挤压铝型材课程设计

1、。一.议题：铝合金型材挤压工艺及模具设计二。基本设计内容：设计实心型材产品和空心型材产品的工艺流程和模具设计，包括挤压工艺参数、模具结构、制造工艺等要求。Iii .完成后应提交的信息：课程设计说明的副本实心型材模具零件图空心型材模具上模零件图中空异型材模具下模零件图空心型材模具装配图Iv .设计完成期限：2007年6月11日-2007年6月22日讲师_ _ _ _ _ _ _ _ _ _发布日期_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _教学和研究科主任批准日期课程设计评论：成就：设计讲师_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _于_ _ _ _ _年_ _ _ _ _月_ _ _ _ _日目录

2、一.导言4二。总体设计流程介绍72.1挤压工艺72.2挤出工艺条件7三。实心型材模具设计93.1待设计的实心型材产品93.2钢坯和设备选择103.3挤压力的计算113.4实心型材模具的混凝土结构设计 123.5。实体模具尺寸数据的设计.13四.中空型材模具18的设计4.1待设计产品184.2钢坯和设备选择184.3挤压力的计算194.4模块和模具总尺寸的确定204.5模块单元相关参数的确定204.6模具内部形状和尺寸的确定234.7模孔工作带长度hg的确定244.8模芯24的设计4.9上模凸台24的设计4.10定位销，螺钉.244.11模具强度检查.254.12零件图装配图26V.总结和经验2

3、6参考文献26介绍近20年来，随着建筑业的快速发展，中国民用建筑铝工业也从无到有、从弱到强快速发展。迄今为止，广东省的建筑铝产品约占全国总量的三分之二。铝的生产能力超过了社会的需求。如何提高产品质量，降低成本，是赢得市场竞争的关键环节。该铝合金型材具有强度高、重量轻、稳定性强、耐腐蚀性强、塑性好、变形量小、无污染、无毒、耐火性强、使用寿命长(可达50-100年)、可回收性好、可回收利用等优点。6063合金中的主要合金元素是镁和硅，它们具有优异的加工性能、焊接性能、可挤压性和电镀性能、良好的耐腐蚀性、韧性、易抛光性、涂层性和优异的阳极氧化效果。它是一种典型的挤压合金，广泛用于建筑型材、灌溉管道、

4、管道、棒材、车辆型材、货架、家具、电梯、围栏等。多年来，6063铝合金(近100种铝合金)已被世界各国用作门窗框。主要原因是金属表面的阳极氧化效果好。阳极氧化最初是白色的，青铜色只有在进一步更换电解液后才能实现。这两种主色在中国已经使用了十多年了。在铝的挤压过程中，如果挤压模具不是很好或者挤压铝太多，铝的表面会产生挤压痕迹，用手触摸铝的表面可能会不平整。因此，在现代大规模生产中实施挤压加工技术的成败关键在于模具、模具设计及其质量，这关系到产品的质量和成本。在挤压设计过程中，挤压工艺条件：挤压温度、挤压速度、润滑、模具(类型、形状、尺寸等。)，切割压力过剩，淬火，冷却，切割头和尾等。应予以考虑。

5、其中，挤压筒直径D0的选择是最重要的问题，有以下选择原则：1)保证产品表面质量的原则；2)保证挤压模强度的原则；3)确保产品内部质量的原则；4)经济优化原则最低生产成本；产量最大。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具。实心型材模具采用单模，空心型材模具采用分流组合模具，挤出产品的所有材料为6063。由于其高强度、重量轻和良好的加工性能，该合金在退火状态下具有优异的耐腐蚀性和物理机械性能。它是一种铝镁硅合金，可通过时效强化，广泛用于基础建筑行业和一些机械制造行业。其化学组成如下：6063AL : GB/T3190-1996的组成：表1:商店招牌Si铁铜锰毫克铬锌全音阶的第

6、七音其他要素每个总数60630.20.60.350.100.100.450.90.100.100.100.050.156063机械性能： (铝合金及应用)表3:常用挤压工具钢及其力学性能；钢的等级组成(%)测试温度/MPa/MPa/%/%厚膛壁身管热处理过程5CrMnMo0.55摄氏度1.51毫牛顿0.67克0.26钼300400500600115010107804309908606904104761868411.011.117.526.7351311302235850油淬火600回火3Cr2W8V0.30摄氏度0.23Cr8.65瓦0.29伏3004005006001520143012801

7、3731363155.68.34294294053251100油淬，550回火4Cr5MoSiV10.37摄氏度4.74Cr1.25兆1.05硅1.11伏0.29牛顿4004505005506001360130012001050825123011351025855710495256586767912101050油淬火第一次回火600二。通用设计流程介绍2.1挤压工艺流程：钢锭加热挤压切断过压淬火冷却切断头尾或(切至长度)时效表面处理包装出厂2.2挤压工艺条件：1)铸锭加热温度6063铝的最高允许加热温度为550，下限温度为320。为保证产品的结构和性能，挤压过程中锭坯的加热温度不应过高，挤压温

