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1、铝合金型材挤压工艺及模具计算课 程 设 计 课程名称 挤压工艺及模具设计课程设计 题目名称 铝型材挤压工艺及模具设计 学生学院 材料与能源学院 金材0702 学 号 _ _学生姓名 _ _指导教师 2010 年 7 月 9 日课程设计任务书材料与能源学院金属材料工程专业 一. 题目:铝合金型材挤压工艺及模具设计二. 设计基本内容: 设计一件实心型材制品和一件空心型材制品的工艺工艺过程及模具设计,包括挤压工艺参数,模具结构,制造工艺等要求三. 完成后应缴的资料: 课程设计说明书一份 实心型材模AUTOCAD图 空心型材模上模AUTOCAD图空心型材模下模AUTOCAD图 空心型材模上下模AUTO
2、CAD装配图四. 设计完成期限:2010年6月28日2010年7月9日指导老师_ 签发日期_教研室主任_批准日期_课程设计评语:成绩: 设计指导教师_ _年_月_日目录一、绪论4二、总设计过程概论132.1挤压工艺流程132.2挤压工艺条件13三、实心型材模设计14 3.1所要设计的实心型材制品143.2选坯和选设备153.3挤压力的计算163.4实心型材模具体结构设计173.5. 实心模尺寸数据设计18四、 空心型材模设计22 4.1所要设计的制品224.2选坯和选设备224.3挤压力的计算234.4模组及模子外形尺寸确定244.5组合模相关参数的确定244.6 模子内形尺寸的确定284.7
3、模孔工作带长度hg的确定294.8模芯的设计294.9上模凸台设计304.10定位销，螺钉304.11模子强度校核304.12零件图装配图31五、总结与体会31参考文献32一绪论铝在地球上含量在金属元素中占第一位的，而且当今被誉为仅次于钢铁的第二大金属。1.性能特点： 第一：密度小，熔点低，导电性、导热性好，磁化率低。纯铝的密度2.72gcm ，仅为铁的13，熔点为66O4C，导电性仅次于Cu、Au、Ag。 第二：抗大气腐蚀性能好。铝和氧的化学亲和力大，在大气中，铝和铝合金表面会很快形成一层致密的氧化膜，防止内部继续氧化。 第三：加工性能好，比强度高。纯铝为面心立方品格，无同素异构转变，具有较
4、高的塑性(8=3050 ， 8O)，易于压力加成型，并有良好的低温性能。由于这一系列优点，被广泛应用于建筑、包装、交通运输等行业，铝及铝材的消费已经成为一个国家工业发展水平的重要标志。2.铝合金的分类第一：防锈铝合金。 合金成分有：Al Mn 系3xxx，Al Mg 系5xxx性能： 不能用时效强化，加镁或锰固溶强化提高铝合金的强度 抗蚀性比纯铝好。 用途：用于高耐腐蚀性的薄板容器（如焊接油箱）、防锈蒙皮、客车装饰条、窗框、灯具等 用于制造受力小、轻质、耐腐蚀的结构件，如油管、铆钉第二：硬铝合金、超硬铝合金。硬铝合金。成分： Al Cu Mg，2xxx系列。 性能：能通过时效强化提高强度耐蚀性
5、不高，构件表面包铝可改善耐蚀性。 超硬铝合金。成分： Al Cu Mg Zn ，7xxx。 性能：通过时效强化显著提高强度耐蚀性不高，构件表面包铝可改善耐蚀性 硬铝和超硬铝应用：中等强度的轻质结构零件如飞机铆钉、大梁、桁条、隔框、 蒙皮、空气螺旋桨叶片等第三：锻铝合金。 成分：Al Mg Si Cu ，6xxx系列，2xxx系列 性能：固溶+时效处理后力学性能与硬铝合金相当经软化退火后热 塑性和耐腐蚀良好，适合于锻造成形。 锻铝合金应用：形状复杂的中等负荷零件，如压缩机叶片，飞机桨叶。第四:还有特殊铝，4xxx系列，性能特点:属铝硅合金，抗蚀性高，压力加工性良好，但机械强度差，多用于制作焊条、
6、焊棒. 5xxx系列, 性能特点:特殊的高镁合金，其抗冲击性强多用于制作飞机座仓防弹板,多用于生产高级饰品，如笔套、标牌等第五：工业用铝。1xxx系列，主要用于生产各种电解电容器用箔材、抗酸容器等，产品有板、带、箔、管等3.应用领域铝合金的应用领域可分为以下几种： 第一：航空航天领域，可以作为重要的结构零件，这归功于添加铜、镁、锰、铬等合金元素，再经热处理，因而得到很高的强度。 第二：车辆船舶工业。随着社会发展，尤其是当今油价飙升的紧张时代，要求我们使用更轻，而且强度高，价廉的材料，随着技术发展，通过处理，铝合金克服了强度低的缺点，成为最佳的候选材料。 第三：机械，轻重工业，空调输油管道，仪表
