【正文】 但是，擠壓時(shí)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(shí)的值： ； （37） ； （38） ； （39） 其中，—金屬材料硬化系數(shù)，由于本設(shè)計(jì)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 （310） （311）式中各參數(shù)表示及其確定： ①—填充擠壓后的坯料長度，為坯料直徑，LP是坯料長度； ②—死區(qū)高度，當(dāng)α≤60176。平模反擠壓取80176。： （34）式中 —為了實(shí)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。主要因素有：金屬的本性、擠壓溫度、擠壓速度、擠壓系數(shù)、工模具的形狀、結(jié)構(gòu)與表面接觸摩擦條件、產(chǎn)品形狀和尺寸以及鑄錠的形狀、尺寸與表面狀態(tài)。鋁合金在穩(wěn)流階段（基本擠壓階段）受力狀況比較復(fù)雜，包括擠壓筒壁、模面和定徑帶表面作用在金屬上的正壓力和摩擦力，以及擠壓軸通過擠壓墊片作用在金屬上的擠壓力。型材的擠壓長度：=50000mm，填充系數(shù)：K=，查表31可得=10mm，擠壓系數(shù)是擠壓筒截面積與型材斷面積的比值：。綜合以上計(jì)算，坯料的直徑取133mm符合條件。表31 某些擠壓機(jī)上擠壓鋁型材的合理工藝參數(shù)擠壓機(jī) 擠壓筒鑄錠尺寸填充系數(shù)K殘料長度/mm推薦值公稱壓力/MN結(jié)構(gòu)形式介質(zhì)壓力/MPa直徑/mm長度/mm斷面積/cm2比壓/MPa直徑/mm長度/mm斷面積/ cm2制品斷面積/ cm2合理擠壓系數(shù)a12臥式32115715104115511040025～25~40130905124～臥式24140740154100013450014210～15~30170905124600206～ 為了使坯料能夠順利的裝入擠壓筒內(nèi)，鑄錠直徑應(yīng)該和擠壓筒內(nèi)徑要有一定的間隙，可根據(jù)下式來預(yù)選： （31）式中 Dp—坯料直徑； Dt—擠壓筒直徑； C—坯料加熱前直徑與擠壓筒內(nèi)徑的間隙，在實(shí)際生產(chǎn)中C取值范圍為5～12mm，C值隨坯料直徑增大而增加，本次C取6mm；t—坯料加熱溫度；a—金屬的線膨脹系數(shù)，它隨合金種類變化面變化，在擠壓溫度范圍內(nèi)，106/℃。第3章 工藝計(jì)算 坯料直徑的計(jì)算 坯料選擇為圓錠，坯料的橫斷面面積： 式中 型材米重：G=； 型材密度：ρ=。我國主要采用的擠壓鋁合金的工模具材料參看表23。其缺點(diǎn)：擠壓過程中或結(jié)束時(shí)修理工模具和清潔剩余殘廢料非常困難。定位銷是用來進(jìn)行上下模的裝配定位，而連接螺釘是把上下模牢固的連接在一起，使平面分流組合模形成一個(gè)整體。在上模有分流孔、分流橋和模芯：分流孔是金屬通往型孔的通道；分流橋是支承模芯的支架；而模芯是用來形成內(nèi)腔的形狀和尺寸[2]。（4）平面分流組合模 平面分流組合模是擠壓機(jī)上生產(chǎn)各種管材和空心型材的主要模具形式，其特點(diǎn)是將模芯放在模孔中，與?？捉M合成一個(gè)整體，模芯好像舌頭一樣在模芯中，故又叫做平刀式形模。（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。它在擠壓過程中的主要作用是來傳遞產(chǎn)生的壓力，將擠壓筒中的材料發(fā)生變形，由此看出擠壓軸在擠壓生產(chǎn)過程的中承受到的壓力是根據(jù)擠壓機(jī)的噸位來決定的。本型材選用兩層襯套組成，即內(nèi)套和外套。 模具總體結(jié)構(gòu)分析 （1）擠壓筒擠壓筒是重要的擠壓工具之一，工作時(shí)需要承受高溫、高壓、高摩擦的作用，工作條件十分惡劣,為了改善擠壓筒的受力條件，提高其使用壽命，除選用優(yōu)質(zhì)鋼材外，還要選擇合理的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)[2]。本次采用的6063鋁合金擠壓的溫度和速度規(guī)程見下表22。一般來說，提高擠壓速度必須降低錠坯的加熱溫度，反正，提高擠壓溫度則必須降低擠壓速度，如果錠坯的加熱溫度和擠壓速度導(dǎo)致制品出口溫度非常接近合金的固相線溫度時(shí)，制品表面將產(chǎn)生裂紋、氣泡、粗糙、質(zhì)量變壞[3]。 在確定擠壓最佳溫度制度時(shí)還應(yīng)該考慮鑄坯的結(jié)晶組織特點(diǎn)、合金化學(xué)成分的波動、金屬間化合物的特點(diǎn)，疏松程度、氣體和其他非金屬雜質(zhì)的含量等。擠壓溫度和擠壓速度是擠壓過程中的兩個(gè)基本參數(shù)，隨著擠壓條件的變化，擠壓過程中的擠壓溫度和擠壓速度是不斷變化的。反擠壓：擠壓過程中制品的流動方向與擠壓軸的運(yùn)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。