【正文】 由于時(shí)間不能完全自己支配和知識(shí)的不全面等因素，曾經(jīng)一度給我?guī)?lái)很多煩惱，后來(lái)發(fā)現(xiàn)帶著情緒工作不僅沒(méi)有效率也沒(méi)有質(zhì)量，且生活變得雜亂無(wú)章，后來(lái)調(diào)整心態(tài)后，慢慢的就習(xí)慣了節(jié)奏，自己既能快樂(lè)的工作又能快樂(lè)的生活。 （ 4） 做設(shè)計(jì)要有根據(jù)，不能想當(dāng)然，憑空想象。不然把所有工作都堆積到最后是很被動(dòng)的。近幾年來(lái)，已逐漸被 4Cr5MoSiV1 鋼所取代。另外，這些高合金的鉻 鎢含量鋼對(duì)急劇的溫度變化是十分敏感的，并且在 400～ 600 度的工作溫度范圍內(nèi)會(huì)發(fā)現(xiàn)明顯的脆化。目前，擠壓鋁合金多采用熱加工模具鋼。如 反擠壓軸的特殊結(jié)構(gòu)，裝在其中的模子、密封環(huán)和填充塊都要受到很大的壓力，故一般需 要采用 3Cr2W8V 或 H11～ H13（美國(guó)）材料；而普通的反擠壓軸及配套件，可用 5CrNiMo 鋼制造。我國(guó)主要采用 3Cr2W8V、 4Cr2MoSiV4Cr5MoSiV 鋼作為擠壓鋁合金的模具材料，選 擇 3Cr2W8V、 4Cr5MoSiV畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 鋁合金邊封型材擠壓 模具設(shè)計(jì) 40 5CrNiMo， 5CrMnMo作為基本工具的材料。即材料易熔煉、鍛造、加工和熱處理?？垢邿釕?yīng)力和抗止工具在連續(xù)、反復(fù)、長(zhǎng)時(shí)間使用中產(chǎn) 生熱疲勞裂紋。 （ 3）在常溫和高溫下具有高的沖擊韌性和斷裂韌值，以防止模具在應(yīng)力條件下或沖擊載荷作用下產(chǎn)生脆斷。該 型材 導(dǎo)流模設(shè)計(jì)成，如圖 3— 18 所示 : 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 鋁合金邊封型材擠壓 模具設(shè)計(jì) 35 圖 3— 18 鋁合金封邊型材 前導(dǎo)流模尺寸及形狀 、 鋁合金封邊型材 模具 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 詳圖 ： 模具結(jié)構(gòu)詳圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 鋁合金邊封型材擠壓 模具設(shè)計(jì) 36 模具 3D數(shù)控加工 詳圖 成型部分 3D數(shù)控加工 詳圖 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 鋁合金邊封型材擠壓 模具設(shè)計(jì) 37 模芯及預(yù)料部分 3D數(shù)控加工 詳圖 綜上所述，此鋁合金型材封邊模具采用 CNC 數(shù)控加工中心制作，成型部分及模芯部分位置需要線切割及 EDM 加工，此設(shè)計(jì)在加工制 作上充分考慮了機(jī)床設(shè)備的加工能力及公差誤差控制，便于加工節(jié)約成本。導(dǎo)流?；窘Y(jié)構(gòu)形式有兩種：一種是蔣導(dǎo)流模和型材模分開(kāi)制造然后再組裝成一個(gè)整體；另一種是將導(dǎo)流模和型材模加工成一個(gè)整體。 當(dāng)采用單孔模擠壓時(shí)，可按單一同心圓規(guī)則來(lái)確定模孔工作帶長(zhǎng)度 [21]，如圖 3— 16 所示。因此，模子中心區(qū)的工作帶長(zhǎng)度應(yīng)加長(zhǎng)，以增加阻礙。對(duì)于外形尺寸較小，對(duì)稱性較好，各部分壁厚相等或近似相等的簡(jiǎn)單型材而言，?？赘鞑糠值墓ぷ鲙Э扇∠嗟然蚧鞠嗟鹊拈L(zhǎng)度，依金屬種類、型材品種和形狀不同，一般可取 2～ 8mm。如圖 3— 13 所示。 圖 39 軸對(duì)稱型材?？椎牟贾? 在擠壓橫斷面尺寸對(duì)于一個(gè)坐標(biāo)軸相對(duì)稱的型材時(shí)，如果其緣板的厚畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 鋁合金邊封型材擠壓 模具設(shè)計(jì) 26 度相等或彼此相差不大時(shí)，那么?？椎呐渲脩?yīng)使型材的對(duì)稱軸通過(guò)模子的一個(gè)坐標(biāo)軸，而使型材斷面重心位于另一個(gè)坐標(biāo)軸上，如圖 3— 10 所示。擠壓筒內(nèi)徑為 115mm。由于擠壓加工突出的優(yōu)點(diǎn)，這使其成為生產(chǎn)鋁合金型材主要加工方式。