模 具 设 计 技 术.ppt

1、铝材挤压工模具设计技术,一、模具在挤压生产中的特殊地位 1.模具是保证产品的形状、尺寸和精度的基本工具； 2.是产品内、外表面质量的最重要的因素之一； 3.合理的模具结构在一定程度上可控制产品的内部组织和力学性能； 4.合理的模具设计和精确地制作能大大提高模具使用寿命，提高生产率、降低能耗。新型的模具结构，对开发新产品、新工艺起重要作用。,二、模具的工作环境 1.模具是直接完成金属塑性变形的工具； 2.在挤压过程中承受高温（450C550 C）； 3.在挤压过程中承受高压（4001200MPa）、高摩擦作用的工具。 三、挤压工模具材料的要求 1.高的强度和硬度值，常温下b1500MPa; 2.

2、高的耐热性，在500C的工作温度下b1000MPa; 3.在常温和高温下具有高的冲击韧性和断裂韧性，防止脆断；,4.高的稳定性，具有抗激冷激热的适用能力，抗反复循环应力强（具有持久强度，防止过渡疲劳），具有高的回火抗力（在500C的工作温度下不会降低其硬度）； 5.具有高的耐磨性、良好的淬透性和可氮化性、高的导热性（能迅速从模具表面散发热量）、良好的工艺性能（包括熔炼、锻造、机加工、热处理、电加工）； 6.具有小的热膨胀系数和良好的抗蠕变性能，H13钢的线膨胀系数为12.7X10-6； 7.具有纯洁度和晶粒致密度，要求模具钢应具有较高的冶金质量，应尽量减少钢中气体含量、非金属夹杂无和有害元素（

3、S.P）。 8.在国内容易获得，价格低廉。,四、选择工模具材料的原则 1.根据被挤压金属或合金性能； 2.根据产品品种、形状和规格； 3.根据挤压模具结构形状和尺寸； 4.根据挤压方法、工艺条件与设备结构； 5.材料牌号,关于热作模具钢的牌号 国内：5CrNiMo、4Cr5MoSiV1（属铬钼钢）钢 、 3Cr2W8V（属铬钨钢）钢 日本：SKD5、SKD62、SKD61（化学成分相当于美国的H13，相当于我国的4Cr5MoSiV1） 美国：H11-H21，H13学成分相当于我国的4Cr5MoSiV1，H21钢近似于我国的3Cr2W8V钢） 俄罗斯：5XHM、3X2B8(化学成分相当于与美国的

4、H21，相当于我国的3Cr2W8V),五、模具设计 1.模具外形结构：分流模、平面模、桥式模、锥形模、插架模等。 2.模具结构要素： 模角 、入口圆角r、定径带h定、出口带d空 模角 模角是指在模子轴线与其工作端面之间所构成的夹角。 平面模的模角=90，其特点： 在挤压时形成较大的死区，但能阻止铸锭表皮的杂质、氧化皮等流到制品表面。 但在挤压某些易在死区产生断裂的金属与合金时，会引起制品表面分层、起皮和小裂纹。,消耗挤压力较大，模子容易产生变形，使模孔变小或者将模子压塌。 锥形模的模角=60，其特点： 当=4560时，挤压力最小值， 当=4550时，由于死区变小，铸锭表面的杂质和脏物可能被挤出

5、模孔而恶化制品表面，所以常取=60。 定径带h定和出口带d空 定径带h定垂直于模子工作断面，并用于保证挤压制品的形状、尺寸和表面质量的区段。,定径带h定过短，制品尺寸难以稳定，易产生波纹、椭圆度等缺陷，同时模子易磨损，会大大降低模子的使用寿命。 定径带h定过长，会增大与金属的摩擦，增加挤压力，易粘结金属，使制品表面出现划伤、毛刺、麻面、搓衣板型波浪等缺陷。 定径带h定的确定: 确定因素：挤压机结构、被挤压金属材料、产品形状和尺寸,3.模具结构要素设计： 确定因素挤压机的结构、被挤压金属材料、产品形状和尺寸。 如，在立式挤压机上，定径带 h定=26mm, 在卧式挤压机上定径带h定=1.525mm

