【正文】 0。對于斷面比較復雜的型材模具外徑可按經(jīng)驗公式確定： （47）型材的外接圓直徑，D=~，這里取150mm。 （3）與空心部分相接的實心模孔部分的工作帶，與分流孔的大小，形狀和分布有關(guān)，橋底及入料不直接流入的?？坠ぷ鲙?倍厚度加1mm,。一般情況下，模孔外形尺寸A可按下式確定： (45)式中 —制品外形的公稱尺寸； —經(jīng)驗系數(shù)，~。 模芯的總長度由焊合室高度、模孔工作帶長度、模芯伸出?？组L度之和來確定，焊合室高度查表41可取為15mm；?？坠ぷ鲙чL度取3mm；除?？坠ぷ鲙c模芯工作帶相配合時，~，此外，模芯還應當流出長度余量：對小噸位擠壓機它要超出模芯工作帶1~3mm，取6mm。因此，分流橋的高度往往是分流模經(jīng)過強度計算后確定的，選擇為80mm。圖41 部分分流孔的排列、大小、形狀 圖 42 分流孔的形狀和尺寸 圖43 分流橋的形狀和尺寸 分流橋的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和尺寸對金屬流動速度、焊合質(zhì)量、擠壓力大小和模具強度都會產(chǎn)生明顯的影響。本設計型材斷面形狀較復雜且不對稱，本設計用4個分流孔。對于擠壓空心型材，的一般取值范圍是10~30。利用Auto CAD軟件找型材的壓力中心。最常用的臥式擠壓機的能力為850MN。 將以上公式整理后，得皮爾林擠壓力計算公式： （317）通過以上各參數(shù)說明，計算得各參數(shù)值為：（1）；（2）=；（3）=；（4）；（5）；（6）； (7)；（8） α=900（9） ；（10）（11）=3mm；（12）=；（13） 由上面（318）公式計算得擠壓力：擠壓機按其傳動類型可分為2類：機械和液壓。： （34）式中 —為了實現(xiàn)金屬塑形變形作用在墊片上的力； Tt ——為了克服擠壓筒壁上的摩擦力作用在墊片上的力； Tzh——為了克服塑形變形區(qū)壓縮錐面上的摩擦力作用在墊片上的力； Tg——為了克服擠壓模工作帶壁上的摩擦力作用在墊片上的力。綜合以上計算，坯料的直徑取133mm符合條件。其缺點：擠壓過程中或結(jié)束時修理工模具和清潔剩余殘廢料非常困難。（3）擠壓墊片擠壓墊片在鑄錠和擠壓軸之間，作用是避免擠壓軸與高溫金屬坯料直接接觸，防止軸端面過早磨損，粘鋁，包軸和變形，從而提高擠壓軸的使用壽命。本次采用的6063鋁合金擠壓的溫度和速度規(guī)程見下表22。反擠壓：擠壓過程中制品的流動方向與擠壓軸的運動方向相反，是針對正向擠壓法在擠壓過程中錠坯表面與擠壓筒內(nèi)壁發(fā)生激烈摩擦的情況出現(xiàn)的另一種擠壓法。但是由于加熱產(chǎn)生氧化、脫碳及熱膨脹等問題，降低了產(chǎn)品的尺寸精度和表面質(zhì)量，熱擠壓生產(chǎn)采用的模具使用壽命較低。冷擠壓：在室內(nèi)溫度下進行擠壓過程叫做冷擠壓。6063鋁合金是ALMgSi系中具有中等強度的可熱處理強化合金，Mg和Si是主要合金元素，合金中Mg和Si的含量變化直接影響了材料的品質(zhì)。）/mm金屬實體不小于75%的部位尺寸空間大于25%，即金屬實體小于75%的所有部位尺寸3欄以外的所有尺寸空心型材包圍面積不小于70mm2時的壁厚測量點與基準邊的距離L6 ～1515～3030～6060～100100～150150～2001欄2欄3欄4欄5欄6欄7欄8欄9欄1≤—————2＞～————3＞～————4＞～———5＞～———6＞～——7＞～———8＞～——9＞～——10＞～—11＞～—12＞～—注：～。壁厚尺寸偏差為177。根據(jù)型材斷面形狀可為實心型材，半空心型材和空心型材,如圖22所示。 研究的目的和意義與國際先進水平相比我國所表現(xiàn)出的距離：（1）擠壓模具材料的種類、品質(zhì)和使用壽命等特點落后國際先進水平，與此相關(guān)的材料熱處理技術(shù)和表面處理技術(shù)相比較也是比較落后的，因此導致我國模具的使用壽命僅為國際先進水平一下；（2）模具設計理論、加工方法和材料結(jié)構(gòu)選擇等方面與國際先進水平也有很大距離，比如德國在熱擠壓模擬技術(shù)、虛擬設計及軟件開發(fā)等方面有了許多創(chuàng)新的亮點，基本上實現(xiàn)零試?