论预变形铝挤压模具设计.pdf

陈 小祝 ：论 预 变 形铝 挤 压 模 具设 计 论 预 变 形 铝 挤 压 模 具 设 计 广 州市 理 工 学校陈 小祝 摘要 ：采 甩常规 的 模具设 计方法 ，模具 上机 合 格 率 不 高 。本文提 出预 变形 模 具设 计 方 法 ， 它把 模 孔 形 状 预 先 设 计 成 与 型 材 挤 压 时 变 形 相 反 的 方 向 ，从 而 获 得 台 格 的 挤 压 型 材 。提 高 模 具 的 上 机 合 格 率 。 关 键 词 ：挤 压 模 具 ；设 计 ；预 变形 study on the desi gni ng of alum i ni um extrus i on di es characteri ged by predeform ati on che n xi a o z hu ab s t r a c t ：ex t r u s i o n d i e s f 0 r a l u mi n i u m s h a p e s c o me f r o m c o n v e n t i o n a l d e s i g n i n g a r e f o u n d d i f f i c u l t t o g i v e h i g h p e r c e n t a g e o f q u a l i f i e d p r o d u c t s i n t h i s p a p e r t h e p r e d e f o r me d d e s i g n i n g me t h o d h a s b e e n p r o p o s e d，a c c o r d i n g t o i t ，d i e h o l e s s h o u l d b e p r e d e f o r me d wi t h t h e d i r e c t i o n o p p o s i t e t o t h a t wh i c h t e n d t o ha p p e n d u r i n g e x t r u s i o n p r a c t i c e s qu a l i f i e d a l u mi n i t l m s h a p es a r e t h e n a r i sed a n d t h e p e r c e n t a g e o f u p t o s t a nd a r d p r o d u c l s a l s o i n c r e a s e d k e y wo r d s：e xt r u s i o n di e s de s i gni n g pr e de f or m a t i on 1 前 言 在 铝台金 型材挤压 生产 中 ，模具是 决定产 品质 量及生产 效率 的重要 因素之 一 。合 理设 计 模 具 ，对提 高挤压 制 品的质量 、成 品率 、生产效 率及模具 寿命都 具有重要 的意义 。 到 目前为 止 ，已出现 了电子计算机 辅助模具 设计 ( c ad) 、导流模 数 值模 型 、模 拟 法 设计 等 新的模具 设计方 法 。但 由于种种 原因 ，目前我 国挤压模具 设计依 然主 要依靠 设计 人员 长期 经 验积 累 。 因 此 ，如 何 模 索 出一 种 额 的 模 具 设 计 方 法 ，在 传 统 模 具 设 计 技 术 基 础 上 继 承 、发 展 、帮 助 模 具 设 计 人 员 较 快 地 掌 握 模 具 设 计 的 规 律 ，是 非 常 必要 。 本 文 论 述 预变 形 模 具 设 计 方 法将 有 助 于 实 现 这 一 目标 。 2 预 变形 模 具 设 计方 法 的提 出 2 1 传 统 的 模 具 设 计 思 路 传 统 的模 具 设 计 是 设 计 人 员 凭 借 自 己 长期 积 累 的 经 验 进 行 模 具 设 计 。 在 设 计 新 品 种 模 具 时 ，先 凭 经 验 设 计 出 模 具 图 纸 ，如 果 按 图 纸 制 造 出来 的 模 具 上 机 挤 压 时 不 合 格 ， 则 需 修 模 工 进 行 修 模 以 弥 补 设 计 所 造 成 的模 具 缺 陷 ，设 计 人 员 再 根 据 挤 出 型 材 缺 陷 状 况 及 修 模 情 况 修 改 模 具图 。