6、，（视挤压机吨位的大小、型材壁厚、被挤压合金而定）。 工作带的最大长度，按挤压时金属与模孔之间的最有效接触长度确定，一般不超过mm,常用mm.,出口带d空 如d空过小，易划伤制品，甚至会堵模； 如d空过大，会大大削弱定径带强度，引起定径带过早变形、压塌，降低模具使用寿命。 因此，一般d空都比模孔大36mm，对薄壁材可适当增大，也可做成锥度（1.5-10）或梯形。 挤压机吨 600-1250t1630-2000t 2500-3600t 5000t 空刀尺寸， 0.5-1.5 1.5-2 2 2.5,入口圆角r 入口圆角r是模子工作端面与定径带形成的端面角。其用途它可防止低塑性合金在挤压时产生表面

7、裂纹和减少金属在流入定径带时产生非接触变形，同时也减少在高温下挤压时模子棱角被压塌。 平面模：r值.mm, 分流模：r值.mm, 软合金薄壁材也可做成直角。,六、模具的外形尺寸及其标准化 .外形结构 .外形尺寸的确定原则 模.筒 模 对中小型挤压机，模mm, 对80MN以上挤压机，模为mm, .模具系列化（标准化） 减少设计与制造工作量，通用性大、互换性强。 便于装卸，适合于大批量生产，满足挤压机生产的所有规格的产品品种用模具的强度，能满足制造工艺的要求。,七、模具设计时应考虑的因素 .挤压机的结构、型材出口尺寸、模架结构； .模子结构和外形尺寸 .模子材料和热处理硬度、模孔数、计算挤压比 .

8、制品形状、尺寸及允许公差值 .模孔形状、方位、尺寸计算、模孔收缩量、变形量、定径带、阻碍系统、挤压时的应力应变； 6.模具强度校核,6.模具设计原则 设计正确的型材图拟定合理的挤压工艺选择合适的挤压筒尺寸计算挤压比和比压决定模孔数 模孔在模子平面上的合理布置：布置的首要条件是在确保模子强度下获得最佳金属流动的均匀性。 单孔棒材、管材和对称性良好的型材，都将模孔的理论重心置于模子中心上； 各部分壁厚相差悬殊和对称性很差的产品，应尽量保证模子平面轴和轴的上下、左右的金属量大致相等，但也应考虑金属在挤压筒中流动的特点，使薄壁部分或难成型的部位尽量接近中心。,多孔模应考虑模孔数目、模子强度、孔间距、模

9、孔与模子边缘的距离。多孔模应尽量布置在一个同心圆上。模孔应尽量紧凑和靠近挤压筒中心（距挤压筒边缘应大于-mm）。 模孔尺寸计算 合理地调整金属的流动速度 理想状态下：保证制品断面上的每一个质点应以相同的速度流出模孔。,采取措施： a)尽量采用多孔对称排列 b)设计不等长的定径带 c)当工作带难于控制流速时，对形状复杂、壁 厚很薄，距挤压筒中心很远的部分可采用促流角或导料锥来加速金属流速。 d)对壁厚大得多的部分或距挤压筒中心很近的部位，就采用阻碍角进行补充阻碍，减缓此处流速。 e)还可以用工艺平衡孔、工艺余量 f)采用导流模、前置模 j)改变分流孔的数目、大小、形状、位置来调节金属流速。,模具

10、强度校核使模具在安全状态下工作。 模具的技术条件及技术要求 模具的硬度值 模具的制造精度 模具各表面粗糙度 模具无内部缺陷 模具各过渡区要求应圆滑、无棱角。,八、平面模设计（实心型材） 平模是铝合金挤压中最基本和使用最广泛的模具，绝大多数棒材和普通实心型材均采用平模挤压。平模设计和制作比较简单，但所需要的挤压力比无缝管材模高10。 1.棒模设计：六方、四方、圆棒 模孔数目的确定,合理的挤压系数 8，否则力学性能不够。 n模孔数目 F筒挤压筒的断面积, cm2 F制单孔制品的断面积， cm2 均平均挤压系数，一般取840，软合金可 达100以上（小机取上限，大机取下限）。,棒材模孔尺寸计算： A

11、=A0+K A0 式中， A0棒材的名义尺寸（圆棒为直径，方棒为 边长，六方棒为内切圆直径）； K余量系数，一般取0.0070.012，硬合金取下限，软合金取上限,足够的模子强度 挤压机吨位 模孔间距 模孔距模子外圆距离 78.4MN 60mm 50-80mm 49MN 35-50mm 30-50mm 19MN 20-30mm 20-30mm 良好的制品表面质量 为防止铸锭表面的脏物流入制品中，模孔与挤压筒的边缘保持一个最小的距离：一般取筒径的10-30。,尽可能的均匀金属流动：模孔应布置在同一个同心圆上，均匀排列。 D同多孔模模孔理论重心的同心圆直径 D筒挤压筒直径 n模孔数目，（n2） 经

