大型铝型材模的设计课程教材.ppt

大型铝型材模的设计 一、介定大型型材的条件： 1.?? 型材的宽度或外接圆直径大于250mm; 2.?? 型材的断面积大于20cm2; 3.?? 型材交货长度大于10m。 二、大型型材的特点 1.薄壁化和轻量化； 2.断面尺寸和形位公差高精度化； 3.组织性能均匀优质化。 1.?? 大型型材的最小壁厚： 实心型材 空心型材 (合金种类) (合金种类) 外接圆? 软 中硬 硬 软 中硬 ?250?320 2.5 3.0 3.8 3.0 3.5 ?320?400 2.8 3.5 4.0 3.4 4.0 ?400?450 3.2 4.0 5.0 3.8 4.5 ?450?550 3.8 4.5 5.4 4.0 4.8 ?550?650 4.0 5.0 5.6 4.5 — 三、大型型材的分类 1.按用途和使用特性分： 航空航天用、车辆用、船舶舰艇用、电子电器用、石油化工用、交通运输用、民用建筑用、其它用。 2.按形状与尺寸变化分： 实心型材、空心型材、壁板型材、建筑型材。 四、大型型材常用的铝合金及其性能 1.按抗拉强度分： 低强度（?b?300Mpa）、 中等强度（?b=300?450Mpa）、 高强度（?b?450Mpa）。 2.按热处理强化程度分：热处理可强和热处理不可强化合金。 3.按焊接性能分： 可焊接合金和不可焊接合金。 4.按抗腐蚀性能分： 高抗蚀（海水）、中等抗腐蚀和低抗蚀性合金。 六、大型型材模的设计 1.扁模： 优点：可节约大量贵重的高合金模具钢 缺点：模子刚性差，故在挤压壁板型材的腹板时会明显变薄，其中心部位尤为严重。其原因是由于作用在模子端面上的摩擦应力使模子产生径向（挤压筒半径方向）压缩变形，以及挤压方向的正压力（近似等于塑性变形区的单位流动压力）使模子产生弯曲变形的缘故。 又因为在挤压过程中引起模孔收缩的力是不均匀的，因而，模孔各部位变形可出现明显的差异，这种差异沿壁板宽度方向可达0.3mm以上。 2.圆模：与扁模结构相比，圆模结构在长轴方向上具有大得多的抗弯矩能力，且加工制造容易。所以一般选用圆模。 3.宽展模： 优点：可以挤压宽度比圆筒直径更大的壁板型材，结构简单，加工成本低，省掉扁挤压筒。它可以与组合模配合使用，也可以与平面模组合使用。 缺点：模子清理困难（因为宽展模模孔中存有大块铝）、挤压力较一般平模挤压时高25%左右?30%，因而难以挤压变形程度大（挤压比大）、宽厚比大的硬合金壁板。 4.大型壁板模的设计原则：（集装箱的底板） ?对称型壁板应尽量使模孔截面中心与挤压筒中心重合。 ?不对称型壁板应适当增加工艺余量，以减少其不对称性。 ?对腹板厚度不同的壁板，应使较薄的部分靠近挤压筒中心。 ?确定模孔尺寸应考虑： ?热收缩，?模孔的弹性与塑性变形，?模子的整体弯曲，?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行计算。如，带“T”字形筋条的壁板，可分成两部分—腹板部分和筋条部分 a) 腹板部分：对宽厚比大的腹板模孔尺寸，由于模孔的弹性与塑性变形、模子整体弯曲的影响，挤压时有严重的减薄现象。（减薄的程度与合金成分、型材的规格、宽厚比、工艺制度、模子强度有关。所以在确定腹板部分模孔尺寸时为： t=t0+正偏差+?（补偿值）。 b) 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化规律设计即可。 c) 工作带设计：为了调节金属流速，改变变形条件，防止波浪、扭拧、刀弯等废品，必须合理设计模子工作带的长度。它与型材设计的部位距挤压筒中心距离有关，一般取5?15mm（经验证明，对宽厚比大的壁板，阻碍角的意义不大）。 d)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6??8?的促流角。 5.大悬臂半空心型材模具设计 考虑因素： 1）防止悬臂表面直接与坯料接触，压力直接作用在模子表面上，使其产生弯曲变形，所以，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，要提高悬臂承压