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铝合金型材挤压
挤压件分类：
实心型材：整个型材断面上均无孔。如图1所示。
中空型材：型材断面上有孔，如图2所示。
简单挤压模具的结构和设计要点：
筒单挤压模有两种：第一种是实心型材挤压模，如图1。第二种是空心型材挤压模，如图2。具体结构如下：
1）挤压筒：用高强度合金钢制造的多层圆筒体，一般内衬套可卸下。长度根据挤压机吨位确定。材料：外套5CrMnMo， 内套3Cr2W8V。
2）模支承：保证模子和模垫同心，是安装模子、模垫时的辅具。
3） 模垫：模垫和模子外形尺寸相同，其厚度为模子厚度的3倍，与模具一起承受挤压力。模垫、模孔尺寸比模子的稍大。材料：合金工具钢。
4） 压型嘴：保证模具在挤压过程中不移位及与挤压筒紧密配合的辅具，结构及尺寸根据挤压机吨位确定。
5） 挤压垫片：防止挤压轴与被挤压的金属直接接触的辅具。其外径较挤压筒内径小一些，厚度在40至150mm之间。
6） 挤压轴：挤压轴工作时伸进挤压筒中，并与挤压垫接触，挤压轴承受挤压机的最大挤压力。材料：3Cr2W8V。
模孔配置原则：
单孔型材模孔配置：一般是让模也重心与模具中心重合。如果壁厚变化非常大，应把最薄的部位配置在模具中心，
多孔型材模孔配置：对于断面较小或断面对称性较差的型材，通常采用多孔模。多孔模各模孔间距不应过小，见表1及图3。
模孔工作带的确定：
1） 以整个型材难出料处为基准，该处工作带长度为成品厚度的（1.5至2）倍，如图4。
2） 与基准点相邻近的工作带长度为基准点工作带长度加1mm。
3） 型材厚度相同时，与模具中心距离相等处工作带长度也相同。
4） 由模具中心算起，每相距10mm工作带长度增减数值见表2。
5） 工作带的空刀：空刀过多，模具工作带强度减弱。合理的空刀值见表3及图5。
阻碍角：
当模孔工作带长度大于15至25mm时，实际上，由于尺寸收缩金属已不与工作带贴合，此时，可用阻碍角调节金属流速。工作带母线与挤压中心线之间夹角为阻碍角，最有效阻碍角为3度至5度，见图6。
促流角：一般促流角是在模具工作端面上作成对称的锥面或者倾斜的锥面，如图7。
表1
表2
表3
图1
图2
图3
图4
图5
图6
图7
图A
图B |
分流组合模结构：
见图1。
分流比的选择：
分流孔的断面积与型材的断面积之比，见公式1，称之为分流比。
分流比值越小，挤压变形阻力越大，在保证模具强度的条件下尽量选取较大的。
对于生产型材：取10至30；
对于生产管材：取5至10。
分流孔的选择：
分流孔的断面形状有圆形、腰子形、扇形及异形等。对于复杂断面型材多取扇形和异形，对于管材及筒单断面型材取圆形和腰子型。分流孔的数目有二孔、三孔、四孔及多孔，见图2。对于外形尺寸小，断面形状较对称的，可采用二孔或三孔，外形较大，断面复杂的取四孔或多孔。一般情况下，分流孔数要尽量少，以减少焊缝，增大分流孔的面积，降低挤压力。
分流桥的选择：
分流桥宽度B（图3），从加大分流比，降低挤压力来考虑，可选小些，但从改善金属流动均匀性考虑，选择大点比较合适。一般取B=b+（3至10）mm，制品外形及内腔尺寸大的取下限，B=b+（3至5）mm；反之取上限，B=b+（5至10）mm。Ｂ为型腔宽度。分流桥的截面多采用矩形倒角截面或近似水滴形截面。分流桥的斜度一般取45度，对难挤压的形状取30度，桥底圆角为2至5mm。通常在桥的两端做成桥镦。
模芯结构的选择：
模芯结构形式分为锥式、锥台式和凸台式三种类型，见图4。
在模心宽度小于10mm时，多采用锥式。在模具模心宽度在10和20mm之间时，多采用锥台式。
在模心宽度大于20mm时，多采用凸台式。
焊接室的选择模孔尺寸：
焊合室的高度大，有利于金属的焊合，但太高会影响模芯的稳定性。焊合室高度在很大程度上取决于挤压筒直径。
若筒径φ115～φ130mm，取h=10～15mm；
若筒径φ170～φ200mm，取h=20～25mm；
若筒径φ220～φ280mm，取h=30mm；
若筒径在φ300mm以上，取h=40mm；
焊合室一般采用碟形。为消除死区，取β=5°～10°，R=5～10mm。
模孔尺寸：
型材外形的模孔尺寸见公式2。
型材壁厚模孔尺寸可按公式3计算。
对于下列型材，确定壁厚尺寸时，应考虑到型材尺寸。若尺寸大或具有悬臂梁部分挤压时，模具易产生弹塑性变形，面引起制品壁厚尺寸改变小，故应对壁厚模孔进行修正，修正量见图5，
工作带宽度尺寸：
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。
分流组合模的工作带较平模厚些，这对金属的焊合有好处，如图6。
模孔室刀结构：
模孔空刀结构如图7所示。
模孔空刀就是模孔工作带出口端悬臂支承的结构。型材壁厚t≥2.0mm时，可采用加工容易的直空刀结构；当t<2mm时，或者带有悬臂处可用斜空刀；对于危险断面处可用图7中的c、d所示的空刀结构。为降低工作带阻力，增加其强度，工作带出口外做成1至3度角。
模具强度校核：由于建材形状复杂，模具强度难以精确计算。一般据生产经验并考虑模具系列化，在一台挤压机上确定2至3种规格的模具，然后校核其强度。
分流模具的强度校核，主要校核分流桥中由于挤压力引起的弯曲应力及剪切应力。对于双孔及四孔的分流桥，可以认为是一个受均匀载荷的筒支梁。可按公式4校核其危险断面处的模具强度。
石墨导路：采用石墨导路可提高挤压制品的质量。由于建材种类多，形状复杂，不能每种截面形状各做一个导路。因此设计时，一般按制品形状、尺寸接近的数种规格做一种导路，其断面形状有方形、矩形、圆形、丁字形等。
公式1
公式2
公式3
公式4
图1
图2
图3
图4
图5
图6
图7
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