8、度应尽可能降低。2)挤压筒加热温度模具的部件主要是合金钢。由于导热性差，为了避免热应力，挤压筒应在挤压前预热。为了保证挤出产品的质量并具有良好的挤出效果，挤出桶的温度应在400 450之间。3)挤出温度热挤压时，加热温度一般是合金绝对熔化温度的0.75 0.95倍。本设计的挤压温度为450 500，挤压温度控制在470左右。4)挤出速度考虑到金属和合金的可挤压性、产品质量要求和设备能力限制，本设计中的挤压速度为0.7 0.8m/s5)。工具和模具的润滑因为这种设计使用热挤压，所以不使用润滑。6)。模具模具应具有足够的高温疲劳强度和硬度、高抗回火性和耐热性、足够的韧性、低膨胀系数和良好的导热性、

9、可加工性和经济性。本设计采用4Cr5MoSiV1作为模具材料，热处理硬度为HRC 40 47。7)。残余剪切压力取决于所选的设备。8)。抑制在这个过程中，产品可以通过设置风扇在挤压后对产品进行吹风来进行空气淬火。9)。冷却直接暴露在空气中进行冷却，达到自然老化的目的。10)。砍下头和尾巴由于头部和尾部的结构和性能不均匀，为了保证产品质量，将头部的拆卸过程统一进行现有设备：表4:设备吨位500吨800吨1630吨挤压缸直径D095125187挤出横截面积F070851226627451铸锭尺寸DdLd90x 270/320120 x400/450178 X540/600/660冷床长度26m32

10、m44m填充系数1.1141.0851.104剩余厚度202530最大挤压比97.48273.6加工范围最大外接圆直径6595147挤压一块最小产品截面积。最小由f制成721503723.2钢坯选择和设备：根据加工范围的要求(系统f 系统f最小值，系统d 系统d最大值)，可选择500T和800T。根据最高产量原则，进一步优化计算清单如下：表5:序列号D0(F0)Dd(mm)Ld(mm)单wd(千克/根)填充因子k填充后的长度Ld过度厚度hy(mm)切割压力过剩后的有效长度Ld”挤出比产品长度l系统(m)成品数量nx6(m)成品重量w系统(千克)产量W /Wd(%)195902704.621.1

11、142422022233.297.391X63.4474.40%295903205.471.1142872026733.298.891X63.4462.77%312512040012.201.0853692534457.6119.823X610.3284.95%412512045013.731.0854152539057.6122.473X610.3275.38%最后，选择最高产率为84.95%的方案3。3.3挤压力：的计算根据挤压力公式：P=11.775(D/d)1/2-0.8 D2bP是单位挤压力，nD挤压筒内径，mmD产品等效直径，mmb材料在一定挤压温度下的抗拉强度，MPa所以p=11

12、.775(125/16.46)1/2-0.8125216.2=5829.21千牛顿吨位换算：约595吨p 额定吨位800吨，设备选型符合要求，即理论和技术可行。3.4实心型材模具：的混凝土结构设计该模块的结构如下图2:1.模具2。模具垫3。前环4。后环5。保护垫板6。前车架7。模具底座8.冲模套筒9。剪刀10。挤压桶模块结构：对于不同吨位的挤出机，下图所示的主要结构尺寸均设置在一起，可从相关数据中找到。模块的主要结构尺寸如图3所示。模块尺寸如下：表6:设备吨位500吨800吨1630吨12H160180190210250240310350340氕203030氘809090100110150H3

13、506050606080挤压模的尺寸如下：表7:设备吨位500吨800吨1630吨D1/D2135/14520 25165/17525 30250/26030 40氕12121312133.5。实体模具尺寸数据设计：1)空白选择和设备选择根据以前的计算挤压筒内径d0=125mm锭坯尺寸：ddld=120400挤压比=57.612)。模块和模具尺寸和形状的计算图3:根据前面的计算，从表6中选择。H2=100 H3=60 H1=30模具外部尺寸的确定(见下图4)图4:根据表7中的数据，可以确定d1=165 d2=175 h1=12 h2=303)模具内部形状和尺寸的确定挤压比=57.61 max=82，因此不需要多孔挤压确定模孔尺寸：形状尺寸公式：AK=am (1 C1) 1Ak模孔的实际尺寸Am型材的公称尺寸C1期望系数(对于6063合金，C1=0.017 0.010，本设计中C1为0.010)1型材尺寸的正偏差值计算：bk=40(1+0.010)+0.60=41.00毫米hk=18(1+0.010)+0.45=18.63毫米型材壁厚公式：sk=sm 2 C2Sk模孔实际壁厚尺寸Sm型材壁厚的公称尺寸C2期望数量系数，一般铝合金为0.05 0.15，本设计为0.