；蚩纱蟠鬁p少試模次數(shù)，我國目前情況還沒有達到這種技術(shù)；（3）在模具結(jié)構(gòu)的高效創(chuàng)新和精密實用的現(xiàn)代化加工2個方面距離國際先進水平也有很大差距，國外已經(jīng)研制出許多先進的結(jié)構(gòu)模具，加工精度達到了非常高的水平，結(jié)構(gòu)非常復雜的多孔、多腔空心型材模和多孔超精密復雜模等很早已經(jīng)投入生產(chǎn)，產(chǎn)品的品質(zhì)還十分穩(wěn)定，我國目前情況尚處于起步階段。空心模又可分為平面分流組合模、星形組合模和舌型模等，其中平面分流組合模在日常生產(chǎn)中使用最為廣泛，占95%以上[2]。 和普通木門窗相對比，鋁合金門窗優(yōu)點顯著：門窗的質(zhì)量非常輕便、強度比較高、密閉性也非常好、在使用中門窗變形很小、非常美觀、材料耐腐蝕性好、使用維修都比較方便、便于日常生活和工業(yè)化生產(chǎn)。(2)電子計算機用于擠壓模具的設計和制造（CAD/CAM技術(shù)），可以增強擠壓鋁型材使用工模具的品質(zhì)和使用壽命。擠壓筒、擠壓軸、擠壓墊片和模子的結(jié)構(gòu)形狀與尺寸對擠壓時金屬流動景象、擠壓速度和擠壓力都有很大的影響，合理的工模具設計對提高裝卸與更換速度、減少輔助時間，改善勞動條件和保證生產(chǎn)安全等方面有重要的意義[1]。涉密論文按學校規(guī)定處理。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。選用實心擠壓墊外徑是139mm，厚度是50mm。擠壓軸總長1020mm，外徑尺寸136mm。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學位或?qū)W歷而使用過的材料。本人授權(quán)　　 　 　大學可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。合理的工模具結(jié)構(gòu)、形狀和尺寸，在一定程度上可影響產(chǎn)品的內(nèi)部組織和力學性能。擠壓設備主要是指擠壓機及其配套裝置，是反應技術(shù)水平的重要指標，大型優(yōu)質(zhì)圓、扁擠壓筒與特種模具技術(shù)的突破性進展[1]。其種類非常多，根據(jù)產(chǎn)品材料不同，分類有推拉門窗、固定窗、平開門窗、百葉窗、紗窗等，其中以推拉門窗等使用比較廣泛。擠壓鋁型材的模具可分為平面模和空心模。相比之舌形模由于剩余殘廢料很長，型材成品率很低，模具加工難度一般，但是擠壓阻力較小，清理殘料容易，修模方便，因此多用與需要擠壓力較大的品質(zhì)要求較高的薄壁空心型材。型材斷面大小用外接圓來衡量，擠壓力的大小和外接圓的面積成正比關(guān)系。本次由于本設計產(chǎn)品沒有標注尺寸偏差值，則公差按普精級，尺寸偏差可查表21。指定部位尺寸/mm允許偏差（177。其主要的力學性能為抗拉強度不小于150MPa；伸長應力不小于110MPa；伸長率不小于7%，注：棒材室溫縱向力學性能,試樣尺寸：直徑≤。 （1）按擠壓材料的溫度可分為冷擠壓、溫擠壓、熱擠壓。它的特點是：擠壓材料的變形抗力變低，因此對于加工設備和擠壓用的工模具要求不高，從而使之投入這方面的資金較少；相對于加工普通的工具，擠壓件加工余量小。但是正擠壓擠壓時坯料與擠壓筒之間產(chǎn)生相對滑動，存在有很大的外摩擦，摩擦產(chǎn)生的溫度使錠胚的溫度不均勻，導致金屬流動不均勻[3]。在確定實際金屬流出速度時，應考慮擠壓溫度、合金的變形抗力與塑性、擠壓系數(shù)、流動不均勻性和制品的形狀和難度，以及工模具結(jié)構(gòu)和預熱溫度等特征。對于擠壓軸承受壓力的設計原則，要以它在實際生產(chǎn)中所承受的壓力為依據(jù)，工作環(huán)境也影響了擠壓軸的結(jié)構(gòu)形式，尺寸的確定等。平面分流組合模主要優(yōu)點有：擠壓生產(chǎn)時材料成品率非常高，工模具容易加工制造，生產(chǎn)過程中操作十分簡單，可以生產(chǎn)出精度很高、表面非常光潔、結(jié)構(gòu)形狀尺寸十分復雜的空心型材。