其制品的尺寸范圍廣大，靈活性大，自動化簡單，投資費(fèi)用少，易于分離殘料。（2） 根據(jù)擠壓時(shí)金屬流動方向與擠壓軸運(yùn)動方向之間的關(guān)系，擠壓基本變形方式有正擠壓、反擠壓、復(fù)合擠壓等。在生產(chǎn)實(shí)踐中，采用熱擠壓模具，只需要調(diào)換上模和下模便可以生產(chǎn)同類型的不同擠壓件，節(jié)省了模具設(shè)計(jì)、制造、安裝和調(diào)整的時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。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。熱擠壓：是將錠坯加熱到金屬再結(jié)晶溫度以上的某個(gè)適當(dāng)?shù)臏囟确秶鷥?nèi)進(jìn)行擠壓。其優(yōu)點(diǎn)是：將坯料的變形抗力比冷擠壓小，成形比較容易。但是冷擠壓需要的變形力大，因此對模具材料提出了很高的要求，從而限制了冷擠壓零件的尺寸范圍[3]。冷擠壓：在室內(nèi)溫度下進(jìn)行擠壓過程叫做冷擠壓。6063合金在T5狀態(tài)下，融化溫度為615~655℃，相對腐蝕敏感性為1，擠壓性能、抗蝕性、可焊接性和抗應(yīng)力腐蝕開裂性都很優(yōu)良，切削性能和成型性能一般。 T5的意思就是在高溫成型的過程中受到冷卻，再進(jìn)行人工的時(shí)效狀態(tài)。Si的作用和影響是Si的數(shù)量應(yīng)使合金中所有的Mg都能以Mg2Si相的形式存在，以確保Mg的作用得到充分的發(fā)揮。6063鋁合金是ALMgSi系中具有中等強(qiáng)度的可熱處理強(qiáng)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)。 6063鋁合金在生產(chǎn)建筑鋁門窗中使用較多，它的優(yōu)點(diǎn)有：材料加工性能很好、可焊接性很優(yōu)良、電鍍性很好、抗腐蝕性非常好、有韌性，容易進(jìn)行拋光處理、陽極氧化效果很好，是典型的擠壓合金。）/mm金屬實(shí)體不小于75%的部位尺寸空間大于25%，即金屬實(shí)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(shí)的壁厚測量點(diǎn)與基準(zhǔn)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：～。序號表21普通級型材截面尺寸允許偏差（）因此本設(shè)計(jì)的擠壓型材有過渡圓角，這樣比較適合擠壓生產(chǎn)。壁厚尺寸偏差為177。型材斷面積的尺寸偏差由技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：、高精級和超高精級。型材斷面比較復(fù)雜，一般多采用平面分流組合模。 （3）空心型材根據(jù)斷面形狀也可以分為三級：空心型材I級，空心的部分是圓形，直徑較小，斷面形狀是對稱的，或內(nèi)徑較小，外形是不對稱的；空心型材II級，除I級以外的外接圓直徑不大于130mm，只有一個(gè)非圓形空心部分；空心型材III，除I、II外的所有空心型材，壁厚是均勻的，其空心斷面是完整或多孔[2]。根據(jù)型材斷面形狀可為實(shí)心型材，半空心型材和空心型材,如圖22所示。橫斷面型材可分為實(shí)心型材、空心型材、壁板型材和建筑門窗型材，很明顯本次設(shè)計(jì)的屬于建筑門窗型材。第二章 擠壓產(chǎn)品的工藝分析 產(chǎn)品代號：TLC88822 牌號及狀態(tài)：6063 T5 　　密 度：　　壁 厚： 米 重：技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)： 擠出長度：50m 產(chǎn)品形狀如右圖21所示。由于國內(nèi)擠壓模具技術(shù)水平還有待提高，這更需要我們這些模具專業(yè)方面的當(dāng)代大學(xué)生努力學(xué)習(xí)、突破、創(chuàng)新。 研究的目的和意義與國際先進(jìn)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(diǎn)落后國際先進(jìn)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(dǎo)致我國模具的使用壽命僅為國際先進(jìn)水平一下；（2）模具設(shè)計(jì)理論、加工方法和材料結(jié)構(gòu)選擇等方面與國際先進(jìn)水平也有很大距離，比如德國在熱擠壓模擬技術(shù)、虛擬設(shè)計(jì)及軟件開發(fā)等方面有了許多創(chuàng)新的亮點(diǎn)，基本上實(shí)現(xiàn)零試模或可大大減少試模次數(shù)，我國目前情況還沒有達(dá)到這種技術(shù)；（3）在模具結(jié)構(gòu)的高效創(chuàng)新和精密實(shí)用的現(xiàn)代化加工2個(gè)方面距離國際先進(jìn)水平也有很大差距，國外已經(jīng)研制出許多先進(jìn)的結(jié)構(gòu)模具，加工精度達(dá)到了非常高的水平，結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜的多孔、多腔空心型材模和多孔超精密復(fù)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。