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1、洛阳理工学院毕业设计（论文）客车水槽铝型材挤压模具设计 摘 要本设计开始就对客车水槽做了结构工艺分析，综合考虑采用卧式挤压机进行热正挤压的成型方式，并进一步分析了6063铝合金的各项性能，确定了生产过程的各个详细的工艺参数及生产流程。紧接着选择了500吨的挤压设备，选用4Cr5MoSiV1作为模具材料，并确定使用平面模来对产品进行生产，确定平面模的外形尺寸、采用预应力组合凹模、模孔数为2、模孔为中心对称分布、模孔外形尺寸的修正及模孔工作带长度并对平面模进行了强度校核；考虑添加了模孔形状为椭圆形的导流模，计算了锭坯尺寸、挤压比和挤压力。最后对挤压工具进行了设计，主要涉及挤压筒的设计，其中挤压筒采
2、用内外两层的结构形式；选择内外套的配合形式及各项尺寸，并进行强度校核；挤压轴的设计，主要有挤压轴的结构形式及具体尺寸，并校核；挤压垫片设计，主要有尺寸选取及强度校核。本套模具投入使用时，可在490-530的温度下生产出表面粗糙度可达到0.4的客车水槽，最高挤压速度可达80m/min。关键字：铝型材，挤压，模具设计，制造IVBus sinks aluminum profile extrusion die designABSTRACTThe design of space to do the technology analysis of structure sink, comprehensive
3、consideration of the extrusion machine adopts horizontal heat is extrusion molding way, and further analyzes the various properties of 6063 aluminum alloy, determine the production process of each detailed process parameters and the production process.And then choose the 500 tons of extrusion equipm
4、ent, use 4 Cr5MoSiV1 as mould material, and make sure to use plane mode to the product production, to determine the size, shape model plane using prestressed concrete combination concave die, die hole for 2, model hole for the symmetric distribution center, model hole shape dimension of fixed and mo
5、del hole with length of the plane and work strength check module; Consider added model hole shape for the oval diversion module, and calculated the pieces of billet size, extrusion ratio and the impact extrusion.Finally the design of extrusion tool, mainly relating to the design of the tube extrusio
6、n, including extrusion with two layers inside and outside of the tube structure form; Choice of internal and external set with forms and the size and intensity; Squeeze of the axis design, are mainly jostling of the axis structure form and the detailed dimension, and checked; Dummy blocks design, ba
7、sically have size selection and intensity.The set of the mould put into use, can be in 490 to 530 temperature output grows in the surface roughness of 0.4 bus sinks, highest extrusion speed can reach 80 m/min.KEY WORDS：Aluminum alloy Profile, extruding mold, design, manufacture目 录 前 言1第一章 结构工艺分析21.1
8、 产品工艺分析21.1.1 产品结构分析21.1.2 挤压方式的分析确定21.1.3 挤压模具的初步选定31.2 6063铝合金工艺分析31.2.1 6063铝合金的应用31.2.2 6063铝合金的特点41.2.3 6063铝合金的组成41.2.4 6063铝合金的性能41.3 挤压工艺流程及工艺参数51.3.1 挤压工艺流程51.3.2 挤压工艺及工艺参数条件的确定5第二章 平面模设计82.1 型材挤压方法概述82.2 选择挤压设备82.2.1 型材挤压机的分类82.2.2 典型的型材挤压机92.2.3 选择挤压设备102.3 锭坯尺寸选择112.4 计算挤压比112.5 计算挤压力122