12、验系数，一般取2.5-2.8，大的挤压筒应取上限,工作带长度h带：长度一般取2-8mm, 最大不超过10mm 圆棒材的工作带长度： - - 六方棒的工作带长度： 按 内切圆直径 - 4 6 8,2. 无缝管材模设计（用穿孔针挤压管材） 生产无缝管材一般采用锥形模，锥形模的锥角在25-30时可以得到比较均匀的金属流动和较小的挤压力 模孔尺寸d定的设计 d定=d0+正偏差+Kd0（对厚壁、偏心要求不严格的铝合金） d定= d0 +Kd0+4t0 d定管材模定径带直径，mm K综合经验系数， 纯铝、5XXX取0.01-0.012； 锻铝（包括6XXX）、硬铝取0.007-0.01,d0管材公称直径，

13、mm t0管材公称壁厚，mm 无缝管的工作带长度d定 200 200 2-6mm 5-10mm,穿孔针直径 d针=d0-0.7t0 L针=h定+L出+L余 L针挤压针前端工作部分长度,mm h定管模工作带长度，mm L出一般取10mm L余余量，一般取20-30mm,3.实心型材模设计 1）挤压比计算：实心型材的挤压比12 =F筒/F型 2）模孔的布置 单孔模设计 对横断面和X、Y轴相对称（或近似对称）的型材，应使断面的重心和模子中心相重合； 对横断面只有一个坐标轴（X或Y）相对称的 型材，如果型材等壁厚或壁厚差不大，模孔的布置应使型材的对称轴通过模子的一个坐标轴，使型材断面重心位于另一个坐标

14、轴上；,对于各部分壁厚不等的型材和不对称的型材 ，必须将型材的重心相对于模子中心作一定的移动。应尽可能使壁厚较薄的部位靠近模子中心，也尽量使金属变形时的单位静压力相等。 对于壁厚差虽然不大，但截面形状十分复杂的型材，应将截面外接圆的中心布置在模子中心上； 对于挤压系数很大，又不能采用多孔模挤压，挤压有困难或流动很不均匀的某些型材，可采用平衡孔或增加工艺余量的方法，或用其它调整流速的措施来改善挤压条件。 为防止型材翻动、产生扭曲和弯曲，应将大面向下，借其自重使其稳定。,多孔模设计 多孔型材模孔的布置除遵守棒材多孔布置的原则外，还必须遵循中心对称的原则，不遵循轴对称的原则。 为了保证模子强度，多孔

15、型材模模孔间保持一定距离： 78.4MN机 模孔间距60mm 49MN机 模孔间距35-50mm 19.6MN机 模孔间距20-30mm,3）模孔尺寸设计 A=A0+KA0+M M尺寸正偏差 A0型材的名义尺寸 K余量系数，一般取0.0070.012，硬合金取下限，软合金取上限 型材模孔的厚度尺寸 t=t0+ t0_型材壁厚的名义尺寸 型材壁厚的正偏差，在生产建筑型材时，都想得到薄的壁厚，因此， 值可不取。,有时由于受型材断面形状的影响，挤出的制品壁厚往往小于所要求尺寸，因此，在设计型材模孔壁厚尺寸时，需加上一个修正值： 其修正值为：型材断面尺寸b壁厚系数，见图示：,对H型、L型、U型型材还要

16、加大修正量： b=b+0.002A+bk b=b+0.002A+(B1 + B2) k 式中，b是对应于b处的模孔尺寸； k壁厚系数，当使用专用支承垫时， k取0.002 当使用非专用支承垫时，k取0.003,挤压大角材、槽形材、单孔或双孔带板时，其模孔的设计尺寸： a)图a所示，由于挤压时模具变形而使拐角处模孔变小，所以在原设计的基础上再加上0.005b和0.005h的修正值。 图b所示，在槽底加上0.005h来拟补舌头下弯变形而减小的模孔尺寸。,a)图c所示，该图可以看成是一个角形和一个槽形的组合，除了正常设计外，在槽底要因模孔角度变形而尺寸变小的量0.005h1和悬臂变小的量0.005h

