【正文】 太深又會(huì)影響模芯穩(wěn)定性，易出現(xiàn)壁厚不均現(xiàn)象[16]。擠壓比小，則焊合室高度應(yīng)取上限或稍大些；模芯小和擠壓比大，則可下限或稍小一些。表3—1焊合室高度的經(jīng)驗(yàn)值擠壓筒的直徑/mm焊合室的高度/mm115～13015～18150～18520～25200～23025～30280以上40（8）?？壮叽鐪?zhǔn)確地確定?？讕缀纬叽?，這對(duì)獲得尺寸精確的制品起著決定性的作用。工作帶尺寸的設(shè)計(jì)要保證產(chǎn)品尺寸在冷狀態(tài)下不超過所規(guī)定的偏差范圍，同時(shí)要最大限度地延長模具的使用壽命，通常用綜合裕量系數(shù)考慮各種因素對(duì)制品尺寸的影響，模子外形的模孔尺寸一般以下式確定[1]：A=A0(1＋K) （）式中 A—型材外形的?？壮叽鏼m；A0—型材外形的名義尺寸mm；K—模孔的裕量系數(shù)，～ 。散熱器?？壮叽缈筛鶕?jù)上述原則設(shè)計(jì)，但在設(shè)計(jì)時(shí)有兩點(diǎn)需要考慮：①太陽花散熱片的齒部較長，所以在齒長度方向上的放量應(yīng)比異型材放量大。圖3—6為散熱片模孔設(shè)計(jì)尺寸，括號(hào)內(nèi)部的尺寸為?？壮叽?。工作帶長度是設(shè)計(jì)型材模孔最重要的幾何參數(shù)之一，它直接影響著制品的質(zhì)量。定徑帶過短,模子易磨損,同時(shí)會(huì)壓傷制品,出現(xiàn)壓痕、橢圓等；定徑帶過長,易在定徑帶上粘結(jié)金屬, 使制品表面上出現(xiàn)劃傷、毛刺、麻面等缺陷, 同時(shí)擠壓力也將增高。為了合理給定工作帶長度,應(yīng)考慮影響工作帶長度的三個(gè)主要因素：（a）?？着帕形恢脤?duì)金屬流動(dòng)的影響。為此,如使金屬流動(dòng)均勻,必須把中心部位的?？坠ぷ鲙ё龅煤裥?遠(yuǎn)離中心處逐漸減薄。型材壁厚越大,即?？壮叽缭酱?則金屬流動(dòng)就越快,此處的工作帶應(yīng)做得厚些。由于太陽花散熱片型材斷面的壁厚相差大,設(shè)計(jì)模具工作帶時(shí)要相應(yīng)保持它們的差別,即壁厚大的地方工作帶要特別加大,而齒尖的部位要突破常規(guī),把工作帶減到最小,目的是要保證金屬在各處流動(dòng)的均勻性。齒部的工作帶長度可按下式計(jì)算： （）式中 HFHF2分別為 FF2各區(qū)段上型材的厚度。設(shè)計(jì)該部分的工作帶就應(yīng)該盡可能的短一些。按照式（）計(jì)算厚齒部分。（b）齒底工作帶的設(shè)計(jì)：因?yàn)辇X底的厚度是齒尖厚度的80倍左右，所以該部位的工作帶長度不能按照式（）來計(jì)算。但是工作帶太長，又會(huì)增加齒根部位的受力，容易使齒壓彎、壓斷。（c）齒根與底部工作帶的過渡設(shè)計(jì)：圖中齒部工作帶僅僅有 ，這兩個(gè)部位工作帶落差很大，如果利用電極圓弧過渡就會(huì)導(dǎo)致齒根工作帶過長，齒根工作帶長有兩大弊端：齒部壓力增大、銑工作帶誤差較大該誤差會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的偏齒現(xiàn)象，這兩大弊端都會(huì)導(dǎo)致模具報(bào)廢。（d）電極倒圓角：電極銑完后，要用銼刀將電極四周倒圓角，避免工作帶與空刀銜接處出現(xiàn)直角產(chǎn)生應(yīng)力集中，以增加工作帶的強(qiáng)度。圖 3—7 太陽花散熱器模具?？