一般情況下可取 6176。 模具的 H 模取決于制品的形狀、尺寸和擠壓力，擠壓筒的直徑以及模畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 鋁合金邊封型材擠壓 模具設(shè)計(jì) 23 具和模架的結(jié)構(gòu)等?？盏兜男问讲煌芍苯佑绊懙侥＞吖ぷ鲙У膹?qiáng)度。在陽(yáng)模上有分流孔、分流橋和模芯。 但是，平面分流組合模也有一定的缺點(diǎn)： （ 1）制品表面焊縫較多，可能會(huì)影響制品的組織和力學(xué)性能，不適宜內(nèi)部受壓的軍工用部件。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 鋁合金邊封型材擠壓 模具設(shè)計(jì) 20 平面分流組合模的主要優(yōu)點(diǎn)是 : （ 1）可以擠壓雙孔或多孔的內(nèi)腔十分復(fù)雜的空心型材或管材，也可以同時(shí)生產(chǎn)幾根空心制品，所以生產(chǎn)效率高，這一特點(diǎn)是橋式舌型模很難實(shí)現(xiàn)的。使用分流模擠壓的型材斷面形狀至少含有一個(gè)比閉合的框，而平模卻沒(méi)有?！?45176。因此，在一般情況下，出口帶尺寸應(yīng)比定徑帶尺寸大 3～ 6mm，對(duì)于薄壁管或變外徑管材的模子此值可適當(dāng)增大。 、 定徑帶長(zhǎng)度和直徑 ： 定徑帶又稱工作帶，是模子中垂直模子工作端面并用以保證擠壓制品的形狀、尺寸和表面質(zhì)量的區(qū)段。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 鋁合金邊封型材擠壓 模具設(shè)計(jì) 17 為了 兼顧平面模和錐形模的優(yōu)點(diǎn)，出現(xiàn)了平錐模和雙錐模。時(shí)，擠壓力出現(xiàn)最小值。 、 擠壓模典型結(jié)構(gòu)要素的設(shè)計(jì) ： 、 模角 ： 模角α是擠壓模設(shè)計(jì)中的一個(gè)最基本的參數(shù)，它是指模子的軸線與模面之間所構(gòu)成的夾角。除了合理布置模孔的位置，選擇合適的模具材料，設(shè)計(jì)合理的模具結(jié) 構(gòu)和外形之外，精確地計(jì)算擠壓力和校核各危險(xiǎn)斷面的許用強(qiáng)度也是十分重要的。 對(duì)于壁厚差很大的型材，其難于成形的薄壁部分及邊緣尖角區(qū)應(yīng)適當(dāng)加大尺寸，對(duì)于寬厚比大的扁寬薄壁型材及壁板型材的?？祝蹢l部分的尺寸可按一般型材設(shè)計(jì)，而腹板厚度的尺寸，除考慮以上公 式所列的因素外，尚需考慮模具的彈性變形與塑性變形及整體彎曲，距離擠壓筒中心遠(yuǎn)近等因素。 在設(shè)計(jì)前，擬訂合理的工藝流程和選擇最佳的工藝參數(shù)，綜合分析影響模具效果的各種因素，是合理設(shè)計(jì)擠壓模具的必要和充分條件。文章從鋁合金邊封型材 擠壓模具的整體設(shè)計(jì)到模具各個(gè)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)一一作了詳細(xì)論述，同時(shí)還講述了擠壓工藝和擠壓模具材料熱處理工藝。不僅出現(xiàn)了像平面分流組合模、寬展模具、保護(hù)模、變斷面模等多種新型結(jié)構(gòu)的模具，成功地研制出多種 σb 達(dá) 1500MPa 以上的高級(jí)耐熱高強(qiáng)度工模具材料，而且開(kāi)發(fā)了多種大型的基本擠壓工具，這些工具便于裝卸，先進(jìn)可靠，但結(jié) 構(gòu)形狀復(fù)雜，尺寸規(guī)格大，難于設(shè)計(jì)制造。 （ 8）高比壓優(yōu)質(zhì)圓擠壓筒和扁擠壓筒及特種型材模和異形管材模的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)是鋁合金擠壓生產(chǎn)的核心和關(guān)鍵技術(shù)，其技術(shù)含量在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 鋁合金邊封型材擠壓 模具設(shè)計(jì) 9 擠壓 技術(shù)中占有很大的比例。 同時(shí)，合理的模具和工具（包括模墊、支承環(huán)和導(dǎo)路等）設(shè)計(jì)能保證產(chǎn)品具有最小的翹曲和扭曲，最小的縱向彎曲和橫向波浪度。按照一般公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)，模具產(chǎn)值與其帶動(dòng)實(shí)現(xiàn)的工業(yè)產(chǎn)值之比為 3:100。