17、2,立边同样加上0.005b 图d所示，在A、B处要减去因悬臂下塌，此处模孔加大的量，所以此处模孔要比正常设计减小0.003h，但槽底还要增大0.005h。,a)在挤压单孔带材时，因中间部位型孔下塌而使模孔变小，因此，在模孔中间要加上0.002L（两侧都加）。 生产双孔带板，只需在外侧加上0.002L。,在生产代燕尾的型材时，常因线切割时的钼丝或铜丝走不到尖点或留有加工余量，在精修模时很难加工到位，所以此处的模孔尺寸往往偏小，在设计时要采用名义尺寸或按上偏差设计。 对于型孔的圆角和圆弧，如果无偏差要求，则模孔按名义尺寸设计，如有偏差要求，其模孔按公式计算，并根据经验修正。 对带有角度的型材，其

18、模孔尺寸与名义尺寸相同。 对易扩口或并口的槽形型材，在设计时将角度加大或缩小1-2,对于角材，如果角度为90，应按名义尺寸设计；若90可往小设计1-2（因在拉伸时，角度越拉越大）；若90可往大设计1-2（因在拉伸时，角度越拉越小）。 4）工作带长度的设计 当型材宽、厚比小于30，或者当型材的最大宽度小于挤压筒直径的1/3时， 使用公式：,式中，hF1、fF1、SF1 分别为型材某断面F1处的工作 带长度、面积、周长， hf2、fF2、SF2 分别为型材某断面F2处的工作带长度、面积、周长。,当型材宽、厚比大于30，或者当型材的最大宽度大于挤压筒直径的1/3时，计算工作带的长度时还要考虑“该区段

19、”距挤压筒中心的距离，即模孔愈靠近中心区越要加长，以增大摩擦阻力。 具体做法：先给定一个区段上的工作带长度值，作为计算其它区段工作带长度的参考值（一般给定型材壁厚最薄、距挤压筒最远的区段上的最小工作带长度），根据挤压机能力，同时考虑型材规格来确定工作带长度。,型材的工作带最小长度值，按挤压机的吨位确定： 600-1250t1630-2000t 2500-3600t 5000t 8000t 1.5-3 2.5-5 3-6 4-8 5-10 工作带的最大长度，按挤压时金属与模孔之间的最有效接触长度确定，一般不超过mm,常采用mm.,工作带长度计算方法： 实做方法： 以整个型材最难成型的部位为基准点

20、，该处工作带长度为 h带=（1.52）t0； 与基准点相邻部位的工作带长度比基准点工作带（1.52）t0 +1mm； 型材厚度相同部位，如其距挤压筒中心的距离相等，则工作带的长度相等； 由模子中心算起，每远离10mm，则工作带应相应减小一个值； 其它情况相同时，工作带的长度与该处的厚度成正比（用反比例法计算）；,螺孔处、型材两筋交接处有圆弧的地方R(R1.5)，工作带增加1mm； 型材模孔端部，因三面受摩擦阻力，故此处工作带长度应减1mm。 对同壁厚的型材工作带长度计算表 壁厚 每隔10mm 增加量 1.2 每隔10 +0.2 1.5 每隔10 +0.23 2.0 每隔10 +0.3 2.5

21、每隔10 +0.35 3.0 每隔10 +0.4,5）强度校核 模子强度是非常重要的问题，特别是带有悬臂部分的槽形型材或双孔扁条型材，必须对模子进行抗弯强度校核。 普通型材型材舌比是指：所包围的面积与型材开口宽度的平方之比，计算公式： R=A/W2 高臂散热片的舌比是指：齿深与齿 距之比，计算公式： R=L(齿深）/a（齿距）,“W”与“R”之间应保持在下表中给出的数值范围内，否则“R”过大，舌根部不能承受挤压时的压力而损坏。 W值 1.01.5 1.63.1 3.26.3 3.412.6 12.7 以上 R值 2 3 4 5 6 模子发生变形，即或是弹性挠曲，也会改变模孔的形状，以致使工作带

22、的作用减弱或消失。 为增加模子强度常用专用模垫支撑，但在开口较小，无法用模垫增加强度时，就应考虑采用保护模、遮蔽模、镶嵌模或替代模等方法来保护舌部（或称悬臂）。,a)抗弯强度计算方法：对槽形铝材模的危险断面强度校核公式： L槽材模悬臂长度（槽深），mm P比挤压筒比压，MPa 弯许用弯曲应力，MPa， 模子在使用温度下（500C）弯为1000 MPa，,多孔扁条材模校核两个危险断面的剪切强度，求出避免剪切破坏的最小允许模子厚度： 式中，hmin_-模子“+”模垫=最小厚度，mm L槽形模子悬臂梁长度，mm P比压 模子材料的许用剪切强度， 5000C时为 500MPa,4.平面分流组合模设计

