挤压模具设计(1)

1、挤压模具设计挤压模具设计 Die Design of Extrusion Technology主讲教师：谢玲玲主讲教师：谢玲玲 本课程是材料成型与控制工程专业本课程是材料成型与控制工程专业本科生的专业方向选修课。本科生的专业方向选修课。 主要讲述铝合金型材的分类、断面主要讲述铝合金型材的分类、断面设计原则，挤压模具的分类、结构及设计原则，挤压模具的分类、结构及装配，模具的结构要素设计，型材模装配，模具的结构要素设计，型材模具设计的原则及步骤，普通型材模具具设计的原则及步骤，普通型材模具设计方法，舌型模、平面分流组合模、设计方法，舌型模、平面分流组合模、导流模设计方法以及挤压模具材料的导流模设计

2、方法以及挤压模具材料的合理选择。合理选择。 课程简介课程简介 主要内容：主要内容： 1、概述、概述 主要讲解铝合金型材的分类及断面设计主要讲解铝合金型材的分类及断面设计原则，工模具在型材挤压生产中的特殊原则，工模具在型材挤压生产中的特殊地位及作用，挤压模具设计技术的发展。地位及作用，挤压模具设计技术的发展。 2、模具材质选择、模具材质选择 主要讲解挤压模具的工作条件与模具材主要讲解挤压模具的工作条件与模具材料的合理选择。料的合理选择。3、挤压模具设计技术、挤压模具设计技术 主要讲解挤压模具的分类及装配方式，挤主要讲解挤压模具的分类及装配方式，挤压模具的结构要素及模具设计的原则和步压模具的结构要

3、素及模具设计的原则和步骤，普通型材模具、舌型模、平面分流组骤，普通型材模具、舌型模、平面分流组合模、导流模等模具的设计方法。合模、导流模等模具的设计方法。 4、模具设计理论的发展、模具设计理论的发展 主要介绍模具设计的最新研究成果及设主要介绍模具设计的最新研究成果及设计理论的发展。计理论的发展。 5、上机、上机 利用计算机进行实例设计。利用计算机进行实例设计。 主要内容：主要内容：1 1 概述概述 1.11.1铝合金型材分类铝合金型材分类 目前，铝合金挤压型材的品种规格大约有目前，铝合金挤压型材的品种规格大约有5000050000种以上，为了合理选择生产工艺和设备、种以上，为了合理选择生产工艺

4、和设备、设计及制造模具、以及解决生产技术问题和生产设计及制造模具、以及解决生产技术问题和生产管理问题，有必要对型材进行分类编号。管理问题，有必要对型材进行分类编号。 可以根据以下三个基本特征进行分类：可以根据以下三个基本特征进行分类： (1)(1)挤压型材的使用性质，挤压型材的使用性质， (2)(2)挤压型材纵截面的形状；挤压型材纵截面的形状； (3)(3)挤压型材横截面的形状和尺寸。挤压型材横截面的形状和尺寸。 1.1 1.1铝合金型材分类铝合金型材分类 综合分析铝合金挤压型材的产品目录，分为综合分析铝合金挤压型材的产品目录，分为通用型材通用型材和和专用型材专用型材。 根据第三个特征，通用型

5、材一般可分为四组根据第三个特征，通用型材一般可分为四组: :直角型材直角型材、斜角型材斜角型材、带圆角带圆角和和圆弧的型材圆弧的型材、圆圆头型材头型材。 直角型材直角型材的外廓是由互相垂直的直线组成。的外廓是由互相垂直的直线组成。 斜角型材斜角型材是由彼此成任意角度的直线组成。是由彼此成任意角度的直线组成。 型材形成线间只要有一个角不是直角，就属于斜型材形成线间只要有一个角不是直角，就属于斜角型材。角型材。 型材至少须有一条形成线是等半径或变半径型材至少须有一条形成线是等半径或变半径的弧线才属于的弧线才属于圆弧型材圆弧型材。圆头形型材圆头形型材的一个或几的一个或几个翼缘在端部有半径加大个翼缘在

6、端部有半径加大( (圆头圆头) )。 1.1 1.1铝合金型材分类铝合金型材分类 所涉及的每组型材又可分成所涉及的每组型材又可分成7组：组：条型材条型材、角型材角型材、T T字型材字型材、工字型材工字型材、槽形型材槽形型材、z z字型材字型材、任意截面型材任意截面型材参见图参见图1 1l l。 1.1 1.1铝合金型材分类铝合金型材分类 考虑到第二个和第三个特征：考虑到第二个和第三个特征： 挤压型材纵截面的形状；挤压型材纵截面的形状； 挤压型材横截面的形状和尺寸。挤压型材横截面的形状和尺寸。专用型材专用型材可分为可分为4组：组：空心型材空心型材、变断面型材变断面型材、壁板型材壁板型材和和建建筑