因此，不斷提高擠壓工模具的質(zhì)量和使用壽命不僅是企業(yè)的強(qiáng)烈愿望，也是我國(guó)從事擠壓工作技術(shù)人員的責(zé)任 [1]。鋁合金邊封型材 擠壓模具設(shè)計(jì)既要保證模具有足夠的強(qiáng)度又要平衡金屬在模具中的流速。與其他鋁型材比， 鋁合金封邊型材 有其自身的特點(diǎn)： 卡位之間距離長(zhǎng)，深寬比很大，中間部分為保證材料壁厚的均勻通常挖空處理，截面拐點(diǎn)多，且多呈直角分布并有受力需求。隨著鋁合金擠壓材生產(chǎn)難度的增加和對(duì)產(chǎn)品個(gè)性化性要求的提高，這種作用更加明顯。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍以上。具體來(lái)說(shuō)，其重要地位和作用表現(xiàn)在以下幾方面[2]: （ 1）合理的工模具結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)任何一種擠壓工藝過(guò)程的基礎(chǔ)，因?yàn)楫厴I(yè)設(shè)計(jì)（論文） 鋁合金邊封型材擠壓 模具設(shè)計(jì) 8 它是使金屬產(chǎn)生擠壓變形和傳遞擠壓力的關(guān)鍵部件。 （ 6）合理的工模具設(shè)計(jì)對(duì)提高其裝卸與更換速度，減少輔助時(shí)間，改善勞動(dòng)條件和保證生產(chǎn)安全等方面意義重大。 鋁合金擠壓技術(shù)發(fā)展的初期，由 于擠壓機(jī)能力小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，產(chǎn)品形狀單一而且尺寸較小，所變形合金較軟，所以模具一般為結(jié)構(gòu)形狀極為簡(jiǎn)單，尺寸較小的圓狀平面模，工具的結(jié)構(gòu)形狀也較為簡(jiǎn)單。開(kāi)發(fā)出了等溫淬火、多級(jí)淬火和多次回火等新工藝 傳統(tǒng)熱處理法占 60%以上，開(kāi)始采用真空、保護(hù)氣氛熱處理工藝，并開(kāi)始研發(fā)新熱處理工藝 表面處理技術(shù) 普遍采用各種表面處理技術(shù)，可 處理窄縫（ ）?？?，表面硬度可達(dá) 2500～ 4000HV 開(kāi)發(fā)并正在推廣幾種有效的表面處理技術(shù)，可處理 以上的窄縫，模表面硬度可達(dá) 2021～ 2500HV 生產(chǎn)方式及專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化程度 高度專業(yè)化集約化生產(chǎn)，專業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)化程度達(dá) 85%～ 95% 多采用大而全、小而全生產(chǎn)方式，專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化程小于 50% 模具平均使壽 命與質(zhì)量 平面模： 30～ 50t/每模以上 組合模： 20～ 25t/每模以上 一次上機(jī)合格率： 70%左右 平面模： 8～ 20t/每模左右 組合模： 5～ 15t/每模左右 一次上機(jī)合 格率： 50%左右 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 鋁合金邊封型材擠壓 模具設(shè)計(jì) 11 表 11 國(guó)內(nèi)外擠壓模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展水平和主要差距 、 論文的主要研究?jī)?nèi)容 模具可以說(shuō)是產(chǎn)品生產(chǎn)的心臟，其設(shè)計(jì)的好壞直接影響到擠壓型材的質(zhì)量及效率（外形尺寸、壁厚公差、強(qiáng)度、表面外觀），為了得到穩(wěn)定的質(zhì)量，就必須使模具工作帶的型材斷面金屬流速達(dá)到一致。模子尺寸和形狀的精度，定徑帶和阻礙系統(tǒng)的加工精度，表面粗糙度，熱處理硬度，表面滲碳、脫碳及表面硬度變化情況，端面平行度等。一般來(lái)說(shuō)，多孔模應(yīng)盡量布置在同心圓周上，盡量增大布置的對(duì)稱性 (相對(duì)于擠壓筒的 x軸和 y軸 )，在保證模子強(qiáng)度的條件下 (孔間距應(yīng)大于 20～ 50mm，模孔距模子邊緣應(yīng)大于 20～ 50mm)，?？组g應(yīng)盡量緊湊和盡量靠近擠壓筒中心 (離擠壓筒邊緣應(yīng)大于 10～ 40mm)。相反，對(duì)于那些壁厚大得多的部分或離擠壓筒很近的地方就應(yīng)采用阻礙角進(jìn)行補(bǔ)充阻礙，以減緩此處的流速。