随着 型材 的复 杂难 易程 序 不 同，这 一 过 程 有 时需 要 反 复 多次 ，致 使 模 具 台 格 率 不 高，同时 也影 响了产 品的质量 和交 货期 2 2预 变 形 模 具 的 设 计 思路 为 了 弥 补 传 统 模 具 设 计 方 法 上 存 在 的 不 足 ，提 出 如 下 的 预 变 形 模 具 设 计 思 路 ： 接 到 张 维普资讯 冶 金 丛 刊 2 0 0 2年 第 1期 新 的型 材 图后 ，首先分 析型 材 自身 的 结构 特点 ( 如 产 品外 形 、壁 厚尺 寸 、形状 等 ) ，预先 判断 该型 材 挤压 、矫 直时 可 能 出现 的形 状 变化 ，然 后 ，在进 行模 具设计 时 ，预先把模 轧形 状设 计 成 与型 材挤压 、矫直 变形相反 的方 向 施 加 预变形 。从而 有效 地 克服 挤 压 、矫直 时产 生 的 形状 不 舍格 的现 象 ，得到合 格的产 品 ，提高模 具合格 率 。图 1标示 出这种设计 思路 。 a 标 准型 材形 状 门 门 口 b挤 压 后 的蛩 材形就 c带预 变形 的横 孔 形就 图 1预 变形 摸 具 设 计思 路 3 预 变形模具 设计 的具 体方 法 下 面分 别 例举 平 模 及分 流 模 型 材 模 具 的 预 变 形 设 计 方 法 来 加 以 说 明 。 3 1 檀 形 型材 模具的预 变形设 计 例如有如下 一槽形 实心型 材 ( 图 2 ) ，该 型材 挤压时 易产 生如 下变形 ：型 材 中部外 凸 ，“ 两 爪 ” 处 靠 拢 ，从 而 造 成 型 材 并 口及 平 面 间 隙超 差 ( 图 3 ) 。 为 防 止 挤 压 型 材 产 生 上 述 缺 陷 ，可 把 模 孔 设 计 成 带 预 变 形 的 形 状 ( 图 4 ) 。 图 中各 模 孔 尺 寸 之 问 的 关 系 如 式 ( 1 ) 。 r 1 -1 2 ( 1 ) 式 中l 一 已知 尺 寸 8 一 给 定 的 预 变形 量 厨 2 型材标 准圉 厨 3 挤压时易产生的变形 r 曲线 a b e 的 曲 率 半 径 3 2分流 模预 变形的 给定方 法 分 流 模 模 孔 预 变 形 的 给 定 方 法 与 平 模 基 本 相 同 。 下 面 给 出 两个 例 子 加 以 说 明 。 ( 1 )扁 管 类 分 流 模 预 变 形 的给 定 方 法 扁管 类型材 ( 图 5 ) 在 挤 压 时 易 出现 大 面 外 凸的 现 象 ，为此 ，在设 计 模 孔 时 需在 其相 反方 向给 予一 个 预变形 ( 2 )l形空心 型材分 流模 预变 形 的给定 方法 l形 空 心 型 材 在 挤 压 时 易 出 现 内 顶 点 难 以流 动 图 4 带预变形结构的摸具设计 而造成型 材形状 不合格 的现象 ( 图 6 ) ，为此 ，在设计模 孔 时需 在其相反 方 向给 予 一个预 变形 。 值 得 一拄 的是 ，以上仅 仅是从 形状预 变形的角 度 来加 以 考虑 的 ，实际 设 计模 具时 ，还 需 根据 具 体 情 况 考 虑 到 壁 厚 的 预 变 形 4 预 变形模具 设计应用成果 4 1某铝 型材厂 生产的扣 板型材 ( 图 7 ) 的特点是 ：型材 壁厚 ，宽 度大 、宽厚 比达到 1 1 2， 挤压 成型难 度大 。 以往设计 的此类模 具上机挤 压时 ，都 因型材 中部 易下 凸造成 型材平 面 间隙 维普资讯 陈 小祝 ：论 预 变 形 铝 挤 压 模 具设 计 2 7 超差 而 不合 格 ，需修模 工多 次 修 模 才 能 获 得 合 格 产 品 。 经 采 用 预 变 形 模 具 设 计 后 ( 图 8 ) ，模 具 上 机 挤 压 一 次 台 格 。 4 2某 铝 型 材 厂 生 产 的 3 8 ” 系 列 窗门 型材 ( 图 9 ) 的特 点是 ：型 材 左 部带 “ 爪 ” ， 挤 压 时 易 出 现 带 “ 爪 ” 部 位 金 属 流 动 二二二 9 旺 。 a传坑模孔设计图 b传统模孔设计挤出型材情况 慢 ，此 处 型 材 上 翘 而 造 成 型 材 平 面 间 隙超 差 而 不 合 格 。采 用 预 变 形 模 具 设 计 后 ( 图 1 0 ) ，模 具 上 机 挤 压 一 次 合 格 。 5 结 论 预 变 形 模 具 设 计 具 有 广 泛 的适 c璜变形模孔设计图 d 璜变形模孔设计挤出型材情况 图 5预 变 形模 孔 与传 统 模 孔 设计 的模具 上 机 效果 比较 凸凸 凸 a传统模孔设计图 b 传统模孔设计 c 预变形模 孔设计图 d 预变形模孔设计 挤出型材情况 挤出型材情况 图 6预变 形模 l 与 传统 模 孔 设 计 的模 具 上机 敢果 比较 n 2 1 。 。 l l 。 。 图 7扣板 型 材标 准 母 模孔未注壁厚】t 5 图 8扣 板 型 材预 变形 模孔 设 计 母 禾 挂 壁 厚 1 0 母 9窗 口型 材标 准 母 母 1 0窗 门型 材 预变 形模 孔 设计 应 性 。适 应 于 任 何