9、.6 模具材料的选用132.6.1 型材挤压对模具材料的要求132.6.2 挤压模具的材料142.7 模组选择152.8 型材模设计162.8.1 组合凹模设计162.8.2 模孔的合理布置192.8.3模孔几何尺寸的确定212.8.4 减少金属流动不均匀的措施222.9导流模设计262.10 强度校核27第三章 挤压工具设计293.3 挤压筒的设计293.3.1 挤压筒工作内套的结构293.3.2 挤压筒与模具平面的配合方式293.3.3 挤压筒结构尺寸的设计303.4 挤压轴的设计313.4.1 挤压轴的结构形式313.4.2 挤压轴尺寸的确定313.4.3 挤压轴强度校核323.5 挤压
10、垫片设计333.5.1 垫片尺寸的确定333.5.2 挤压垫片强度校核34第四章 模具装配简图35结 论36谢 辞37参考文献38外文资料翻译39前 言本设计是本科毕业设计的设计课题，主要设计客车水槽铝型材挤压模具。旨在设计能够生产6063铝合金为原材料的客车水槽。挤压工艺是一种优质、高效、低消耗的少无切削加工工艺，在汽车、机械、轻工、航天、航空、军工、电器等制造领域得到越来越广泛的应用。挤压技术，作为一种先进的制造技术，在目前原材料价格不断上涨，市场竞争日趋剧烈的情况下，开拓了进一步研究和推广应用的广阔前景。从某种意义上来说，挤压技术的发展是衡量一个国家制造业，甚至工业现代化的水平高低的一个
11、重要标志。由于科学技术的进步，经济的高速发展与人民生活水平的不断提高，对铝及铝合金管、棒、型、线材产品提出了越来越高的要求，近几十年来，国内外的生产技术与装备也获了长足的发展并达到了相当高的水平。我国的挤压工业与技术也有了极大的进步，但与国际先进水平仍有一定的差距。本课题主要目的就是设计一套能挤压生产出客车水槽的模具。模具的设计是一个比较复杂的过程，设计过程中涉及很多的内容及个方面的数据，本文就是详细的介绍了铝型材热挤压模具的设计过程，其中包括对6063铝合金的分析、坯料尺寸的选择、挤压比的计算、挤压力的计算、选定挤压的温度、模具材料的选用，重点是模具各工种部分的设计，凹模的设计、卸件及顶出装
12、置的设计、导向装置的设计、压力垫板的设计、凸凹模的紧固方法等。最后绘制了模具的总装草图和总装配图以及一些必要的零件图，并且整理打印装订毕业设计说明书。本设计在设计过程中得到了很多同学的大力支持，特别是胡玉军同学给了我极大的帮助；通过借鉴参考文献中的研究成果，完成了本次毕业设计的全部任务；尤其得到金文忠导师和建材办公室方世杰主任的悉心指导和帮助，在此一并表示衷心的感谢。由于设计者的水平有限，不当之处敬请读者提出宝贵意见和建议。36第一章 结构工艺分析1.1 产品工艺分析1.1.1 产品结构分析本课题的产品客车水槽截面图如图1-1所示：图1-1 客车水槽铝型材截面从产品的横截面来看，改产品为实心型
13、材挤压件，产品形状比较复杂而且不是轴对称，其中包含圆弧部分、支架部分和尖角部分。产品的外形尺寸偏小，高24.5mm，宽33.5mm，其中最小厚度为1.5mm，最大厚度不超过4mm。1.1.2 挤压方式的分析确定首先需要确定的是本产品采用的挤压方式一定为正挤压，因为该产品就是典型的正挤压件。而正挤压应为设备的不同可分为卧式挤压机和立式挤压机。中、小管材一般可在立式挤压机上生产而无严重壁厚不均。在立式挤压机上甚至可挤压外径小于30mm的薄壁管。所采用的锭坯可使用目前在推广的水平连铸空心小断面铸锭；亦可使用大吨位挤压机挤压的厚壁管毛料。前者可节约一次挤压及其随后切削加工工序的金属损失与工时消耗，降低
14、成本，并且不会是热处理可强化铝合金的挤压效应降低或者消失。综合考虑，本产品选取卧式挤压机作为生产的挤压设备。1.1.3 挤压模具的初步选定普通实心型材主要用单孔或者多孔的平面模进行挤压。由于许多型材的断面不对称，而且锭坯的断面与型材断面没有相似性，且大多数的型材各个部分的壁厚也不相同，使得金属的流动也不均匀，造成型材的扭拧、波浪、弯曲及裂纹等缺陷。因此，为了提高挤压制品的质量，在设计实心型材模具时，保证断面各个部分的流动速度均匀，并且要选择有足够强度的模具结构。综合各方面的资料，由于产品形状等问题，在型材模之前有必要加一个导流模，用以均匀金属流速和保护型材模，具体的分析及设计将在后面相应的章节
15、提到。其次，本产品的模具形式初步选取采用平面模来进行生产，由于是批量生产，平面模很可能要加预应力圈，相关细节在后面会进行设计。1.2 6063铝合金工艺分析1.2.1 6063铝合金的应用6063铝合金广泛应用于建筑铝门窗、幕墙的框架，为了保证门窗、幕墙具有高的抗风压性能、装配性能、耐蚀性能和装饰性能，对铝合金型材综合性能的要求远远高于工业型材标准。在国家标准GB/T3190中规定的6063铝合金成分范围内，对化学成分的取值不同，会得到不同的材质特性，当化学成分的范围很大时，其性能差异会在很大的范围内波动，以致型材的综合性能会无法控制。6063铝合金的主要合金元素为镁和硅，具有加工性能极佳、优良的可焊接性、挤出性及电镀性、良好的抗腐蚀性、韧性，易于抛光、上色膜，阳极氧化效果良好，是典型的挤压合金。6063铝合金型材以其良好的塑形、适中的热处理强度、良好的焊接性能以及阳极氧化后表面华丽的色泽等诸多优点而被广泛应用于建筑型材、灌溉管材、供车辆、台架、家具、升降机、栅栏等用的管、棒、型材。1.2.2 6063铝合金的特点6063合金具有以下特点：（1）具有良好的可挤压性，可满足