坠ぷ鲙чL度（10）模孔空刀結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?？卓盏?，即?？坠ぷ鲙С隹诙藨冶壑谓Y(jié)構(gòu)?？盏哆^大則不能保證工作帶部分的強(qiáng)度和剛度，容易出現(xiàn)發(fā)生部分工作帶裂角、崩斷等現(xiàn)象，從而可能導(dǎo)致模具報(bào)廢，降低了模具的壽命；空刀過小，大大增加摩擦力，壓力過高容易使模具出現(xiàn)壓塌、斷齒等現(xiàn)象，也容易降低模具壽命。因散熱片齒部的壁厚很薄，故空刀結(jié)構(gòu)應(yīng)合理設(shè)計(jì)，以下是散熱片空刀設(shè)計(jì)的四個(gè)要點(diǎn)：（a）齒尖空刀設(shè)計(jì)：由于齒尖部位很薄，其出料流速慢，且從大量模具生產(chǎn)過程中觀察發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)在出料時(shí)都是向上翹，如果齒尖處的空刀小就會(huì)堵模，所以應(yīng)盡量加大齒尖部位的空刀，使齒尖部位不受到空刀位的阻力， 左右；（b）齒間空刀設(shè)計(jì)：齒間內(nèi)側(cè)間距太小，為了盡量保證齒間模具鋼材的強(qiáng)度和硬度，盡量減小齒間空刀，～ ，；（c）齒根空刀設(shè)計(jì)：齒底部工作帶長度大，能夠承受較大的力，空刀要設(shè)計(jì)的稍大一些，以保證不會(huì)刮傷型材表面，影響型材外觀質(zhì)量，～,。（11） 擠壓比制訂擠壓工藝時(shí)，首先考慮在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，應(yīng)做到成品率高，生產(chǎn)效率高，材料和能源消耗低，并合理分配設(shè)備負(fù)荷量。擠壓比值一般取6～100范圍生產(chǎn)這款太陽花散熱片擠壓機(jī)是1250T的臥式擠壓機(jī)，擠壓筒直徑是180mm，鑄錠的直徑是175mm。型材橫斷面面積:S型=擠壓筒(直徑180mm)面積計(jì)算:S筒=πr2=(180/2)2π=型材總體擠壓比為: λ=（12）模具外形尺寸根據(jù)擠壓筒直徑為180mm，同時(shí)考慮到標(biāo)準(zhǔn)化問題，取模具的外徑D為230mm，上模厚度取H上為90mm，下模厚度H下為60mm。為了保證所設(shè)計(jì)模具的強(qiáng)度滿足使用要求，下面對(duì)分流模的主要危險(xiǎn)部位進(jìn)行強(qiáng)度校核[1]。 故取Hmin=90mm是安全的。F橋=61380=6240mm2Q橋=[(7523) 24+（46247。8640=經(jīng)計(jì)算，模橋的抗彎強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度均滿足要求，所以分流橋的高度取90mm是合理的。從圖中可以看出此截面的外接圓直徑約為85mm，最長達(dá)45mm。因此，該散熱器模具進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)變得尤為重要。這里擬選用的的擠壓機(jī)噸位為：1250T。它沒有閉合的框，也不能設(shè)計(jì)成分流模，只有通過設(shè)計(jì)導(dǎo)流模與平模配合使用，先在導(dǎo)流模中產(chǎn)生預(yù)變形，金屬進(jìn)行第一次分配，形成與散熱器相似的坯料，再通過?？走M(jìn)行第二次變形，才能擠壓出合格的產(chǎn)品。（1）?？