23、平面分流组合模的工作原理：用组合模生产空心制品时，一般采用实心铸锭，在挤压力的作用下，金属先被分流桥分成几股金属流再汇集于焊合室，在高温、高压、高真空的焊合室内又被重新焊合，然后通过模芯和模孔所形成的间隙流出形成符合一定尺寸要求的管材或空心型材。,优点：可以挤压双孔或多孔的内腔十分复杂的空心型材或管材；可以挤压悬臂梁大的半空心型材；可拆换、易加工、成本较低；容易分离残料；可实现连续挤压；可以用带锥度的分流孔，实现在小挤压机上生产外形较大的空心型材。 缺点：焊缝多，可能会影响制品的组织和力学性能； 适合于挤压纯铝、铝锰系、铝-镁-硅 系合金,结构:金属供给体: 分流孔是变形金属通往焊合室及模孔的

24、 通道。 分流桥用来支承模芯、遮挡模孔及悬臂并劈开金属流。 引流槽在分流孔侧壁的地方开一个便于调节金属流向的槽，达到充分填充型材内加强筋或凹点的一种模具结构。 引流孔多型腔的加强筋之下，用于金属流量供给的孔： 其高度h0.8倍焊合室深度， 宽度一般为b=（6-10）筋宽。,焊合室把被分流桥分开的几股金属流 在此处重新焊合起来，以形成围绕模芯的环形整体 。 桥下焊合室用来焊合金属，使制品具有良好的焊合质量。 桥墩用来支承模桥，以缩短模桥跨度，增加模桥的抗压能力。,型材成型体： 芯头用来形成型材的内腔或在生产半空心型 材时用来遮挡悬臂 模孔是用来确保型材外形尺寸和表面质量 工作带模芯和模孔都有工作

25、带，用来确保一定型材尺寸精度和内外表面质量 模孔空刀用来支承工作带，并防止划伤制品,定位部位： 上下模止口外圆用来限制模子前后、左右移动 上下模止口端面用来限制模子上下移动 两个定位销用来限制模子转动 紧固螺栓两个或四个螺栓将上下模连接成一个整体,1)分流比K分： 管材K分510 实心悬臂材K分=1020 空心型材K分=1030,2）分流孔的选择 分流孔的形状：圆形、腰子形、扇形、梅花形、异形、矩形 复杂断面型材采用：扇形、异形 圆形、简单断面型材采用：圆形、腰子形 矩形管、方形管材采用：扇形、矩形 多根空心型材采用：梅花状,为了扩大分流比，减少挤压力，可做成内斜度2-4，外锥度3-6。这样，

26、可降低挤压力10。 分流孔数目：分流孔的数目根据空心型材断面形状、复杂程度、模孔摆列来确定。 对外形尺寸较小，断面形状较对称的型材，可采用两孔或三孔； 对外形尺寸较大，断面较复杂的型材，取四孔或多孔（分流孔尽量少，可减少模桥造成的焊缝，而且可增大分流孔的面积，从而降低挤压力）； a) 分流孔过多，摩擦力加大，会增大挤压力； b) 分流孔太少，会降低模具强度,分流孔的布置 对非对称的空心型材或异形管材，应尽可能保证各部分的分流比基本相等； 对于对称性较好的空心型材，各分流孔的中心圆直径应大致等于0.7D筒； 分流孔的布置应与制品保持几何相似性。 a) 为了保证模具强度和产品质量，分流孔不要过于靠

27、近挤压筒边缘； b) 为了保证金属的合理流动及模具使用寿命，分流孔也不易靠近模子中心； c) 型孔位置的确定，主要考虑便于分流孔的摆放。,3）分流桥： 分流桥直接影响挤压力的大小、金属流动的快慢、焊合质量、模具强度。 桥宽：B=b+ b型腔宽度 增加富裕量，一般取3-10mm 挤压机 500t 800t 1630-2000t 2500t 3600t 8000t 桥宽 15-18 18-22 22-26 30-35 35-45 50-60,分流桥截面 矩锥形 矩形 水滴形 双锥形 注解：矩锥形强度好，但有一定的死区； 矩形强度好，但桥下形成的死区过大，焊缝质量差； 水滴形强度好，桥下金属死区少，

