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1、大型铝型材模的设计大型铝型材模的设计一、介定大型型材的条件：一、介定大型型材的条件：1.型材的宽度或外接圆直径大于型材的宽度或外接圆直径大于250mm;2.型材的断面积大于型材的断面积大于20cm2;3.型材交货长度大于型材交货长度大于10m。二、大型型材的特点二、大型型材的特点1.薄壁化和轻量化；薄壁化和轻量化；2.断面尺寸和形位公差高精度化；断面尺寸和形位公差高精度化；3.组织性能均匀优质化。组织性能均匀优质化。 4.大型壁板模的设计原则：（集装箱的底板）大型壁板模的设计原则：（集装箱的底板）对对称称型型壁壁板板应应尽尽量量使使模模孔孔截截面面中中心心与与挤挤压压筒筒中心重合。中心重合。不
2、不对对称称型型壁壁板板应应适适当当增增加加工工艺艺余余量量，以以减减少少其不对称性。其不对称性。 对对腹腹板板厚厚度度不不同同的的壁壁板板，应应使使较较薄薄的的部部分分靠靠近近挤压筒中心。挤压筒中心。确定模孔尺寸应考虑：确定模孔尺寸应考虑：热收缩，热收缩，模孔的弹性与塑性变形，模孔的弹性与塑性变形， 模子模子的整体弯曲，的整体弯曲，拉伸矫直时制品尺寸的变化。拉伸矫直时制品尺寸的变化。模孔尺寸计算：模孔尺寸应分成几部分来进模孔尺寸计算：模孔尺寸应分成几部分来进行计算。如，带行计算。如，带“T”字形筋条的壁板，可分成字形筋条的壁板，可分成两部分两部分腹板部分和筋条部分腹板部分和筋条部分 a)腹腹板
3、板部部分分：对对宽宽厚厚比比大大的的腹腹板板模模孔孔尺尺寸寸，由由于于模模孔孔的的弹弹性性与与塑塑性性变变形形、模模子子整整体体弯弯曲曲的的影影响响，挤挤压压时时有有严严重重的的减减薄薄现现象象。（减减薄薄的的程程度度与与合合金金成成分分、型型材材的的规规格格、宽宽厚厚比比、工工艺艺制制度度、模模子子强强度度有有关关。所所以以在在确确定定腹腹板板部部分分模模孔孔尺尺寸寸时时为：为：t=t0+正偏差正偏差+（补偿值）。（补偿值）。b)筋条部分的模孔尺寸只考虑产品的公差、热筋条部分的模孔尺寸只考虑产品的公差、热收缩量和拉伸矫直量，也就是按普通型材的变收缩量和拉伸矫直量，也就是按普通型材的变化规律设
4、计即可。化规律设计即可。 c)工工作作带带设设计计：为为了了调调节节金金属属流流速速，改改变变变变形形条条件件，防防止止波波浪浪、扭扭拧拧、刀刀弯弯等等废废品品，必必须须合合理理设设计计模模子子工工作作带带的的长长度度。它它与与型型材材设设计计的的部部位位距距挤挤压压筒筒中中心心距距离离有有关关，一一般般取取5 15mm（经经验验证证明明，对对宽宽厚厚比比大大的的壁壁板板，阻阻碍碍角角的的意意义义不不大）。大）。d)做促流角：为了加速金属向窄缝流动，补充挤做促流角：为了加速金属向窄缝流动，补充挤压时模孔的变形，有时在模子工作端面上作压时模孔的变形，有时在模子工作端面上作68 的促流角。的促流角
5、。 5.大悬臂半空心型材模具设计大悬臂半空心型材模具设计考虑因素：考虑因素：1）防防止止悬悬臂臂表表面面直直接接与与坯坯料料接接触触，压压力力直直接接作作用用在在模模子子表表面面上上，使使其其产产生生弯弯曲曲变变形形，所所以以，要减小作用在悬臂表面的正压力；要减小作用在悬臂表面的正压力；2）如果支撑边的相邻两边的模孔宽度不均，金）如果支撑边的相邻两边的模孔宽度不均，金属通过模孔的速度存在差异，则悬臂还要发生属通过模孔的速度存在差异，则悬臂还要发生径向弯曲，型材的壁厚尺寸更难保证，所以，径向弯曲，型材的壁厚尺寸更难保证，所以，要提高悬臂承压的程度。要提高悬臂承压的程度。 舌比舌比R R的允许值：
