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铝合金型材挤压工艺及模具计算1课 程 设 计 任 务 书题目:铝合金型材挤压工艺及模具计算学院:材料与能源学院专业: 03 金属材料工程( 1)学号:学生: 指导老师: 日期:2006 年 6 月 21 日铝合金型材挤压工艺及模具计算2课程设计任务书材料与能源学院金属材料工程专业 一. 题目:铝合金型材挤压工艺及模具设计二. 设计基本内容:设计一件实心型材制品和一件空心型材制品的工艺过程及模具设计,包括挤压工艺参数,模具结构,制造工艺等要求三. 完成后应缴的资料:课程设计说明书一份实心型材模 AUTOCAD 图空心型材模上模 AUTOCAD 图空心型材模下模 AUTOCAD 图 空心型材模上下模 AUTOCAD 装配图四. 设计完成期限:2005 年 6 月 14 日-2005 年 6 月 24 日指导老师_袁鸽成 签发日期_教研室主任_批准日期_铝合金型材挤压工艺及模具计算3课程设计评语:成绩:设计指导教师_年_月_日目录铝合金型材挤压工艺及模具计算4一: 绪论5二: 总设计过程概论 8三: 实心型材模设计 10四: 空心型材模设计 19五: 后记28一绪论铝合金型材挤压工艺及模具计算5铝被誉为仅次于钢铁的第二大金属,由于具有密度低、强度适中、加工性能好等一系列优点,被广泛应用于建筑、包装、交通运输等行业,铝及铝材的消费已经成为一个国家工业发展水平的重要标志。近年来工业铝型材应用于交通行业呈上升趋势。铝合金在国民经济中起着非常重要的作用。随着科学技术的进步和现代经济的高速发展,铝合金型材正向着大型整体化、薄壁扁宽化、尺寸高精化、形状复杂化、外廓美观化的方向发展,品种规格不断增多,应用范围不断拓展,已由民用建筑门窗型材为主体推广到了航天航空、汽车船舶、交通运输、电子电力、石油化工、机械制造、家用电器等各行各业和人民生活各个方面。据不完全统计,目前世界上每年需要的大型铝合金型材约4o万吨,而且增涨势头不减。为了适应这种市场需求趋势,各国都在加速建设重型挤压机或大型材挤压生产线。近年来,随着科技的进步和经济的发展,特别是交通运输的现代化、高速化和轻量化,需要大量的大型特种型材。为了实现大型材国产化,国家投入了大量的人力、物力和财力进行研究开发,除了将西南铝原有的80MN卧式水压机改造成一条具有现代化水平的油压机生产线外,辽源麦达斯公司于2001年又建成了一条75MN卧式油压挤压机生产线。此外,天津Corus公司的一台55MN卧式油压机生产线已于1999年投人生产。正在建设或计划建设60MN以上的卧式油压机生产线的有山东的丛材铝业、南山铝业,辽宁的忠旺铝业,广东的铝合金型材挤压工艺及模具计算6兴发铝业等,到2005年左右这些挤压生产线建成投产后,我国大型铝合金型材的生产能力可达10万吨年以上,完全可以满足国内市场的需求,并可部分出口。大型特种铝合金型材之所以能获得如此高速发展和广泛应用,主要是由于具有许多独特的优点,能满足市场的各种需求。然而,大型特种铝合金型材是一种高难度的高新技术产品,除了必需配备80MN 以上的重型挤压机外,尚需解决一系列关键技术问题。铝材在挤压过程中,如挤压模具不是很好或模具挤压铝材过多,铝材表面会产生挤压痕,用手可能触摸到铝材表面不平,因此,在现代化大生产中实施挤压加工技术,其成败的关键是模具,模具设计以及其质量,事关产品的质量,成本。在挤压设计的过程中挤压工艺条件:应考虑挤压温度、挤压速度、润滑、模具(种类、形状、尺寸等) 、切压余、淬火、冷却、切头切尾等多方面的因素。其中,选择挤压筒直径 D0 是一个最核心的问题,有以下的选择原则:1)保证产品表面质量原则2)保证挤压模强度的原则3)保证产品内在质量的原则4)经济上的优化原则生产成本最低;成材率最大;产量最高。这次的设计任务是设计一个实心型材和一个空心型材模,实心型材模采用单模,空心型材模采用分流组合模,挤压制品所有的材铝合金型材挤压工艺及模具计算7料是 6063。由于其强度高,质量轻,加工性能好,在退火状态下,该合金有优良的耐蚀性及物理机械性能,是一种可以时效强化的AL-Mg-Si 系合金,广泛应用于基础性建筑行业以及一些机械制造业。其化学成分表示如下:6063AL 的成分: GB/T3190-1996:表 1其它元素牌号 Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti每种总量6063 0.20.60.350.10 0.1 0.450.90.10 0.1 0.10 0.05 0.156063 机械性能:表 2合金 状态 弹性模量E剪切模 量G屈服强度0.2抗拉强度b伸长率泊松系数u布氏硬度Kg/mm2密度g/ cm26063 淬火自然时效 7100 2700 12 22 22 0.31 65 2.69铝合金型材挤压工艺及模具计算8二 总设计过程概论1.挤压工艺流程:铸锭加热挤压切压余淬火冷却切头尾切定尺 时效表面处理包装出厂2.挤压工艺条件1). 铸锭的加热温度6063 铝的最高允许加热温度为 550,下限温度为 320,为了保证制品的组织,性能,挤压时锭坯的加热温度不宜过高,应尽量降低挤压温度。2). 挤压筒的加热温度模具的成分多为合金钢,由于导热性差,为避免产生热应力,挤压前挤压筒要预热,为保证挤压制品的质量,并且具有良好的挤压效应,挤压筒温度可取 400450。3) .挤压温度热挤压时,加热温度一般是合金熔点绝对温度的 0.750.95 倍,挤压过程中温度控制在 500左右。4) .挤压速度挤压速度快虽然可以提高生产力,但挤压速度过快会影响材料的挤压性和使挤压温度过高,因此必须控制好挤压速度。考虑金属铝合金型材挤压工艺及模具计算9与合金的可挤压性,制品质量要求及设备的能力限制,本设计的挤压速度取 4060m/min。5).工模具的润滑因本设计采用热挤压,故不采用润滑。6) .模具模具应具有足够的耐高温疲劳强度和硬度,较高的耐回火性及耐热性,足够的韧性,低的膨胀系数和良好的导热性,可加工性,及经济性,本设计采用 3Cr2W8V 作为模具的材料,热处理的硬度为HRC4447。7) .切压余根据所选的设备:500T,切压余厚为 20mm;800T,切压余厚为25mm。8).淬火本工艺过程中,采用在线淬火,制品挤出后可通过设置风扇对制品进行吹风来达到风淬的目的。9) .冷却直接露置在空气中冷却,达到自然时效的目的。10) .切头尾本工艺过程统一去头尾各 300mm500mm。铝合金型材挤压工艺及模具计算10三.实心型材模设计1.所要设计的实心型材制品本制品的形状和尺寸如下图 1牌号(XC311-20)用 C

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