在擠壓生產(chǎn)中，為保證鑄錠在加熱后順利裝入擠壓筒內(nèi)，常把擠壓筒截面積與鑄錠截面積之比成為填充系數(shù)（鐓粗系數(shù)）K： （32）式中 —填充系數(shù)，～[1]，故此次計算符合條件； Ft—擠壓筒斷面積（mm2）； Fp—坯料斷面積； Dp—坯料直徑； Dt—擠壓筒直徑。鋁合金擠壓力計算公式也有多種。(3)為了克服塑形變形區(qū)壓縮錐面上的摩擦力作用在墊片上的力Tzh （315）(4) 為了克服擠壓模工作帶壁上的摩擦力作用在墊片上的力Tg （316） 式中各參數(shù)表示及其確定： —工作帶長度，這里取3mm； —工作帶壁上的摩擦系數(shù)； —變形區(qū)壓縮錐出口處金屬塑性剪切應力； —型材等效直徑。擠壓機的技術(shù)特性主要包括：擠壓力、穿孔力、擠壓桿的行程與速度、穿孔針的行程與速度和擠壓筒的尺寸等。 在擠壓過程中，為了使擠壓軸定位更加精確，提高擠壓質(zhì)量，應當使擠壓作用力點與型材的壓力中心重合。首先選擇確定分流比，應盡量選取大一些，這樣有利于金屬的流動與焊合。分流孔的個數(shù)要盡量少，以減小焊縫數(shù)量，增大分流孔面積、降低擠壓力。得到分流孔的形狀與大小排列示意如圖42所示。 分流橋的高度直接影響及壓力的大小和模具的強度，一般在保證模具強度的情況下，高度越小越好，以便減小擠壓力。模芯各部分尺寸根據(jù)?？讏D形尺寸和型材壁厚尺寸公差確定，各尺寸計算結(jié)果如圖44所示， （44）式中 L—模芯斷面尺寸； A0—型材斷面名義尺寸；K—經(jīng)驗系數(shù)，~，本次設計取K=；Δ—型材外形或壁厚的尺寸偏差，當B時=；B0—型材壁厚。這些材料形狀復雜，外廊尺寸大，壁很薄并要求在保證強度的條件下盡量減輕質(zhì)量，減少用材和降低成本，本次設計產(chǎn)品正是這樣。當L=21~30時，工作帶長度為2t+1+1mm；當mm以上時按上述比例增加。 圖47 ?？卓盏督Y(jié)構(gòu)圖 模具外徑及厚度的確定 模具的外形尺寸主要是根據(jù)擠壓機噸位大小和擠壓模的強度以及裝配模具的相關(guān)部件結(jié)構(gòu)因素來決定，同時應當考慮模具的系列化、標準化，便于使用和管理。對于雙孔或四孔分流模，可將一個或兩個分流橋視為受均布載荷的簡支梁，并對其進行危險斷面的抗彎和抗剪強度校核。 抗剪強度校核 抗剪強度校核公式如下： （49） 式中 —剪應力，MPa； —分流橋端面上所受的總壓力，可近似為擠壓機的公稱壓力，N； —分流橋受剪切面積，； —模具材料在工作溫度下的許用抗剪強度，MPa，對3Cr2W8V鋼，在450~500時，=1000~1100MPa。在工作溫度條件下，當最大應力超過擠壓筒材料的屈服強度的40%~50%時，擠壓筒一般由兩層組成；當應力超過材料屈服強度的70%時，應由三成套或四成套組成，隨著成數(shù)的增加各層的壁厚變薄[2]。本次選取是圓柱形內(nèi)套，因為中小型擠壓機主要采用圓柱形內(nèi)套，其優(yōu)點：易于加工和測量尺寸；更換襯套時尺寸配合問題較少；工作部分磨損后可以調(diào)頭使用，有利于提高使用壽命。采用平封時，應保證擠壓筒與模座接觸面上的單位壓緊力比作用在擠壓墊上的單位壓力大10%左右。圖48 擠壓筒各層套尺寸圖（2）擠壓筒各村套間配合過盈的確定 在設計擠壓筒時，為了改善筒的受力狀況，一般都采用多層的，并以熱裝形式組和，多層之間都應選一定的過盈值。 擠壓筒的最大允許壓力，~。立式擠壓機和小直徑擠壓筒取下限（2~8mm),臥室擠壓機和大直徑擠壓筒取上限（8~20mm），這里取4mm，所以擠壓軸外徑尺寸。 綜上所述，擠壓軸的強度校核是符合的。擠壓墊片的厚度主要根據(jù)擠壓筒直徑和比壓來確定，一般情況下。當擠壓墊片承受的壓力超過材料允許應力時，其工作就會產(chǎn)生壓潰變形。（2）產(chǎn)品的工藝分析：對鋁合金型材擠壓工藝進行了分析，包括形狀、尺寸和結(jié)構(gòu)的分析；成型工藝的分析與選擇；模具總體結(jié)構(gòu)分析與選擇。通過工藝計算，設計出模具結(jié)構(gòu)，通過對強度校核的計算，最終設計出符合條件的模具。這代表著我大學四年所學所用的知識；也是我自己辛苦設計，反復修改的勞動成果；更彰顯了師生間，同學間寶貴的感情，離開他們無私的幫助和指導，我根本不可能這么順利的完成任務。