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1、二.总设计过程概论1. 挤压工艺流程：铸锭加热f挤压f切压余f淬火f冷却f切头尾f切定尺f时效f表面处理f 包装f出厂2. 挤压工艺条件1）铸锭的加热温度6063铝的最高允许加热温度为550C,下限温度为320C,为了保证制品的组织, 性能，挤压时锭坯的加热温度不宜过高，应尽量降低挤压温度2）挤压筒的加热温度模具的成分多为合金钢，由于导热性差，为避免产生热应力，挤压前挤压筒要预 热，为保证挤压制品的质量，并且具有良好的挤压效应，挤压筒温度可取400C 450C。3）挤压温度热挤压时，加热温度一般是合金熔点绝对温度的0.750.95倍，本设计挤压温 度为450C500C，挤压过程中温度控制在45
2、0C左右4）挤压速度考虑金属与合金的可挤压性，制品质量要求及设备的能力限制，本设计的挤压速 度取0.70.8m/s5）工模具的润滑因本设计采用热挤压，故不采用润滑6）模具模具应具有足够的耐高温疲劳强度和硬度，较高的耐回火性及耐热性，足够的韧 性，低的膨胀系数和良好的导热性，可加工性，及经济性，本设计采用4Cr5MoSiV1 作为模具的材料，热处理的硬度为HRC45507）切压余根据所选的设备：500T,切压余厚为20mm； 800T，切压余厚为25mm8）淬火本工艺过程中，制品挤出后可通过设置风扇对制品进行吹风来达到风淬的目的9）冷却直接露置在空气中冷却，达到自然时效的目的10）切头尾本工艺过
3、程统一去头尾各300mm 三实心型材模设计1所要设计的实心型材制品本制品的形状和尺寸如下铝合金型材挤压工艺及模具计算图1牌号XC111 （L型）制品的截面积F制= 116.4 mm 2模孔外接圆直径D外=46.28mm现有设备（如下表）：设备吨位500T800T1630T挤压筒直径D095125187挤压截面积F070851226627451锭坯尺寸D Ldd90x270/320120X400/450178X540/600/660冷床长26m32m44m填充系数1.1141.0851.104压余厚202530最大挤压比97.48273.6加 工 范 围最大外接 圆直径6595147挤一根最 小
4、制品断 面积F 制 min721503722.选坯和选设备根据加工范围要求(F制三F制min,及D外WD外max)只有500T的可用，按成 才率最高的原则，进一步优化，计算列表序号D0Dd(mm)L d(mm)单重wd填 充 系 数KLe压余 厚 hy (mm)Ld挤压比 入制品长L制(m)成品 数 nx6 (m)成品重W制 (kg)成材 率W 制 /Wd (%)195902704.641.1142422022254.6513 .512 X6m3. 8983 . 84%295903205.501.1142872026754.6516 .252 X6m3. 8970 . 73%最后选择成才率最高
5、的83.84%对应的方案1 即：500T的挤压机设备 锭坯尺寸为：D x L二90X270mmd d入=54.653挤压力的计算Dd根据经验系数公式：P = 11.775 x-0.8 D2 xb , D为挤压筒内径，d为制品等面积直径，c为bb某温度下坯料的抗拉强度，450C下6063的c 12MPab带入数据求得：952 x 12 =253.8T即理论技术可行FV额定吨位500T，设备选择符合要求,4.实心型材模具体结构设计 模组的结构如下图图21.模子2.模垫3.前环4.后环5保护垫板6.前机架7.模座8.模套9.剪刀10.挤压筒 模组的结构：对于不同吨位的挤压机，下图中的主要结构尺寸都是
6、配套设置的，可以从有关资 料中查得。模组的主要结构尺寸如图3模组尺寸如下表设备吨位500T800T1630T1X2XH0160X0 1800210X0 2500310X0 350X190X240X340H1203030H2809090100110150H3506050606080挤压模具的尺寸如下表设备吨位500T800T1630T0d1/d2Xh20135/01450165/01750250/0260X20 25X 2530X30 40h112121312135.实心模尺寸数据设计1).选坯和选择设备 根据前面的计算锭坯尺寸：D L =090X270d d挤压筒内直径D =95 mm0挤压比