自谀Ｗ悠矫嫔系暮侠聿贾? 型材斷面形狀和尺寸是合理配置?？椎闹匾蛩刂?。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。在設(shè)計(jì)單孔模時(shí)，對(duì)于橫斷面和兩個(gè)坐標(biāo)軸相對(duì)稱(或近似對(duì)稱)的型材，其合理的?？着渲檬菓?yīng)使型材斷面的重心和模子的中心相重合，如圖3—9所示。圖3—10對(duì)稱于一個(gè)坐標(biāo)軸而緣板厚度比不大的型材模?？椎牟贾脤?duì)于非對(duì)稱性的型材和壁厚差別很大的型材，若采用上述原則配置?？?，將使型材斷面的重心到模子中心的距離增大，而把?？孜恢靡频侥Ｗ拥倪吘壣?。因此對(duì)于各部分壁厚不等的型材和不對(duì)稱的型材，必須將型材的重心相對(duì)于模子的中心做一定距離的移動(dòng)，應(yīng)盡可能地使難于流動(dòng)的壁厚較薄的部位靠近模子中心，盡量使金屬在變形時(shí)的單位靜壓力相等，如圖3—11所示圖3—11不對(duì)稱和緣板厚度比大的型材?？椎牟贾脤?duì)于緣板厚度比雖然不大，但截面形狀十分復(fù)雜的型材應(yīng)將型材截面外接圓的中心布置在模子的中心線上(圖3—12a)，對(duì)于擠壓系數(shù)很大，擠壓有困難或流動(dòng)很不均勻的某些型材可采用平衡孔(在適當(dāng)位置增加一個(gè)輔助?？椎姆椒?圖3—12b)或增加工藝余料的方法(圖3—12c)或采用合理調(diào)整金屬流速的其它措施來改善擠壓條件，保證薄壁緣板部分的拉力最小，改善金屬流動(dòng)的均勻性，以減少型材橫向和縱向幾何形狀發(fā)生彎曲、扭曲、波浪及撕裂等現(xiàn)象。通過對(duì)梳子型散熱器的結(jié)構(gòu)分析可知，它對(duì)稱于一個(gè)坐標(biāo)軸但散熱片與底板厚度比較大的，因此應(yīng)設(shè)當(dāng)?shù)陌妖X尖部位安排得離擠壓筒的中心盡量近些，以均勻金屬的流出?？椎乃俣?。此散熱器模具的?？自谀＞咂矫嫔系牟贾肹19]。圖3—13 梳子型模具?？撞贾脠D（2）?？壮叽缭O(shè)計(jì)準(zhǔn)確地確定模孔幾何尺寸，這對(duì)獲得尺寸精確的制品起著決定性的作用。工作帶尺寸的設(shè)計(jì)要保證產(chǎn)品尺寸在冷狀態(tài)下不超過所規(guī)定的偏差范圍，同時(shí)要最大限度地延長模具的使用壽命，通常用綜合裕量系數(shù)考慮各種因素對(duì)制品尺寸的影響，摸孔的計(jì)算公式一般按式（）和（）計(jì)算?；谏厦娴睦碚?，該模具的?？壮叽缛鐖D3—14所示擴(kuò)號(hào)內(nèi)為產(chǎn)品尺寸。工作帶對(duì)金屬流動(dòng)起阻礙作用，增加工作帶長度可以增大摩擦阻力，使向該處流動(dòng)的供應(yīng)體積中的流動(dòng)靜壓力增大，迫使金屬向阻力小的部位流動(dòng)，從而使型材整個(gè)斷面上金屬流量趨于均勻。對(duì)于斷面形狀復(fù)雜、壁厚差大、外形輪廓大的型材，在設(shè)計(jì)?？讜r(shí)，要借助于不同的工作帶長度來調(diào)節(jié)金屬的流速。公式()說明型材?？赘鲄^(qū)段工作帶長度與其面積成正比，與其周長成反比。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]。當(dāng)型材寬厚比大于30或型材最大寬度大于擠壓筒直徑的1/3時(shí)，?？