【導(dǎo)讀】具及其制造的裝備的技術(shù)水平作為重點內(nèi)容。模具由于其具有工序少、材料利用。業(yè)和日常生活中被廣泛應(yīng)用。擠壓軸總長1020mm，外徑尺寸136mm。選用實心擠壓墊外徑是。計算出模心、模孔等工模具的尺寸，然后通過強(qiáng)度校核。和實際分析，得到合理可用的工模具。這次畢業(yè)設(shè)計是理論與實踐的又一次結(jié)合，鍛煉了設(shè)計者對參考。文獻(xiàn)的查閱能力、獨立思考能力和創(chuàng)新能力。師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。究所取得的研究成果。不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。文科類論文正文字?jǐn)?shù)不少于萬字。

　　

【正文】 2R iF S??? （ 35） 式中各參數(shù)表示及其確定： ① 0F —擠壓筒內(nèi)孔的橫斷面積 ，即 Ft，擠壓筒內(nèi)徑 Dt=140mm； ② α—擠壓模半錐角，平模正擠壓取 90176。，平模反擠壓取 80176。本次擠壓工藝采用的是平模正擠壓，故取 90176。 ③ i=lnλ，其中 λ為擠壓系數(shù)； ④ 金屬在塑性變形區(qū)壓縮錐內(nèi)各處的塑性剪切應(yīng)力難以精細(xì)確定，一般用變形區(qū)內(nèi)平均塑性剪切應(yīng)力 zhS 表示，即取變形區(qū)壓縮錐入口的 zh0S 值與變形區(qū)壓縮錐出口的 zh1S 值的算術(shù)平均值，計算公式如下： ? ? yz h z h0 z h1 z h01/2 2CS S S S?? ? ? （ 36） 但是，擠壓時變形程度很大，使用上式得到的值偏高，所以采用幾何平均值確實 zhS 的值： z h z h 0 z h 1 y z h 0S = S S = C S??； （ 37） zh0 bS ? ； （ 38） zh1 y zh0S =C S ； （ 39） 其中， yC —金屬材料硬化系數(shù)， 由于本設(shè)計鋁型材的擠壓速度較低，對擠壓速度低的鋁來說，應(yīng)該查金屬硬化系數(shù)圖 [6]，取 Cy≈； （ 2）為了克服擠壓筒壁上的摩擦力作用在墊片上的力 Tt t t 0 s t t()T D L h f S??? （ 310） t zh0 ??? （ 311） 式中各參數(shù)表示及其確定： ① 0L —填充擠壓后的坯料長度 2p0p2tDLLD? ， pD 為坯料直徑 ， LP 是坯料長度 ； ② sh —死區(qū)高度，當(dāng) α≤60176。時， sh =0； 060?a 時， )c o (2 0 aDDh ts ??? （ 312） 本次使用的是平面分流組合模，所以 a=900， Dt 是擠壓筒直徑，型材等效直徑 D0 由下面公式確定 ： 202 ）（ DFP ?? （ 313） 式中 Fp— 型材斷面積 ③ 擠壓筒和變形區(qū)內(nèi)的表面摩擦系數(shù) tf ，見表 31； 14 表 31 確定擠壓力用的摩擦系數(shù) tf 值 合金 變 形溫度 / C0 250~350 350~450 450~500 鋁 ~ ~ ~ 鋁合金 — ~ ~ ④ tS —擠壓筒內(nèi)金屬的平均塑性剪切應(yīng)力，帶潤滑擠壓時，可以認(rèn)為錠坯內(nèi)部金屬性能與表面層的相同，即： St=Szh0 （ 314） 所 以選擇 t zh0 ??? ? 。 ⑤ bσ —坯料的抗拉強(qiáng)度，查 熱加工時有色金屬與合金的抗拉強(qiáng)度 表 [1]得到6063 合金在 450℃ 時的抗拉強(qiáng)度為 b? aMP15? 。 (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 1z h 0 z h z h sinT i F f S???? （ 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 g 0 g g zh1T D h f S??? （ 316） 式中各 參數(shù)表示及其確定： gh —工作帶長度 ，對于鋁合金工作帶一般最短為 ，這里取 3mm； gf — 工作帶壁上的摩擦系數(shù)； 1zhS — 變形區(qū)壓縮錐出口處金屬塑性剪切應(yīng)力； 0D — 型材等效直徑。 