7、型材筑型材参见图参见图1 12 2。 1.1 1.1铝合金型材分类铝合金型材分类 空心型材可分为空心型材可分为四四小组：小组：具有具有一个圆形孔一个圆形孔的；的；具有具有一个方形孔一个方形孔或或矩形孔矩形孔的；的；具有具有一个异形孔一个异形孔的；的；具有具有两个两个或或多个异形孔多个异形孔的空心型材。的空心型材。根据用途不同，空心型材也可分为根据用途不同，空心型材也可分为六六个小组：个小组：合页合页型材、型材、直升机用直升机用型材、型材、冷冻冷冻型材、型材、隔框隔框型材、型材、热交换器热交换器和和电气工业用电气工业用型材、型材、建筑建筑型材。型材。 1.1 1.1铝合金型材分类铝合金型材分类

8、变断面实心型材可分为两个小组：变断面实心型材可分为两个小组：阶段变断面阶段变断面型材和型材和逐渐变断面逐渐变断面型材。型材。第一小组的品种相当多，目前大约包括第一小组的品种相当多，目前大约包括800800个典个典型规格。型规格。第二小组型材的品种很少，目前不超过第二小组型材的品种很少，目前不超过5050个典个典型规格。型规格。 1.1 1.1铝合金型材分类铝合金型材分类 阶段变断面型材根据型材部分阶段变断面型材根据型材部分( (薄端薄端) )的外形的外形可分为可分为T T字形字形的、的、工字形工字形的、的、槽形槽形的、的、带弯边槽带弯边槽形形的、的、z z字形字形的和的和任意截面任意截面的型材

9、，而大头部分的型材，而大头部分( (厚端厚端) )的外形可能是各种各样的。的外形可能是各种各样的。该种型材的特点是：大头端是一个整体，其横断该种型材的特点是：大头端是一个整体，其横断面积超过其型材部分横断面积的面积超过其型材部分横断面积的3 31010倍，倍，大头部分长度通常为大头部分长度通常为100100600mm600mm。图图1 13 3例举了部分阶段变断面型材品种。例举了部分阶段变断面型材品种。图图1-3（1） 阶段变断面型材品种举例阶段变断面型材品种举例 T字型材字型材工字型材工字型材槽形型材槽形型材带弯边的槽形型材带弯边的槽形型材Z字型材字型材异形型材异形型材图图1-3（2） 阶段

10、变断面型材品种举例阶段变断面型材品种举例 1.1 1.1铝合金型材分类铝合金型材分类 逐渐变断面型材的断面通常有逐渐变断面型材的断面通常有角形角形和和槽槽形形的，缘板的，缘板厚度厚度沿型材长度方向是变化的，沿型材长度方向是变化的，而缘板的而缘板的宽度宽度不变或变化很小。具体变化情不变或变化很小。具体变化情况如图况如图l l4 4所示。所示。 图图1-4（1） 逐渐变断面型材品种举例逐渐变断面型材品种举例图图1-4（2） 逐渐变断面型材品种举例逐渐变断面型材品种举例 1.1 1.1铝合金型材分类铝合金型材分类 铝合金带筋整体壁板已成为一种专用型铝合金带筋整体壁板已成为一种专用型材，主要用于航空航

11、天、船舶、汽车、交通材，主要用于航空航天、船舶、汽车、交通运输、建筑等工业部门作为比强度高的结构运输、建筑等工业部门作为比强度高的结构材料，可分为材料，可分为实心实心断面和断面和空心空心断面两大类。断面两大类。按形状壁板型材又可分为按形状壁板型材又可分为对称对称的、的、不对称不对称的的壁板壁板型材和型材和直角形直角形的、的、梯形梯形的、的、丁字形丁字形的、的、十字形十字形的和的和异形异形的，参见图的，参见图1 15 5。图图15（1） 带筋整体壁板型材品种举例带筋整体壁板型材品种举例图图15（2） 带筋整体壁板型材品种举例带筋整体壁板型材品种举例 1.1 1.1铝合金型材分类铝合金型材分类 民

12、用建筑型材在铝型材中所占比重最大，应民用建筑型材在铝型材中所占比重最大，应用最为广泛，绝大多数用用最为广泛，绝大多数用6063T56063T5材料生产，具有材料生产，具有壁薄、形状复杂、精度高、表面质量要求严等特壁薄、形状复杂、精度高、表面质量要求严等特点，故宜单独分为一类。点，故宜单独分为一类。按其形状可分为空心型材和实心型材，按其用途按其形状可分为空心型材和实心型材，按其用途可分为外墙围护结构、门窗洞口填充结构、室内可分为外墙围护结构、门窗洞口填充结构、室内装饰结构、装饰型材相辅助型材等。装饰结构、装饰型材相辅助型材等。此外，按型材的合金状态与力学性能不同，还可此外，按型材的合金状态与力学

13、性能不同，还可分为分为一般强度一般强度型材和型材和高强度高强度型材。型材。 1.1 1.1铝合金型材分类铝合金型材分类 型材的分类编号，除了各个企业自行开发的型材的分类编号，除了各个企业自行开发的产品外，一般用产品外，一般用“XC”XC”代表型材。代表型材。“XC”XC”后面的后面的数字，按顺序分别代表数字，按顺序分别代表类类、目目、组组和和序号序号。 如如XC111-1XC111-1，即为第，即为第1 1类、第类、第1 1目、第目、第1 1组中的组中的第第1 1号型材。号型材。1.1.1 1.1.1 型材型材“类类”的划分的划分 挤压型材按形状或用途共分为十大类，分挤压型材按形状或用途共分为

