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铝型材挤压模具设计的八大要点

2019-03-29 07:49:39    2888次浏览

近年来,建材市场迅猛的发展带动了铝加工行业的飞速发展。铝加工行业尤其是铝型材以其独特的断面被广泛应用到各行各业,铝型材的加工过程中,挤压模具就显得尤为重要。

目前,各生产厂家意识到挤压模具的重要性,都在模具的设计、加工方法、材料的选用等方面进行深入的探索和研究,以达到模具加工周期短、寿命长,同时要求模具挤压的制品精度和光洁等方面都有良好的外观。

铝型材挤压模具设计有以下八大要点:

一、铝型材的尺寸及偏差

铝型材的尺寸及偏差是由挤压模具、挤压设备和其他有关工艺因素决定的。

二、选择正确的铝挤压机吨位

选择挤压机吨位主要是根据挤压比来确定。如果挤压比低于10,铝型材产品机械性能低;如果挤压比过高,铝型材产品很容易出现表面粗糙以及角度偏差等缺陷。实心铝型材常推荐挤压比在30左右,空心铝型材则在45左右。

三、挤压模具外形确定

挤压模具的外形尺寸是指挤压模具的外圆直径和厚度。挤压模具的外形尺寸由型材截面的大小、重量和强度来确定。

四、挤压模具模孔尺寸的确定

对于壁厚差很大的铝型材,难成形的薄壁部分及边缘尖角区应适当加大尺寸;而对于宽厚比大的扁宽薄壁型材及壁板型材的模孔,桁条部分的尺寸可按一般型材设计,而腹板厚度的尺寸,除考虑公式所列的因素外,尚需考虑挤压模具的弹性变形与塑性变形及整体弯曲,距离挤压筒中心远近等因素。

此外,挤压速度、有无牵引装置等对模孔尺寸也有一定的影响。

五、合理调整铝金属的流动速度

合理调整铝金属流动速度,就是要尽量保证铝型材断面上每一个质点应以相同的速度流出模孔。挤压模具设计时,尽量采用多孔对称排列,根据铝型材的形状,各部分壁厚的差异和比周长的不同,及距离挤压筒中心的远近,来设计不等长的定径带。

一般来说,铝型材某处的壁厚越薄,周长越大,形状越复杂,离挤压筒中心越远,则此处的定径带应越短。如果当用定径带仍难于控制铝金属流速时,对于铝型材断面形状特别复杂、壁厚很薄、离中心很远的部分,可采用促流角或导料锥来加速铝金属流动。而对于那些壁厚大得多的部分或离挤压筒中心很近的地方,就应采用阻碍角进行补充阻碍,以减缓此处的流速。

此外,还可以采用工艺平衡孔,工艺余量或者采用前室模、导流模、改变分流孔的数目、大小、形状和位置来调节铝金属的流速。

六、挤压模具强度校核

由于铝型材挤压时模具的工作条件很恶劣,所以模具强度是模具设计中的一个非常重要的问题。除了合理布置模孔的位置,选择合适的模具材料,设计合理的模具结构和外形之外,精确地计算挤压力和校核各危险断面的许用强度也是十分重要的。

目前计算挤压力的公式很多,但经过修正的别尔林公式仍有工程价值。挤压力的上限解法,也有较好的适用价值;用经验系数法计算挤压力比较简便。至于模具强度的校核,应根据产品的类型、模具结构等分别进行。

一般平面模具只需要校核剪切强度和抗弯强度。舌型模和平面分流模则需要校核抗剪、抗弯和抗压强度,舌头和针尖部分还需要考虑抗拉强度等。

强度校核时的一个重要的基础问题是,选择合适的强度理论公式和比较精确的许用应力。近年来,对于特别复杂的模具,可用有限元法来分析其受力情况与校核强度。

七、合理的工作带尺寸

确定分流组合模的工作带,要比确定半模工作带复杂得多,不仅要考虑到型材壁厚差,距中心的远近,面且必须考虑到模孔被分流桥遮蔽的情况。处于分流桥底下的模孔,由于金属流进困难,工作带必须考虑减薄些。

在确定工作带时,首先要找出在分流桥下型材壁厚最薄处即金属流动阻力的地方,此处的最小工作带定为壁厚的两倍;壁厚较厚或金属容易达到的地方,工作带要适当考虑加厚,一般按一定的比例关系,再加上易流动的修正值。

八、模孔空刀结构及尺寸

模孔空刀,就是模孔工作带出口端悬臂支承的结构。当铝型材壁厚≥2mm时,可采用比较容易加工的直空刀结构;当t<2mm时,可选择在有悬臂处加工斜空刀。

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