將以上公式整理后，得皮爾林?jǐn)D壓力計算公式： ? ?0 0 0 121( ) 2 ( ) ( )2 sin c o s2zht s t t z h g g z hfP D L h f S iF S D h f S? ? ???? ? ? ? ? （ 317） 通過以上各參數(shù)說明，計算得各參數(shù)值為： （ 1） mmDt 140? ； （ 2） 2p0p2tDLLD? = 22 ?? ； （ 3） sh =； （ 4） zh t ?? ； （ 5） abzht MPSS ???? ?； （ 6） ??? ?i ； 15 (7) 220 1 5 3 8 64 mmDF t ?? ?； （ 8） α=900 （ 9） azhyzhzhzh MPSCSSS ???????? ； （ 10） mmD ? （ 11） gh =3mm； （ 12） gf =； （ 13） M PaSCS zhyzh ???? 由上面 （ 318） 公式計算得 擠壓力： ? ?? ?MNP o s 4 5190s i n2 1 5 3 8 . 9 0 11 4 200????????????? ??????????）（）（ 擠壓機(jī)的選擇 擠壓機(jī)按其傳動類型 可 分為 2 類： 機(jī)械和液壓。機(jī)械擠壓機(jī)曾用于擠壓鋼和冷擠壓方面 ，其主要優(yōu)點 是擠壓速度快。但是 機(jī)械擠壓機(jī)的 擠壓速度是 不斷 變化的，對 于 工模具的 使用 壽命 、 制品性能的均勻性 都有很大的影響 ，因此應(yīng)用有限。在 日常生產(chǎn)中 使用最為廣泛的是液壓傳動擠壓機(jī)。 液壓傳動的擠壓機(jī)按其總體結(jié)構(gòu)形式臥式 擠壓機(jī)和 立式擠壓機(jī)。臥式擠壓機(jī)它的主要特點是主要工作部件的運動方向與地面平行，因此具有以下特點： （ 1）擠壓機(jī)本體和打部分附屬設(shè)備皆可布 置在地面上，有利于在工作室對設(shè)備的狀況進(jìn)行監(jiān)視、保養(yǎng)和維護(hù) 。 （ 2） 為了實現(xiàn)機(jī)械化自動化等特點，使各種機(jī)器放在同樣的平面 ； （ 3）可制造與安裝大型擠壓機(jī)，減少建筑施工困難和投資，同時制品的規(guī)格不受限制，因為是在地面上水平出料； （ 4）擠壓機(jī) 的 運動部件 ，容易磨損，很難保持原來的精確度，機(jī)器也會受熱變形，因而易導(dǎo)致擠壓中心失調(diào)； （ 5） 擠壓機(jī)器設(shè)備的 占地面積大； 臥式擠壓機(jī)按其擠壓方法又可分為正向擠壓機(jī)、反向擠壓機(jī)和聯(lián)合擠壓機(jī)三種類型。擠壓機(jī)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。最常用的臥式擠壓機(jī)的能力為 850MN。 立式擠壓機(jī)的主要部件的運動方向和出料方向與地面垂直，所以占地面積小，單要求較高的廠房和較深的地坑。后者是為了保證擠出的管子平直和圓整， 16 以便隨時的酸洗、冷軋或帶芯頭拉拔等。因運動部件垂直地面移動，所以磨損小，部件受熱膨脹后變形均勻，擠壓機(jī)中心不易失調(diào)，管子偏心很小。擠壓機(jī)的能力最大不超過 15MN，常為 610MN，主要用作生產(chǎn)尺寸不大的管材和空心制品。 綜上所述，根據(jù)擠壓筒直徑比型材外接圓直徑大 25~50mm 和型材斷面截面積。本設(shè) 計采用 單動臥式擠壓機(jī) ， 擠壓筒直徑為 140mm，型材最大外接圓直徑 115mm，擠壓系數(shù) 。 壓力中心的計算 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(yīng)當(dāng)使擠壓作用力點與型材的壓力中心重合。利用 Auto CAD 軟件找型材的壓力中心。步驟如下：首先繪制出型材斷面圖，用“面域”命令將其設(shè)成一個整體圖形；在命令欄輸入“ UCS”，任選有的一點，建立新坐標(biāo)；采用“工具 ”— “查詢 ”— “面域 /質(zhì)量特性 ”命令，選擇已經(jīng)面域的圖形確定，則會彈出面域參數(shù)分析對話框，其中有質(zhì)心即為壓力中 心的坐標(biāo)。如圖 31 所示。 