铝合金型材挤压工艺及模具计算

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