【正文】
目前,我國型材的擠壓模具設(shè)計還基本上停留在依靠傳統(tǒng)的工程類比及設(shè)計經(jīng)驗積累上,所設(shè)計制造的模具必需經(jīng)過反復(fù)的試模與調(diào)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(chǎn),與此同時會造成擠壓產(chǎn)品的質(zhì)量不高,模具的使用壽命不長等諸多的缺陷。合理的設(shè)計和制造是能大大的延長模具壽命的,同時對提高生產(chǎn)效率、降低成本及能耗具有重要的意義。鋁合金型材擠壓的成型過程是非常復(fù)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。 The same time, mold is the most important factors to ensure the surface quality of the inner and outer of extrusion product 。關(guān)鍵詞:建筑鋁合金型材;擠壓模具設(shè)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。本文論述了鋁合金擠壓模具設(shè)計的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,介紹了擠壓模具設(shè)計的步驟和關(guān)鍵點。因為工模具結(jié)構(gòu)是傳遞擠壓力以及使金屬產(chǎn)生擠壓變形的關(guān)鍵部件;模具是使產(chǎn)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(chǎn)品的內(nèi)外表面質(zhì)量中最重要因素之一;并且在一定程度上,模具可以控制產(chǎn)品的力學(xué)性能和內(nèi)部組織。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(xiàn)整個的擠壓過程是有著十分重要意義的。建筑鋁合金型材(窗用)的模具設(shè)計摘 要為了適應(yīng)不同的地區(qū)、不同系列、不同用途的門窗結(jié)構(gòu)以及其他的建筑結(jié)構(gòu)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(jù)不完全的統(tǒng)計,世界上已經(jīng)出現(xiàn)了上萬種建筑型材。 工具和模具結(jié)構(gòu)的合理性是實現(xiàn)任何擠壓的工藝過程的基礎(chǔ)。因此,合理的擠壓模具設(shè)計可以說是實現(xiàn)擠壓生產(chǎn)中高產(chǎn)、低耗、優(yōu)質(zhì)的最重要保證之一。結(jié)合型材的特點設(shè)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(jié)構(gòu)與尺寸。 Mold is the essential part of ensuring product’s correct shape, size and precision。 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(chǎn)中的重要作用與特殊地位 1 國內(nèi)外鋁合金擠壓模具技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 2 2 3 7 建筑型材的模具設(shè)計 7 8 8 建筑鋁合金型材模具設(shè)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(shè)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(shè)計 17 制品的分析 17 制品尺寸分析 17 制品結(jié)構(gòu)分析 17 擠壓設(shè)備的選擇 18 擠壓系數(shù) 18 填充系數(shù) 19 擠壓力的計算 19 型材模具結(jié)構(gòu) 19 模具外徑 20 模具厚度 20 上模設(shè)計 20 20 分流橋的設(shè)計 22 模芯的設(shè)計 22 下模設(shè)計 23 23 25 28 29 定位的設(shè)計 29 29 30 30 強(qiáng)度校核 30 30 31第四章 零件圖和裝配圖 32 32 33 34結(jié) 論 35致 謝 36參考文獻(xiàn) 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(jī)頭),在擠壓機(jī)提供的強(qiáng)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(xué)性能的鋁合金擠壓型材[1]。因此,擠壓模具設(shè)計制作的質(zhì)量及其使用壽命就變成了擠壓過程是否經(jīng)濟(jì)可行的關(guān)鍵之一。合理的模具結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)任何一種擠壓工藝過程的基礎(chǔ)。