14、十大类，分别在别在XC后面用后面用1、2、3、4、5、6、7、8、9、0表示。表示。XC1角形型材角形型材 XC2丁字型材丁字型材 XC3槽形型材槽形型材 XC4Z字型材字型材XC5工字型材工字型材 XC6航空用型材航空用型材XC7电子工业用型材电子工业用型材 XC8民用型材民用型材 XC9其他专用型材其他专用型材 XC0空心型材空心型材 1.1.2 1.1.2 型材型材“目目”的划分的划分 在同一类型材中又分为在同一类型材中又分为“目目”。“目目”的划分只用于的划分只用于XC1XC7。 XC1角形角形型材，下分型材，下分5个个“目目”: XC11直角型材直角型材 XC12锐角型材锐角型材XC

15、13钝角型材钝角型材 XC14圆头角型材圆头角型材 XC15异形角型材异形角型材 XC112 XC121 XC131 XC141 XC1510直角型材直角型材 锐角型材锐角型材钝角型材钝角型材圆头角型材圆头角型材异形角型材异形角型材1.1.2 1.1.2 型材型材“目目”的划分的划分 XC2丁字丁字型材，下分型材，下分6个个“目目”: : XC21直丁字型材直丁字型材 XC22斜丁字型材斜丁字型材 XC23双丁字型材双丁字型材 XC24圆头丁字型材圆头丁字型材 XC25异形丁字型材异形丁字型材 XC26专用异形丁字型材专用异形丁字型材 XC211 XC221 XC231 XC246 XC254

16、直丁字型材直丁字型材斜丁字型材斜丁字型材双丁字型材双丁字型材圆头丁字型材圆头丁字型材异形丁字型材异形丁字型材XC3槽形槽形型材，下分型材，下分7个个“目目”: XC31普通槽形型材普通槽形型材 XC32凸边槽形型材凸边槽形型材 XC33弯边槽形型材弯边槽形型材 XC34圆头槽形型材圆头槽形型材 XC35异形槽形型材异形槽形型材 XC36叉形槽形型材叉形槽形型材 XC37燕尾槽形型材燕尾槽形型材1.1.2 1.1.2 型材型材“目目”的划分的划分 XC311 XC321 XC331 XC344普通槽形型材普通槽形型材凸边槽形型材凸边槽形型材 弯边槽形型材弯边槽形型材圆头槽形型材圆头槽形型材 XC

17、353 XC362 XC373异形槽形型材异形槽形型材叉形槽形型材叉形槽形型材燕尾槽形型材燕尾槽形型材XC4Z Z字字型材，下分型材，下分5个个“目目”: : XC41等边等壁等边等壁Z Z字型材字型材 XC42等边等边不等壁不等壁Z Z字型材字型材 XC43不等边不等边等壁等壁Z Z字型材字型材 XC44圆头圆头Z Z字型材字型材 XC45异形异形Z Z字型材字型材1.1.2 1.1.2 型材型材“目目”的划分的划分 XC411 XC421 XC434 XC441 XC452等边等壁等边等壁等边不等壁等边不等壁不等边等壁不等边等壁圆头圆头Z Z字型材字型材异形异形Z Z字型材字型材XC5工字

18、工字型材，下分型材，下分5个个“目目”: : XC51等边等壁工字型材等边等壁工字型材 XC52等边等边不等壁不等壁工字型材工字型材XC53不等边不等边不等壁不等壁工字型材工字型材XC54圆头工字型材圆头工字型材 XC55异形工字型材异形工字型材 1.1.2 1.1.2 型材型材“目目”的划分的划分 XC511 XC521 XC531 XC541 XC551等边等壁等边等壁等边不等壁等边不等壁不等边不等壁不等边不等壁圆头工字型材圆头工字型材异形工字型材异形工字型材 XC6航空航空用型材，下分用型材，下分7个个“目目”: XC61边条、铰链型材边条、铰链型材 XC62尾刃、窗框等型材尾刃、窗框等

19、型材 XC63管夹型材管夹型材 XC64大梁型材大梁型材 XC65变断面型材变断面型材XC66异形型材异形型材 XC67毛坯型材毛坯型材1.1.2 1.1.2 型材型材“目目”的划分的划分 XC611 XC621 XC637 XC649边条、铰链型材边条、铰链型材尾刃、窗框等尾刃、窗框等管夹型材管夹型材 大梁型材大梁型材 XC6571变断面型材变断面型材 XC6571变断面型材变断面型材 XC66601 XC673异形型材异形型材毛坯型材毛坯型材 XC7电子电子工业用型材，下分工业用型材，下分8个个“目目”: XC71边框型材边框型材 XC72骨架型材骨架型材 XC73插角型材插角型材 XC74联结型材联结型材XC75附件型材附件型材 XC76散热型材散热型材XC77整体型材整体型材XC70空心型材空心型材1.1.2 1.1.2 型材型材“目目”的划分的划分 XC711 XC722 XC731 XC7