星型組合模適用于外形尺寸較大的空心型材，但是擠壓力較分流組合模的小，型材成品率高，殘料清理比較容易，但是模子加工比較困難。它的特點(diǎn)：材料的成品率比較高，模具容易加工制造，生產(chǎn)操作很方便，能生產(chǎn)各種高精度、高光潔表面的、形狀復(fù)雜的空心型材。為了保證模子強(qiáng)度和制品尺寸的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性，要增加模墊的厚度或者數(shù)目?？招哪Ｓ挚煞譃槠矫娣至鹘M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]。鋁合金門窗向高新技術(shù)、多功能的方向發(fā)展，首先要求更新更好的鋁型材，來滿足以后門窗發(fā)展需求。鋁合金門窗由于重量輕、強(qiáng)度高、使用性能好、裝飾強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)耐用、無污染、能回收再利用而成為我國主要的建筑門窗產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于從高檔公共建筑到一般的民用住宅和工業(yè)廠房[3]。隨著近些來建筑行業(yè)的不斷發(fā)展和壯大，鋁合金門窗生數(shù)量越來越多，因此中國是名副其實(shí)的門窗生產(chǎn)大國[3]。 和普通木門窗相對比，鋁合金門窗優(yōu)點(diǎn)顯著：門窗的質(zhì)量非常輕便、強(qiáng)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)。鋁合金門窗適用于對密閉、保溫、隔聲要求比較高的賓館、辦公樓、圖書館以及居民所住房間等具有現(xiàn)代化特色建筑的門窗工程。由于鋁合金擠壓材的產(chǎn)量、品質(zhì)和規(guī)格不斷擴(kuò)大，其使用愈來愈廣泛，在國民經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)過程中有著重要的作用。目前出現(xiàn)了增強(qiáng)擠壓過程中新的好的工藝方法，優(yōu)點(diǎn)有：提高擠壓速度和擠壓時(shí)的生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約資源和經(jīng)費(fèi)使用等。(2)電子計(jì)算機(jī)用于擠壓模具的設(shè)計(jì)和制造（CAD/CAM技術(shù)），可以增強(qiáng)擠壓鋁型材使用工模具的品質(zhì)和使用壽命。國內(nèi)外鋁擠壓技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢如下：(1)工藝裝備向大型化、現(xiàn)代化、精密化和生產(chǎn)線自動化方向發(fā)展。鋁合金加工材由主要的為軍工服務(wù)轉(zhuǎn)為軍民兩用的方向，除航空航天工業(yè)外，建筑、交通和日常生活用品等部門對鋁的需用量越來越大。 中國開始建立起獨(dú)立的鋁合金擠壓工業(yè)開始于1949年，80年代中期是中國鋁型材擠壓工業(yè)大發(fā)展的第一個(gè)時(shí)期，在1984~1986年中期，生產(chǎn)企業(yè)由69個(gè)增加到175個(gè)，年平均增長率為61％。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(shí)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(shè)計(jì)對提高裝卸與更換速度、減少輔助時(shí)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]。工模具的合理使用是實(shí)現(xiàn)擠壓工藝過程的基礎(chǔ)：模具是保證產(chǎn)品成型，具有正確尺寸、形狀、精度的基本工具，工具和模具是保證產(chǎn)品內(nèi)外表面質(zhì)量的最重要的因素之一[1]。圖表整潔，布局合理，文字注釋必須使用工程字書寫，不準(zhǔn)用徒手畫3）畢業(yè)論文須用A4單面打印，論文50頁以上的雙面打印4）圖表應(yīng)繪制于無格子的頁面上5）軟件工程類課題應(yīng)有程序清單，并提供電子文檔1）設(shè)計(jì)（論文）2）附件：按照任務(wù)書、開題報(bào)告