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本篇文章给大家谈谈铝合金挤压模具,以及铝合金挤压模具设计招聘对应的知识点,希望对各位有所帮助。
铝合金建筑型材挤压模具可分为平面模和空心模两大类。空心模又可分为平面分流组合模、星形组合模,舌形模,其中平面分流组合模最为常用,占95%以上。平面模用于挤压实心型材,模子可以做得很薄,在15MN以下的中小型挤压机上使用的模子厚度可到20-25mm,16-35MN挤压机上可取30mm左右。薄模易于加工制造,便于修模和抛光工作带表面。为了保证模子强度和产品的尺寸稳定性,可增加模子垫的厚度或数目。
平面分流组合模用于挤压空心型材,因需经二次变形,故所需挤压力较大,易造成闷车。用这种模具挤压空心型材,成品率较高,模具易于加工制造,生产操作简便,能生产各种高精度、高光洁表面的外形复杂的薄壁空心型材和多孔空心型材,但在挤压中或挤压完毕时修模和清理残料较困难。
星形组合模适用于外形尺寸较大的空心型材,挤压力较平面分流模的小,型材成品率较高,残料清理也较轻易,但模子加工较困难。
舌形模残料较长,型材成品率低,模具加工难度介于两者之间,但挤压阻力较小,且在挤压中或挤压结束时残料轻易清理干净,修模方便,故多用于挤压需要较高的挤压力和质量要求较高的薄壁空心型材或硬合金军工铝材。
三种空心型材模具的比较表
模子种类挤压工艺性能(挤压阻力)产品质量(成品率)模子加工难易度清理金属和修模适用范围
平面分流组合模不好良好易难所有空心制品
星形组合模中等良好难中等外形尺寸大的空心型材
舌形模良好不好中等易硬合金高质量薄壁空心型材
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最大的地方,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t2mm时,可选择在有悬臂处加工斜空刀。
铝型材挤压加工工艺模具的制造要求
1、由于铝合金挤压加工模具的工作条件十分恶劣,在挤压过程中需要经受高温、高压、高摩擦的作用,因此,要求使用高强耐热合金钢,而这些钢材的熔炼、铸造、锻造、热处理、电加工、机械加工和表面处理等工艺过程都非常复杂,这给模具加工带来了一系列的困难。
2、为了提高铝型材挤压加工模具的使用寿命和保证产品的表面品质,要求模腔工作带的粗糙度达到0.8-0.4μm,模子平面的粗糙度达到1.6μm以下,因此,在制模时需要采取特殊的抛光工艺和抛光设备。
3、由于挤压产品向高、精、尖方向发展,有的型材和管材的壁厚要求降到0.5mm左右,其挤压铝制品公差要求达到±0.05mm,为了挤压这种超高精度的产品,要求模具的制造精度达到0.01mm,采用传统的工艺是根本无法制造出来的,因此,要求更新工艺和采用新型专用设备。例如:数控车床,数控加工中心以及慢走丝加工等先进高精密度加工设备。
4、铝型材断面十分复杂,特别是超高精度的薄壁空心铝型材和多孔空心壁板铝型材,要求采用特殊的挤压模具结构,往往在一块模子上同时开设有多个异形孔腔,各截面的厚度变化急剧,相关尺寸复杂,圆弧拐角很多,这给模具的加工和热处理带来了很多麻烦。
5、铝型材挤压加工产品的品种繁多,批量小,换模次数频繁,要求模具的适应性强,因此,要求提高制模的生产效率,尽量缩短制模周期,能很快变更制模程序,能准确无误地按图纸加工出合格的模具,把修模的工作量减少到*低程度。
6、由于铝型材挤压加工产品应用范围日趋广泛,规格范围十分宽广,因此,有轻至数千克的、外形尺寸为100mm×25mm的小模子,也有重达2000kg以上的、外形尺寸为1800mm×450mm的大模子。有轻至几千克的、外形尺寸为65mmx800mm的小型挤压轴,也有重达100t以上、外形尺寸为2500mmx2600mm的大型挤压筒。模具的规格和品质上的巨大差异,要求采用完全不同的制造方法和程序,采用完全不同的加工设备。
7、挤压工模具的种类繁多,结构复杂,装配精度要求很高,除了要求采取特殊的加工方法和采用特殊的设备以外,尚需采用特殊的工装卡具和刀具以及特殊的热处理方法。
8、为了提高模具的品质和使用寿命,除了选择合理的材料和进行优化设计以外,尚需采用*佳的热处理工艺和表面强化处理工艺,以获得适中的模具硬度和高表面品质,这对于形状特别复杂的难挤压制品和特殊结构的模具来说显得特别重要。
(1)用的仪器仪表在线和离线检测模子的尺寸精度、硬度和表面粗糙度。检测验收合格的模具进行登记,人库上架,使用时领出抛光模孔工作带,并将导流模、型材模、模垫进行组装检查,确认无误时发到机台加热;
(2)铝型材挤压工模具上机前加热温度规定:挤压筒:400~450℃,挤压垫:350℃ ,模垫:350~400℃,平模:450~470℃,分流模:460~480℃,保温时间按模具厚度计算(l.5~2 分钟/mm);
(3)铝型材挤压工模具在炉内加热时间不允许超过10 小时,时间过长,模孔工作带容易腐蚀或变形;
(4)在铝合金型材挤压开始阶段,需缓慢加压力,因为冲击力很可能引起堵模。如果发生堵模时,需立即停机,以防压烂模孔工作带;
(5)模子卸机后,待冷至150~180℃ 时再放人碱槽煮,因为模子在高温下碱煮,容易被热浪冲击开裂。并应采用先进的蚀洗方法,以回收节省碱液,缩短腐蚀时间和实现无污染清洗;
(6)铝型材挤压模具修模工在对分流模装配时,应用铜棒轻轻颠打,不允许用大铁锤猛击,避免用力过大,震烂模具;
(7)铝型材挤压模具氮化前需对模孔工作带仔细抛光至表面粗糙度Ra0.8~0.4μm;
(8)铝型材挤压模子氮化前要求清洗干净,不允许有油污带入炉内;氮化工艺要合理(依设备特性与模具材料而定),氮化后表面硬度为HV900~1200,氮化层过厚、过硬会引起氮化层剥落。一套模具一般允许氮化3~5 次;复杂的高倍齿散热器型材模不进行氮化工序;
(9)对老产品的新模子、棒模、圆管模可不经试模直接进行氮化处理;新产品及复杂型材模必须经试模合格后才能进行氮化处理;
(10)铝型材挤压新模试模合格后,最多挤压10 个铸锭就应卸机进行氮化处理,避免将工作带拉出沟槽;两次氮化之间不可过量生产,一般平模为60~100 个锭,分流模为40~80 个锭为宜,过多会将氮化层拉穿。
(11)使用后的铝型材挤压模子抛光后,涂油人库保管。
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