坠ぷ鲙чL度的計(jì)算方法除應(yīng)考慮上述因素之外，尚需考慮型材區(qū)段距擠壓筒中心距離，因?yàn)榧词剐筒牡暮穸染鶆驎r(shí)(金屬量分配均等)，擠壓筒中心金屬的流速也會(huì)大于邊緣金屬的流速。當(dāng)型材對(duì)稱性好而且比較簡單，以及型材最大寬度小于擠壓筒直徑的1/4時(shí)，模子工作帶長度可采用公式（）計(jì)算。工作帶最小長度應(yīng)能保證模具有足夠的耐磨能力和使用壽命，能使型材的外形尺寸和緣板厚度保持穩(wěn)定。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度也可越大。此外，即使型材緣板的厚度在整個(gè)寬度上一致的，也不能按公式計(jì)算取一致的工作帶長度，因?yàn)榫壈逯行膮^(qū)金屬流動(dòng)總是比邊緣區(qū)快，而且緣板越寬其流動(dòng)速度差別也就越大，因此在設(shè)計(jì)模子時(shí)，必須將沿緣板寬度方向上的工作帶長度做成可變的。圖3—16 單孔的同心圓規(guī)則（1）確定?？坠ぷ鲙чL度時(shí)，先以整個(gè)型材斷面上金屬最難流出處為基準(zhǔn)點(diǎn)，～2倍。（3）當(dāng)型材壁厚相同時(shí)，與模子中心(與擠壓筒中心重合)距離相等處其工作帶長度相同。根據(jù)以上原則，設(shè)計(jì)出的?？坠ぷ鲙С叽缛鐖D3—17所示。（5）導(dǎo)流模設(shè)計(jì)采用導(dǎo)流模的方法無論是對(duì)空心型材、半空心型材或?qū)嵭男筒亩际沁m用的。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。然后通過模孔再進(jìn)行第二次變形，擠壓出合格的各種端面的形狀。導(dǎo)流模的設(shè)計(jì)原則是要有利于金屬的預(yù)分配和調(diào)整金屬流速?！?5176。該散熱器導(dǎo)流模設(shè)計(jì)成，如圖3—18所示:圖3—18 梳子型散熱器前導(dǎo)流模尺寸及形狀（6）擠壓比制訂擠壓工藝時(shí)，首先考慮在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，應(yīng)做到成品率高，生產(chǎn)效率高，材料和能源消耗低，并合理分配設(shè)備負(fù)荷量。生產(chǎn)這款梳型散熱片擠壓機(jī)是1250T的臥式擠壓機(jī)，擠壓筒直徑是 130mm，鑄錠的直徑是125mm。模墊厚度取50mm（8）模具強(qiáng)度校核用平面模擠壓雙孔扁條型材或懸壁部分很長的半空心槽材型材時(shí)，在高溫高壓下，模子容易產(chǎn)生彈性翹曲，甚至塑性變形，這不僅會(huì)改變型材的尺寸，而且會(huì)減低甚至消除工作帶阻礙作用。因此，對(duì)型材模子必須進(jìn)行強(qiáng)度校核。 （） （）式中 hmin—模具(包括模子和支承環(huán)的總厚度)的最小厚度，mm；l—槽形模子懸臂梁的長度，即槽形型材的槽深尺寸，mm；P—擠壓筒的比壓，MPa；a—模孔懸臂梁根部斷面斷面的寬度，mm；b—?？讘冶哿焊繑嗝娉隹谔帉挾?，mm；b=a－2c；c—?？讘冶哿焊砍隹诳盏冻叽?～3)，mm；[б彎]—模具材料的許用彎曲應(yīng)力，其值一般取許用抗拉應(yīng)力的（04～）倍，對(duì)于3Cr2W8V鋼，取[σ彎]=600～700MPa；對(duì)于4Cr5MoSiV1鋼，取[σ彎]=600MPa是安全的。故當(dāng)比壓P一定時(shí)，模具的厚度與懸臂梁長度成正比。