7、入=54.652).模组及模子尺寸外形的计算H-=71卜r-根据前面计算，从表5选取Hl=20H2=90H3=60模子外形尺寸的确定(如下图)h1 2依据表6的数据可以确定dl=135 mm d2=145 mm hl=12 mm h2=25 mm3) 模子内形尺寸的确定挤压比入=54.65 V入MAX，故不需要多孔挤压 确定模孔尺寸：由公式为尺寸公差外形尺寸A二A (1+ C) + AC为裕量系数0则 A = 30 (1 + 0.0085) +0.6=30.855mm壁后尺寸Sk=S + C +A铝合金型材挤压工艺及模具计算C =0.05-0.15薄壁取上限，后壁取下限，本设计取0.12贝 U
8、 S =2 + 0.2+0.1 = 2.3mmk型材的圆角及圆弧没有偏差要求，故可按名义尺寸设计 由于这种角材在挤压的过程中由并口现象，角度取91 制造偏差为一05 mm,主要尺寸如下图-0.0233.855：0 054）孔形在模子端面位置的确定（由于本型材为等壁厚的型材，故型材的几何重心在置模子的中心） 压力中心的计算（以左下端点为坐标原点）算得x=8.47y=8.475）工作带长度的确定铝合金工作带一般最短可取2.53.0mm，最长可取810mm 由于是等壁厚型材，故工作带长度h定各处相等，本次设计取 h = 4mm，如下图：6）阻碍角由于h定1015 mm，故不采用阻碍角7）模子强度的校
9、核本设计为L型薄壁型材，故模子的强度校核可以忽略8）画图，如下图：四.空心型材模设计1所要设计的制品本设计制品的的牌号为I513回型管 具体参数为B=50.8 H=38.1T=1.4 重量：0.653 Kg/m具体如下图2.选坯核选设备制品的截面积：卩制=241mm2 模孔外接圆直径D外= 63.5 mm根据加工范围要求(F制三F制min,及D外WD外max)由表3知 只有800T的可用按成才率最高的原则，在进一步计算优化，计算列表如下 表7序号D0 (F0 )Dd (mm )Ld (mm )单重wd填 充 系 数KLe压 余 厚 hy (mm )Ld挤压比 入制 品 长L制(m)成 品 数
10、nx6(m)成 品 重W制 (kg)成材率 W 制/Wd (%)112512040012 .201.0853692534450.917.52X67.8464.2212512045013 .731.0854152539050.919.83X611.7585.6最后选择成才率最高的85.6%对应的方案2 即800T的挤压设备锭坯尺寸为：Dd X Ld二120X450mm入=50.903挤压力的计算 根据经验系数公式P=a *Kf(ln 入+4uL/D)F=A *Pa表征挤压难易程度的经验系数，对于空心型材取a=l.l1.5, 本设计取a=1.3P为单位挤压力，MPaF为最大挤压力，NA挤压筒内孔的
11、面积，mm2入挤压系数Kf材料在挤压温度下的变形抗力(查表)，MPau摩擦系数L铸锭敦粗后额长度，mmKf查表取16u取0.30故 P=1.3X16(ln 50.90+4X0.30X415/125)=164.6MPaF=164.6XnX 1252 /4=2.02MN换算成吨位：约202TFV额定吨位800T，设备选择符合要求，即所选设备理论可行4. 模组及模子外形尺寸确定： 模组尺寸结构简图如前图3所示 根据前面计算，从表6选取H1=30H2=100H3=50模子外形尺寸简图如前图4依据表6的数据可以确定d1=165 mm d2=175 mm h1=12 mm h2=88 mm因为本设计采用孔
12、道式分流组合模故：取H上=48 H下=40 模垫厚10 mm5. 组合模相关参数的确定：1) .分流孔的个数取4个，形状为扇形2) .扇形面积的确定：因为分流孔面积与制品断面积的比值刀F分/F型=述即为分流比，一般K对 于空心型材时，取K=1030。本设计取K=10分流孔的面积刀卩分=& F型=10X241=2410 mm2且分流孔面积的大小按Fmax/Fmin二fmax/fmin 其中,F 分流孔的面积，f 相应型材面积EF分=卩皿3乂+卩山讪故 Fmax = 711.2.Fmin=493.83) .分流孔位置的确定 分流孔中心圆的直径D分= 0.7D0=0.7X 125=87.5 暂时先取其外接圆直径为100确定a, 图7a,B的大小如图a依据经验a 一般取25 mm,有的取8 mm.本设计取8 mm关于a的计算，由上图知h二H/2+8=38.1/2+8=27.05 m Fmax=f扇一f三角形得 a47.4同理关于B的计算，由下图知 b二B/2+8=50.8/2+8=33.4 m Fmin=f扇一f三角形得 B42.8图94) .分流孔的形状分流孔由一定的倾斜锥度，这样可以改善焊缝的质量，孔道锥面与其轴线的夹 角为24,本设计取45) .分流桥分流桥的宽窄和模具的强度以及金属的流量有关，从增大分流比，降低挤压力来