因此,由于鋁合金型材的產(chǎn)品不斷的向著大型化、薄壁化、扁寬化、復(fù)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(shè)計方法的改進(jìn)成為了現(xiàn)在鋁合金型材工業(yè)發(fā)展的需求。工模具的結(jié)構(gòu)、形狀以及尺寸的合理性,可在一定程度上控制產(chǎn)品的內(nèi)部組織和力學(xué)性能,尤其是在控制空心制品力學(xué)性能和焊縫組織的方面,分流孔大小、數(shù)量、形狀以及分布的位置,焊合腔形狀及尺寸、模芯結(jié)構(gòu)等等起著決定性作用;模子、擠壓筒和擠壓墊片的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸和表面的質(zhì)量,是對控制產(chǎn)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(jié)構(gòu)形狀和尺寸是對金屬的流變、應(yīng)力一應(yīng)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(chǎn)效率、減少能耗以及產(chǎn)品質(zhì)量是有重大作用的;工模具設(shè)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(chǎn)的安全等方面有重大意義。例如扁擠壓筒、組合模、舌型模、變斷面模、多層預(yù)緊應(yīng)力模等,扁擠壓筒,高比壓的優(yōu)質(zhì)圓擠壓筒以及異形管材模、特種型材模設(shè)計與制造的技術(shù)等等是鋁擠壓生產(chǎn)中的關(guān)鍵技術(shù)和核心。而對中等批量擠壓產(chǎn)品來說,工模具的成本是占總成本30%左右。因此,模具是質(zhì)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(jīng)濟(jì)可行決定因素之一,合理的模具設(shè)計是實現(xiàn)鋁合金擠壓生產(chǎn)中高產(chǎn)、低耗、優(yōu)質(zhì)的最重要保證之一[2]。模子、擠壓墊片、擠壓筒內(nèi)襯、穿孔針等是直接參與到金屬變形的工具,這種設(shè)計與一般的機(jī)械零件設(shè)計是不同,它是一種介于壓力加工與機(jī)械加工之間的工藝性設(shè)計。因此,模具的設(shè)計遠(yuǎn)遠(yuǎn)要比其它的工具設(shè)計復(fù)雜,要設(shè)計出經(jīng)濟(jì)并且合理的擠壓工模具是一件非常困難的工作[3]。隨著擠壓基礎(chǔ)理論和彈性理論的發(fā)展,許多新的實踐方法和理論已經(jīng)開始用于擠壓模具的設(shè)計及計算。近些年以來,計算機(jī)虛擬設(shè)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?,F(xiàn)在,在工業(yè)發(fā)達(dá)的國家,擠壓工模具的設(shè)計已經(jīng)不再是只憑經(jīng)驗的手工操作,而是變成了連續(xù)進(jìn)行的電子計算機(jī)自動控制優(yōu)化設(shè)計的過程。型材截面的幾何性質(zhì)計算,分流孔的個數(shù)、形狀、尺寸以及布置的設(shè)計,分流橋、模芯和焊合腔的尺寸、位置確定,模具的強(qiáng)度校核,上下模視圖和剖面圖的繪制,圖形的剪裁,模墊的設(shè)計等等功能模塊。而且開發(fā)了鋁合金型材導(dǎo)流模的設(shè)計手段,搞清楚了型材擠壓的過程中金屬的流動規(guī)律以及導(dǎo)流模在控制金屬流速方面的機(jī)制,成功研制了三維的剛粘塑性方面有限元模擬以及建成導(dǎo)流模的??捉Y(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計方面的數(shù)字模型。淘寶..店鋪搜索:“兩個半學(xué)分”化方向發(fā)展根據(jù)統(tǒng)計,世界各國已經(jīng)裝備的不同結(jié)構(gòu)、類型、壓力、用途的擠壓機(jī)達(dá)了7000臺以上,而其中美國有600多臺,日本有400多臺,德國有200多臺,俄羅斯有400多臺,中國有3000余臺,且大部分都是15~25MN之間的中小型擠壓機(jī)。經(jīng)過這幾十年的發(fā)展,現(xiàn)在全世界已經(jīng)正式投產(chǎn)使用萬噸級以上的大型擠壓機(jī)大約在20臺以上,而擁有的國家是俄羅斯、美國、中國、西歐和日本。而我國除在西南鋁業(yè)的1970年間投入生產(chǎn)了一臺噸位為125MN的水壓式擠壓機(jī)外,在2004年以及2007年里分別在山東的叢林及遼寧忠旺投入生產(chǎn)了一臺噸位為100MN以及一臺噸位為125MN油壓機(jī)。對于擠壓機(jī)的本體方面,近些年來國外發(fā)展了預(yù)應(yīng)力“T”型頭板柱結(jié)構(gòu)機(jī)架,預(yù)應(yīng)力混凝土機(jī)架和鋼板組合框架,并且大量的采用了扁擠壓筒、活動模架、同定擠壓墊片以及內(nèi)置式的獨立穿孔系統(tǒng)?,F(xiàn)