第四章 模具的選材與熱處理及維護(hù)與保養(yǎng)鋁型材的擠壓過程是一種高溫、高負(fù)荷的加工作業(yè)過程，鋁擠壓模承受極其嚴(yán)酷的使用條件[22]：（1）鋁擠壓模承受高溫作用，局部表層溫度可達(dá)600℃；（2）擠壓模表層被反復(fù)加熱和冷卻，產(chǎn)生熱疲勞；（3）壓鋁合金時(shí)，擠壓力由純鋁的150MP到高強(qiáng)度輕合金黃色的1200MPa，模具須承受很高的壓縮、彎曲及剪切應(yīng)力作用；（4）產(chǎn)生粘著磨損和磨粒磨損。對(duì)擠壓工模具材料的性能要求主要有以下幾方面：（1）高的強(qiáng)度和硬度值。（2）高的耐熱性。在工作溫度下，擠壓工模具材料的σb低于850MPa；模具材料的σb不應(yīng)低于1200MPa。（4）高的穩(wěn)定性。（5）高的耐磨性。（6）具有良好的淬透性。（7）具有激冷、激熱的適應(yīng)能力。（8）高導(dǎo)熱性。（9）抗反復(fù)循環(huán)應(yīng)力性能強(qiáng)。（10）具有一定的抗腐蝕性和良好的可氮化特性。（12）具有良好的工藝性能。（13）容易獲取，并且盡可能符合最佳經(jīng)濟(jì)原則，即物美價(jià)廉。歸納起來，選擇鋁合金擠壓工模具材料時(shí)一般應(yīng)考慮一下幾個(gè)因素。根據(jù)被擠壓合金的性能來選擇合理的、最經(jīng)濟(jì)的工模具材料。、эи434X2B2C。（2）擠壓工模具的材料選用。（3）擠壓方法、工藝條件與設(shè)備結(jié)構(gòu)。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，故工模具材料除要求具有高的強(qiáng)度和良好的韌性、碳化物偏析少以外，還必須有良好的熱處理性能；靜液擠壓模具處于高壓包圍之中，模子呈預(yù)應(yīng)力狀態(tài)，同時(shí)，靜液擠壓時(shí)的擠壓力比正、反擠壓時(shí)的壓力都要低，故可選用3Cr2W8V等模具鋼來制造工模具。設(shè)備結(jié)構(gòu)不同也影響工模具材料的選擇。（4）擠壓工模具的結(jié)構(gòu)形狀與尺寸。工模具的尺寸也是選擇材料時(shí)應(yīng)該考慮的一個(gè)重要因素，受重載荷的小尺寸工模具選用3Cr2W8V或更高級(jí)的材料來制造；而對(duì)尺寸大、重量超過1000kg的基本工具，由于剛材的熔煉、鑄造加工和熱處理質(zhì)量難以保證，故一般不宜采用3Cr2W8V鋼（5）材料的價(jià)格及其他因素。為了提高模具的壽命，各國對(duì)工模具材料進(jìn)行了廣泛的研究。但二者并不矛盾，而是相輔相成的。熱加工模具鋼應(yīng)滿足多種性能要求，但其中最重要的是熱強(qiáng)性、熱穩(wěn)定性、熱疲勞強(qiáng)度和熱耐磨性。在改進(jìn)原材料質(zhì)量、改善鋼材的熔煉、鍛造、加工、熱處理工藝等方面也達(dá)到了很高的水平。典型的熱擠壓模具鋼是在主要合金元素鉻、鎢的基礎(chǔ)上添加釩、鋁和鉆或在主要合金元素鉻、鋁的基礎(chǔ)上添加釩、鎢和鉆。在熱擠壓模具鋼中元素鎢可增加到較高的含量，當(dāng)鋼中的鎢含量達(dá)到 10%時(shí)，在擠壓溫度下模具仍有較高的回火抗力。它們經(jīng)受不了水的冷卻。鉻含量較高(可達(dá)到 5%)時(shí)，其回火抗力也高，而耐磨性也獲得增強(qiáng)。添加硅(達(dá) 1%)將促進(jìn)回火抗力的增高，而錳在熱擠壓模具鋼中含量與普通鋼中的含量相近。前些年，國內(nèi)多采用 3Cr2W8V 鋼制造模具，但是它的韌性低，抗疲勞性不