7、自行车等。 第四：化工工业。 第五：民用建筑业，常见的制品有铝合金窗，灯罩等。 第六：计算机，电子工业等，良好的导热性，可以加工成为铝散热片，还有电子工业中电容器中的铝箔。 第七：民用品。4.铝加工行业分布中国铝加工企业及其生产能力的地区集中于沿海(广东、福建、浙江、上海、江苏、山东、河北、天津、北京、辽宁)地区，即珠江三角洲(广州一深圳为中心的经济圈)、长江三角洲(上海为中心的经济圈)、环渤海湾地区(京津经济圈)所占比例较大，许多铝加工企业都云集于此三大经济圈。在珠三角地区，主要集中在佛山地区，其中大沥更是全国，甚至世界地区铝加工业的佼佼者。5.铝合金挤压加工的现状与发展我国是铝生产和消费大
8、国，到2006年为止我国电解铝产量已连续4年保持世界第一，而氧化铝和铝加工产量在2006年首次位于世界第一。南海铝业发展 从“夫妻店”、“父子兵”、“作坊式”到“免检产品”、“全国十强”；从默默无闻到“中国铝材第一镇”再到“中国铝材生产基地”；从无序竞争到有序发展；从民营企业到上市公司，再到“跨国办厂”以民营企业为主的南海铝型材产业历经20多年的摸爬滚打、风雨锤炼，成为了中国最大的铝型材产业基地，并形成了以下的发展特点： 第一，铝材产业规模全国最大，产业布局集中。南海铝型材生产企业150多家，年生产能力80多万吨，约占全国建筑类铝型材市场40%，广东60%。面积只有全国的十二万分之一的大沥，铝
9、型材年生产能力却达到60多万吨，约占全省50%，全国35%。2003年3月，南海大沥被中国建筑金属结构协会授予HotTag“中国铝材第一镇”称号。 第二，建筑铝材为主，工业铝材、工艺铝材、装饰铝材为补充，构成了铝材及与其相关行业上完善的产业链。 第三，产业结构和企业组织形态水平较高。通过20年的发展，一批龙头企业脱颖而出。目前，南海铝材行业前20名企业产量占了行业总产量的50%左右；亚铝集团总生产能力达到14万吨，是目前亚洲规模最大的铝型材生产商，全球排名第5。大多数企业建立了现代企业制度，60多家企业通过了ISO国际质量体系认证等各种质量认证体系。 先进的产业组织形态促进了资本、技术、人才等
10、生产要素的高效率配置，大大提高了南海铝材企业的竞争力。 第四，铝材产业技术水平先进，名牌产品众多。目前，南海铝材企业有10%的主要技术设备与国际先进水平同步，60%处于国际上世纪90年代以上水平。坚美、凤铝、亚洲、兴发4家铝型材企业位居全国铝材十强前列，其产品荣获中国名牌产品称号，仅大沥就有13个产品被确定为国家免检产品。 正因为产品质量过硬，技术水平先进，名牌产品众多，近年来坚美、亚洲、凤铝、华昌、南华等一大批铝型材企业成为了国家建设部铝门窗、幕墙定点生产企业，南海铝型材产品正被越来越多的国内外重点工程所采用。6.铝合金未来挑战铝合金在国民经济中起着非常重要的作用。随着科学技术的进步和现代经
11、济的高速发展，铝合金型材正向着大型整体化、薄壁扁宽化、尺寸高精化、形状复杂化、外廓美观化的方向发展，品种规格不断增多，应用范围不断拓展，已由民用建筑门窗型材为主体推广到了航天航空、汽车船舶、交通运输、电子电力、石油化工、机械制造、家用电器等各行各业和人民生活各个方面。据不完全统计，目前世界上每年需要的大型铝合金型材约4o万吨，而且增涨势头不减。为了适应这种市场需求趋势，各国都在加速建设重型挤压机或大型材挤压生产线。然而，大型特种铝合金型材是一种高难度的高新技术产品。7挤压成型控制铝材在挤压过程中，如挤压模具不是很好或模具挤压铝材过多，铝材表面会产生挤压痕，用手可能触摸到铝材表面不平，因此，在现
12、代化大生产中实施挤压加工技术，其成败的关键是模具，模具设计以及其质量，事关产品的质量，成本。在挤压设计的过程中挤压工艺条件：应考虑挤压温度、挤压速度、润滑、模具（种类、形状、尺寸等）、切压余、淬火、冷却、切头切尾等多方面的因素。其中，选择挤压筒直径 D0 是一个最核心的问题，有以下的选择原则：1）保证产品表面质量原则2）保证挤压模强度的原则3）保证产品内在质量的原则4）经济上的优化原则生产成本最低；成材率最大；产量最高。8本次课程设计内容这次的设计任务是设计一个实心型材和一个空心型材模，实心型材模采用单模，空心型材模采用分流组合模，挤压制品所有的材料是6063。由于其强度高，质量轻，加工性能好，在退火状态下，该合金有优良的耐蚀性及物理机械性能，是一种可以时效强化的AL-Mg-Si系合金，广泛应用于基础性建筑行业以及一些机械制造业。其化学成分表示如下:6063AL的成分: GB/T3190-1996：表1牌号SiFeCuMnMgCrZnTi其它元素每种总量60630.20.60.350.100.10.450.90.100.10.100.050.156063机械性能:表2合金状态弹性模量E剪切模 量G屈服强度0.2抗拉强度b伸长率泊松系数u布氏硬度Kg/mm2密度g/ cm26063淬火自然时效7100
