扁方管擠壓鋁型材模具設(shè)計方法

來源：塑膠五金網(wǎng)發(fā)布時間：2014-09-10 09:47:51點擊率：

　　LT-05扁方管擠壓型材的截面圖，要求型材擠出后成形尺寸長為176mm，寬為40.5mm，壁厚為1.8mm.此型材的長寬比為4.35，長寬比值較大。擠壓此型材設(shè)計給定的擠壓筒內(nèi)徑僅為<217mm，而擠壓型材的外接圓直徑為的使用面積，兩支撐的間距為750mm，載荷為<180.6mm.由此可知，要想實現(xiàn)型材由此擠壓筒擠壓成形，不從模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計上加以創(chuàng)新，是不可能的。

　　從截面圖的技術(shù)要求中得知，此型材的長邊與短邊的垂直度要求為0.05mm，即此型材擠出后，不允許呈平行四邊形形狀。這種較大外形且長寬比值較大的型材，要實現(xiàn)垂直度0.05mm的擠壓，在模具設(shè)計上存在著相當(dāng)大的難度。

　　2分流口設(shè)計方案的確定

　　LT-05扁方管型材擠壓模套的內(nèi)徑尺寸，需方給定為<281mm×179mm，因此，將此副模具的外形設(shè)計為<280mm×180mm.由于擠壓型材用的擠壓筒內(nèi)徑僅為<217mm，要想實現(xiàn)正常擠壓，必須在設(shè)計時將各流口進行一定程度的擴展，以增大擠壓筒內(nèi)徑，從而增大擠壓面積，減小正面壓力，使模具在擠壓時?？啄軌虺浞痔畛洌ＷC型材擠出成形。為了防止擠壓時"大帽"的產(chǎn)生，流口的直徑必須設(shè)計在<200mm內(nèi)?？紤]到此擠壓型材的外接圓直徑為<180.6mm，為了使之能夠充分焊合，將擴展后的流口設(shè)計在<220mm內(nèi)，即擴展角度為10.3°。

　　將流口的設(shè)計直徑范圍確定下來之后，下一步關(guān)鍵的是流口的布置。由于此擠壓型材的截面外形較大，長寬比值也較大，如果將流口設(shè)計成如圖2所示，很顯然，由于上下兩對稱流口遠大于左右兩對稱流口，且上下流口的位置更靠近模具的中心(即擠壓中心)，將會導(dǎo)致型材擠出時，上下兩長邊的擠出速度過快，遠遠大于左右兩短邊的擠出速度，使型材上下兩面鼓起，嚴(yán)重時則會產(chǎn)生波浪，使擠壓失敗。如果將左右流口相應(yīng)擴大，上下流口相應(yīng)減小，雖然能使流速得到一定的改善，但由于上模型芯在左右兩側(cè)探出流口的部分較大，直接受到正面擠壓力的作用。經(jīng)過對型芯的強度校核，其彎曲剛度不夠，將會造成型芯的變形，甚至斷裂，從而導(dǎo)致模具報廢。

　　另一種設(shè)計方案是將流口設(shè)計成4個大小相等的對稱流口，如圖3所示。這種設(shè)計方案雖然較前一種方案能使各流口的流速達到了均衡，平穩(wěn)，且型芯均設(shè)計在上模的橋底下，避免了型芯被擠壓變形，斷裂的現(xiàn)象。但是，由于這種設(shè)計方案的上下兩個較短的橋靠近模具的中間，且不能設(shè)計得過寬，否則將影響橋下部分型材的焊合。由于橋的設(shè)計不能太寬，而模具中心位置的正面擠壓力大，經(jīng)對該處橋的強度校核，彎曲強度不夠，此處橋在強大的擠壓力的作用下，極易造成橋的斷裂，而使模具報廢。由于此模具的?？准靶托局挥猩舷伦笥覍ΨQ布置，才適合于擠壓。因此，這種設(shè)計方案，在型材長邊上的焊縫正好位于擠壓型材裝飾面的中央，影響擠壓型材的表面質(zhì)量。

　　為了解決上述方案中存在的問題，吸取各方案的優(yōu)點及長處，克服其中的缺點及不足，在總結(jié)各方案的設(shè)計經(jīng)驗后，將設(shè)計方案定為：將分流口設(shè)計成上下對稱分布的6個流口的形式，如圖4所示。其絕大部分型芯被擋在分流橋下，6個分流口擴展后的分流面積相近。為了保證擠壓型材各部分?jǐn)D壓速度的一致，將靠近模具中心位置的2個分流口設(shè)計在型孔的外側(cè)，使中間部分的型孔全部位于分流橋下，從而減慢其擠出速度。而將其余4個靠近模具邊緣的分流口盡量靠近模具x軸設(shè)計，使型孔稍露出分流口，從而使型材各長邊尾部及4個直角的擠出速度加快，填充容易。這樣，型材在擠出成形時，不僅有效地避免了型材中間起鼓或起波浪，而且還使得型材4個直角擠出時的垂直度達到產(chǎn)品的設(shè)計要求。這種6個分流口的設(shè)計方案，增加了分流橋的數(shù)量，同時也增加了模具的強度，也使得焊縫移到了型材的兩側(cè)，提高了型材擠出的表面質(zhì)量。

　　為了方便焊合，提高焊合速度，保證模具的強度，經(jīng)校核計算，將小橋?qū)捲O(shè)計成30mm.為了消除模具在擠壓過程中產(chǎn)生的變形應(yīng)力，提高模具壽命，將此副模具設(shè)計成三體的形式，即：保護模，上模，下模。其保護模所起的主要作用是消除模具在受擠壓力作用時，分流橋由于彈性變形而彎曲，從而產(chǎn)生較大的應(yīng)力。為了能夠更好地消除這種應(yīng)力，提高各分流橋的強度，在保護模與上模相配合的端面上，設(shè)計成一個中心處深為1.8mm的錐形面，使保護模與上模裝配后形成一個彈性變形的空間，從而對分流橋起到有效的保護作用。由于模具在工作時所受的正面擠壓力很大，為了減少模具所承受的正面擠壓力，提高金屬流動速度，在保護模與擠壓筒相接觸的端面上，將各分流口入口處設(shè)計成寬為10mm，角度為30°的促流坡口。這種設(shè)計，不僅增大了模具的受力面積，減小了正壓力，同時在30°促流角的作用下，增大了金屬的流動速度，提高了擠壓效率及模具壽命。

　　3結(jié)束語

　　LT-05大型扁方管型材擠壓模具的設(shè)計方案，經(jīng)實際生產(chǎn)的檢驗，收到了滿意的效果。這種設(shè)計方案，不僅開辟了扁方管設(shè)計的新途徑，同時也提高了這類型材擠壓的成品率。由于專門設(shè)計了保護模，使上模及各橋得到了有效的保護，增強了各橋及型芯的強度，從而提高了模具的擠壓壽命。保護模的設(shè)計也為其它大型擠壓模具的設(shè)計，提高大型擠壓模具的使用壽命打下了良好的基礎(chǔ)。

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