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 鋁合金邊封型材擠壓 模具設(shè)計(jì) 16 （ 4）有良好的對(duì)中性、平行度、直線度和垂直度，配合面的接觸率應(yīng)大于 80%。從減少擠壓力，提高模具使用壽命的角度來(lái)看，應(yīng)使用錐形模。一般可取 55176。但在擠壓鋁合金時(shí)，為了提高擠壓速度，最好取α 2=10176。定徑帶長(zhǎng)度 h定過(guò)長(zhǎng)時(shí)，會(huì)增大金屬的摩擦阻力，從而增大擠壓力，且易于粘結(jié)金屬，使制品的表面出現(xiàn)劃傷、毛刺、麻面、波浪等缺陷。特 別是對(duì)于壁厚小于 2mm 而外形十分復(fù)雜的型材模子，為了保證模具的強(qiáng)度，必須做成喇叭出口。模子入口圓角 r 入值的選取與金屬的強(qiáng)度、擠壓溫度和制品尺寸、模子結(jié)構(gòu)等有關(guān)。長(zhǎng)型比的大小直接影響模具的壽命，所以在懸臂處如果 A/L12（即 L2/L1）的值超過(guò)表 21 數(shù)值時(shí)，為了保證模具的強(qiáng)度將這半空型材做成分流模： L1/mm A/L12 ～ ≥ 2 ～ ≥ 3 ～ ≥ 4 ～ ≥ 5 ≥ 6 表 21 半空型材做成分流模時(shí) A/L12 的值 、 平面分流組合模的特點(diǎn)與結(jié)構(gòu) ： 、 工作原理與特點(diǎn) ： 平面分流組合模的工作原理與橋式舌型模一樣，也是采用實(shí)心鑄錠，在擠壓機(jī)擠壓力的作用下，金屬在經(jīng)過(guò)分流孔時(shí)被劈成幾股金屬流，匯集于焊合室 (模腔 )，在高溫、高壓、高真空的模腔內(nèi)又重新被焊合，然后通過(guò)模芯與模子所形成的間隙流出，形成符合一定尺寸要求的管材或空心型材。 （ 5）可實(shí)現(xiàn) 連續(xù)擠壓，根據(jù)需要截取任意長(zhǎng)度的制品。 （ 4）殘料分離不干凈，有時(shí)會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量，而且不便于修模。在陰模上有焊合室，?？仔颓唬ぷ鲙Ш涂盏?。模具外形尺寸主要由模具的強(qiáng)度確定，同時(shí)，還應(yīng)該考慮系列化和標(biāo)準(zhǔn)化，以便于管理和使用。 30′～ 4176。鋁合金在擠壓過(guò)程中的變形是在模具內(nèi)進(jìn)行的，材料處于三向壓應(yīng)力狀態(tài)，有利于提高材料的塑性變形能力。因 此， 封邊鋁型材 模具進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)變得尤為重要。斷面對(duì)稱于某一坐標(biāo)軸的型材，此種型材的對(duì)稱性次之 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 鋁合金邊封型材擠壓 模具設(shè)計(jì) 28 通過(guò)對(duì) 封邊型材 的結(jié)構(gòu)分析可知，它 近似 對(duì)稱于一個(gè)坐標(biāo)軸但 兩邊伸出角的尺寸 比較大的，因此應(yīng) 適 當(dāng)?shù)陌?角 部位安排得離擠壓筒的中心盡量近些，以均勻金屬的流出模孔的速度。基于上面的理論，該模具的?？壮叽缛鐖D 3— 14 所示擴(kuò)號(hào)內(nèi)為產(chǎn)品尺寸。當(dāng)型材的寬度與型材的厚度之比 (寬厚比 )小于 30 或者當(dāng)型材的最大寬度小于擠壓筒直徑的 1/3 時(shí)，使用上述公式是比較合理的 [20]。金屬流動(dòng)速度越快，鑄錠與模子的加熱溫差越小，則工作帶的最大 有效長(zhǎng)度也可越大。 根據(jù)以上原則，設(shè)計(jì)出的?？坠ぷ鲙С叽缛鐖D 3— 17 所示。一般來(lái)說(shuō)導(dǎo)流模的輪廓尺寸應(yīng)比型材的外形輪廓尺寸大 6～ 15mm；導(dǎo)流孔的深度可取 15～ 25mm，導(dǎo)流孔的入口最好做成 3176。 （ 2）高的耐熱性。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 鋁合金邊封型材擠壓 模具設(shè)計(jì) 39 （ 6）具有良好的淬透性。 （ 10）具有一定的抗腐蝕性和良好的可氮化特性。根據(jù)被擠壓合金的性能來(lái)選擇合理的、最經(jīng)濟(jì)的工模具材料。當(dāng)連續(xù)生產(chǎn)時(shí)，模具工作部分的局部溫度可高達(dá) 150～200℃，同時(shí)，由于冷擠壓的工模具運(yùn)動(dòng)速度快，受沖力力作用較大，故