓模具的設計及計算。例如工程計算法、光彈光塑法、金屬流動的坐標網絡法、滑移線法、上限理論和密柵紋云法等都被廣泛的用來確定工模具的工藝要素、結構以及強度的校核。近些年以來，計算機虛擬設計、熱擠壓模擬法以及有限元法等發(fā)展的很快，同時也取得了良好的效果。由于電子計算機技術發(fā)展，擠壓工模具的計算機輔助設計(CAD)的技術已經開始進入實用的階段，促使擠壓工模具的設計來到了一個嶄新時代。現在，在工業(yè)發(fā)達的國家，擠壓工模具的設計已經不再是只憑經驗的手工操作，而是變成了連續(xù)進行的