31 型材壓力中心圖 17 第四章 擠壓工模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 分流孔 的設(shè)計 分流孔在模子平面上的合理布置，對于平衡金屬流速，減少擠壓力，促進(jìn)金屬的流動與焊和，提高模具壽命等都有一定的影響 ， 對于對稱性較好的空心制品，各分流孔的中心圓直徑應(yīng)大于或等于 筒 [4]。對非對稱空心型材或異型材，應(yīng)盡量保證各部分的分流比基本相等，或型材斷面積稍大部分的 K 分 值略低于其他部分的 K 分 值 ， 此外，分流孔的布置應(yīng)盡量與制品保 持幾何相 似 性。為了保證模具強(qiáng)度和產(chǎn)品質(zhì)量，分流孔不能布置的過與靠近擠壓筒或模具邊緣，但是為了保證金屬的合理流動及模具壽命，分流孔也不宜布置的過于靠近擠壓筒中心 [4]。 （ 1）分流孔的面積 分流孔是平面分流組合模的基本結(jié)構(gòu)部分，在模子平面上的合理布置，對于平衡金屬流速、減少擠壓力促進(jìn)金屬流動和焊合，提高模具壽命等都有一定的影響。首先選擇確定分流比 bK ，應(yīng)盡量選取大一些，這樣有利于金屬的流動與焊合。對于擠壓空心型材， bK 的一般取 值范圍是 10~30。經(jīng)計算，選擇分流比 bK =10。 分流孔總面積： 22 5 5 1 0105 5 1 mmmmFKF b ?????? 型分 。 （ 41） （ 2）分流孔的選擇 為了減少壓力，提高焊縫品質(zhì)或者當(dāng)制品的外尺寸較大，擴(kuò)大分流比受到模子強(qiáng)度限制時，分流孔可做成內(nèi)斜度為 1~3176。外錐度為 3~6176。的斜行孔。分流孔斷面形狀有圓形，腰子形，扇形，異形等。 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。 本設(shè)計型材斷面形狀較復(fù)雜且不對稱，本設(shè)計用 4 個分流孔。采取扇形分流孔，并進(jìn)行四腔一芯排列。則每個分流孔面積可計算為： 22 3 7 745 5 1 04 mmmmFF ???? 分分 （ 3）分流孔位置的確定 分流孔布置時不能太靠近模具邊緣，也不能靠近擠壓筒中心。分流孔最外邊緣按經(jīng)驗公式確定 筒外 DCD ≤2＋ （ 42） 式中 外D —分流孔最外邊緣的外接圓直徑； 筒D —擠壓筒的直徑； C—經(jīng)驗系數(shù) ，取20~10mm。 由公式（ 42）知： 120~100?外D mm。 本設(shè)計取 120mm。并且分流孔兩平面間的夾角取 90176。 ，得到分流孔的形狀與大小排列示意如圖 42 所示。 18 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 19 分流橋的選 擇 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(qiáng)度都會產(chǎn)生明顯的影響。分流橋按結(jié)構(gòu)可分為固定式和可拆式（叉架式）兩種。本設(shè)計選擇的是固定式分流橋。 分流橋截面形狀主要有矩形的、矩形倒角和水滴形三種，后面種廣為采用。因此本次設(shè)計采用矩形倒角， 其倒角（焊合角）取為 45176。 橋?qū)?B 一般取為： B=b+（ 3~20） （ 43） 式中 b— 模芯寬度 3~20—經(jīng)驗系數(shù) ，當(dāng)制品外形及內(nèi)腔尺寸大時取上限，反之取下限。 已知 b=，根據(jù)分流孔的距離選擇橋?qū)?B=45mm。 分流橋的高度直接影響及壓力的大小和模具的強(qiáng)度，一般在保證模具強(qiáng)度的情況下，高度越小越好，以便減小擠壓力。因此，分流橋的高度往往是分流模經(jīng)過 強(qiáng)度計算后確定的，選擇為 80mm。分流橋斷面如圖 43 所示。 模芯的設(shè)計 模芯（舌頭）相當(dāng)于穿孔針，其定徑?jīng)Q定制品的內(nèi)腔形狀和尺寸，其結(jié)構(gòu)直接影響模具強(qiáng)度、金屬焊合品質(zhì)和模具加工方式。最常見的是圓柱形模芯（多用于擠壓圓管）、雙錐體模芯（多用于擠壓方管和空心型材）。模芯的定徑有凸臺式、錐臺式和錐式三種。模芯易短，對于小擠壓機(jī)可伸出模子定徑帶 1~3mm,對于大擠壓機(jī)可伸 10~12mm。 本設(shè)計型材內(nèi)孔尺寸 b20mm，