6、的允许值：W W（开口）（开口） 舌比舌比R=A/WR=A/W2 21.0-1.5 21.0-1.5 21.6- 3.1 31.6- 3.1 33.2 -6.3 4 3.2 -6.3 4 6.412.6 56.412.6 512.712.7以上以上 6 6 设计方法：设计方法：遮遮蔽蔽式式设设计计法法遮遮蔽蔽式式设设计计法法是是用用相相当当于于分分流流模模的的模模芯芯部部分分遮遮蔽蔽下下模模模模孔孔的的悬悬臂臂部部分分，使使悬臂部分不直接承受变形金属的作用力。悬臂部分不直接承受变形金属的作用力。下下模模悬悬臂臂部部分分设设计计成成凸凸台台状状，其其凸凸起起部部分分边边缘缘与与模模孔孔壁壁的的距
7、距离离为为”C”（与与模模孔孔出出口口带带尺尺寸寸等等同同），悬悬臂臂凸凸起起部部分分的的顶顶部部与与上上模模模模面面留留有有间间隙隙” 1”（0.5mm），用用来来消消除除因因上上模模中中心心弹弹性性弯弯曲或压塌对悬臂的压力。（见图）曲或压塌对悬臂的压力。（见图）优优点点：可可有有效效改改善善悬悬臂臂顶顶端端部部位位模模孔孔挤挤出出型型材材的的壁厚偏差，能较好地保证型材的质量。壁厚偏差，能较好地保证型材的质量。缺缺点点：由由于于悬悬臂臂凸凸起起部部分分相相应应地地增增加加了了金金属属的的摩摩擦擦面面积积，悬悬臂臂承承受受的的摩摩擦擦力力增增加加，使使其其仍仍有有一一定的挠曲变形。定的挠曲变形
8、。 镶镶嵌嵌式式设设计计法法镶镶嵌嵌式式设设计计法法是是遮遮蔽蔽结结构构的的改改进进型型式式，将将上上模模模模芯芯的的中中部部挖挖空空，而而下下模模相相对对的的位位置置向向上上凸凸起起，镶镶嵌嵌于于模模芯芯的的中中空空部部分分，悬悬臂臂凸凸起起部部分分的的顶顶面面与与上上模模模模芯芯中中空空部部分分顶顶部部的的间间隙隙” 2”为为0.5mm。悬悬臂臂凸凸起起部部分分的的侧侧表表面面与与模模芯芯空空腔腔的的侧侧表表面面之之间间有有间间隙隙” 3”，两两表表面面是是动动配配合合；模模芯芯侧侧面面与与模模孔孔壁壁的的距距离离为为”C”（与模孔出口带尺寸等齐）（与模孔出口带尺寸等齐）其优点：可有效改善
9、悬臂顶端部位模孔挤出型其优点：可有效改善悬臂顶端部位模孔挤出型材的壁厚偏差，能较好地保证型材的质量，克材的壁厚偏差，能较好地保证型材的质量，克服因金属对裸露的悬臂凸起部分的摩擦所带来服因金属对裸露的悬臂凸起部分的摩擦所带来的悬臂挠曲缺点，金属对模芯表面的摩擦力转的悬臂挠曲缺点，金属对模芯表面的摩擦力转化为上模与下模接触面上的正压力。因此，悬化为上模与下模接触面上的正压力。因此，悬臂的受力状况进一步得到了改善，只要合理的臂的受力状况进一步得到了改善，只要合理的空刀量空刀量”C”值和间隙值和间隙” 2”、间隙、间隙” 3”就行。就行。 替替代代式式设设计计法法（也也称称塔塔接接式式）：用用上上模模
10、模模芯芯取取代代下下模模的的悬悬臂臂，并并在在原原悬悬臂臂的的根根部部处处，使使模模芯芯与下模模面互相塔接，以保证悬臂的完整性。与下模模面互相塔接，以保证悬臂的完整性。优优点点：较较遮遮蔽蔽式式和和替替代代式式加加工工简简单单，更更适适合合“舌舌比比”值很大的型材生产。值很大的型材生产。吊吊桥桥式式：是是一一种种分分流流模模形形式式，模模子子的的设设计计要要素素与与设设计计分分流流模模相相同同，但但桥桥位位可可设设计计短短些些，因因为为它只起金属分配合理性的功能。它只起金属分配合理性的功能。优点：它利用分流孔使金属分配合理、吊桥的存优点：它利用分流孔使金属分配合理、吊桥的存在可增大金属流动均匀
11、性；提高型材模的强度。在可增大金属流动均匀性；提高型材模的强度。 保保护护式式分分流流模模：在在普普通通分分流流模模的的前前面面加加一一个个保保护护板板，主要用来生产长悬臂半空心型材。主要用来生产长悬臂半空心型材。它的特点：它的特点：是是与与型型材材模模相相接接触触的的面面之之间间有有一一应应力力消消减减间间隙隙，生生产产中中它它可可改改善善型型材材模模的的受受力力状状态态，提提高高模模子子强强度度，减减少少模子变形。模子变形。5.散热器型材模的设计（见大型材散热器型材模的设计（见大型材P295）大大型型散散热热器器型型材材的的特特点点：大大型型散散热热器器型型材材大大多多为为实实心心，也也有
12、有极极少少量量空空心心。它它的的特特点点是是外外接接圆圆尺尺寸寸大大、断断面面形形状复杂、壁厚相差悬殊，散热齿距小而悬臂大。状复杂、壁厚相差悬殊，散热齿距小而悬臂大。生产难度：当同一截面的断面比值、舌比值、型材外生产难度：当同一截面的断面比值、舌比值、型材外接圆直径超过一定范围时，用平面模挤压很难使金属接圆直径超过一定范围时，用平面模挤压很难使金属流速均匀，模具极容易损坏。流速均匀，模具极容易损坏。 设计方法：设计方法：宽展导流模设计法：宽展导流模设计法：用用这这种种模模生生产产的的型型材材特特点点平平面面间间隙隙要要求求严严格格、舌比较大、筋板与齿的壁厚差大。舌比较大、筋板与齿的壁厚差大。设
13、计重点：设计重点：型材在模子平面上的布置；型材在模子平面上的布置；模子工作带的给定；模子工作带的给定； 模子出口带加工时电流大小的控制；模子出口带加工时电流大小的控制；试模时的挤压温度和挤压速度及设备的良好试模时的挤压温度和挤压速度及设备的良好状态。状态。 分流组合模设计法：分流组合模设计法：用用这这种种模模生生产产的的型型材材特特点点壁壁厚厚差差过过于于悬悬殊殊、断断面面比比值值超超大大、薄薄壁壁部部位位位位于于挤挤压压筒筒边边缘缘、且且表表面积大、舌比大、悬臂长。面积大、舌比大、悬臂长。设计重点：设计重点：按按型型材材断断面面形形状状进进行行一一次次金金属属流流量量预预分分配配，扩扩大大靠
14、靠近近挤挤压压筒筒边边缘缘的的分分流流面面积积，加加快快齿齿尖尖部部位位金金属属的的流流速速，便便于于在在分分流流空空间间上上为为二二次次填填充充挤压创造条件。挤压创造条件。考虑到中心部位面积过大，为防止型材中心考虑到中心部位面积过大，为防止型材中心部分出现疏松，可在中心部位开一个分流孔，部分出现疏松，可在中心部位开一个分流孔，以适应金属二次组合的流量需要。以适应金属二次组合的流量需要。 大型非对称散热片模设计：大型非对称散热片模设计：采采用用三三次次变变形形（即即先先用用宽宽展展变变形形、分分流流调调整整变变形、挤出成型变形）的工艺原理设计而成。形、挤出成型变形）的工艺原理设计而成。优优点点
15、：综综合合了了宽宽展展到到型型材材模模、平平面面分分流流模模的的功功能能及及优优点点，拓拓展展了了挤挤压压工工艺艺范范围围，提提高高模模具具使使用寿命。用寿命。撕撕口口模模：对对外外接接圆圆较较大大、悬悬臂臂长长、等等壁壁厚厚的的型型材材，为为了了确确保保型型材材开开口口部部位位的的尺尺寸寸精精度度，可可以以将将开开口口部部位位设设计计成成封封闭闭型型（就就是是加加一一段段工工艺艺余余量量，其其厚厚度度为为0.2mm），用用分分流流模模生生产产，待待制制品品精精整整后后再再将将开开口口部部位位的的工工艺艺余余量量撕撕掉掉，这这样样可保证制品开口部位的尺寸精度。可保证制品开口部位的尺寸精度。这这种种方方法法需需征征得得用用户户同同意意，因因制制品品撕撕口口处处不不够够光整光整。结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！25