28、焊缝质量好； 双锥形可降低金属变形阻力，死区少，但摩擦力大。 分流桥下梁的斜度（也称焊合角），一般60，对模芯较小的取45，桥下的圆角R=R2-5mm,焊缝宽度0.7mm，就符合国际标准要求。,分流桥高度H： 在保证模子强度的前提下，桥越短越好，因摩擦力小。 在450C时，H13钢为9001000MPa Ln两桥墩之间最短距离，mm,桥墩的选择 为了增加模桥强度，通常在桥的两端做有桥墩，桥墩距模芯L=（6-8）t，t壁厚。 桥墩的形状：桥墩多呈半圆形，在保证有充足金属流入模孔的条件下，桥墩距模孔越近越好，以便减小桥的跨度。这样不仅大大提高模具强度，而且改善了金属流动，避免产生死区。 4）模芯:

29、模芯（舌头）相当于挤压针，其定径带决定制品的内腔形状、尺寸精度。 模芯的结构：它的结构直接影响模具强度，金属焊合质量。,模芯定径带的长度：模芯定径带是根据模孔工作带的长度确定的，它超前模孔工作带1mm，伸出模孔工作带1-3mm. 挤压60mm圆管时，可在模芯中心钻一个 20mm的圆孔，孔的头部可加工成 球状R（R等于圆半径），其高度与焊合室齐平。 其作用： 可使芯头淬透性好，增加芯头强度； 使模芯变成弹性管，以减少或发生塑性变形而产生永久性的偏壁。,5）焊合室 焊合室的形式：当分流孔的形状、数目、大小、及分布确定之后，焊合室的断面、大小基本上确定了，一般采用蝶形，底部做成R5-10 mm .

30、焊合室的高度h焊： 焊合室h焊太高，会影响模芯的稳定性，易使制品出现壁厚不均,挤压力也大。 焊合室h焊太浅，金属量填充不足以形成足够大的静水压力，会使制品焊合质量差，而且制品尺寸小于技术要求尺寸。,焊合室（h焊）的高度在很大程度上取决于挤压筒的直径： 挤压筒直径 95-130 150-200 210-260 260-280 300-500 500 焊合室高度 10-15 18-20 22-25 25-30 35-40 40-60 为避免桥根处金属流动的死区，为了金属流动较畅通，在焊合室侧表面做成5-10的斜角，为避免桥根处金属流动的死区，在焊合室的底部做成R5-R10圆滑过渡。,6）模孔尺寸计

31、算 因为分流模目前只用于挤压软合金6XXX、 1XXX，所以： 外形尺寸：A=A0+KA0=（1+K）A0 K经验系数，一般取0.007-0.15，6XXX合金取0.10-0.12 A0公称尺寸 壁厚：B=B0+ B0名义尺寸 壁厚型孔尺寸增量， 当B03mm ，取 =0.05-0mm 当B03mm ，取 =0.1mm,但，在挤压特薄型材时,当壁厚0.8mm, 可加大到0.2-0.3m或适当加大一个量，因为模具在压力大的情况下变形或牵引关系而使型材减薄太多的缘故。,7）模孔工作带长度设计 下模工作带： 考虑因素：型材壁厚 距筒中心的距离 是否被分流桥遮蔽 分流孔的大小和分布,确定方法： 首先找

32、出在分流桥下，远离分流孔或挤压筒中心部分最窄的模孔（因为此处金属最不容易到达，流动条件最差）定为起码工作带，此处工作带长度定为型材壁厚的两倍。 然后依此类推，再找出最难流动的地方，可在起码工作带加长一点作为此处的工作带长度。 这样一直找下去，一直找到正对着分流孔或距分流孔最近、离挤压筒中心也比较近，而且壁厚又较厚的部分，把此处工作带加到最长。 设计时一定做到把壁厚较厚的部分放到分流桥下或远离挤压筒中心的地方。,具体做法； 远离中心、薄壁、桥下位h带=t02 靠近入料口处的模孔h带=t02+1 型材空心部分工作带与通位长度有关： 当L=15-20mm , 工作带长度 h带=t02+1+0.5 当

33、L=21-30mm , 工作带长度 h带=t02+1+1 当L30mm , 工作带长度 h带=t02+1+1+0.5 根据其长度，依此类推相加,与空心部分相接的实心部分的工作带： 桥下工作带长度 h带=3t0+1 正对着分流孔部分工作带长度 h带=（4-5）t0 模孔工作带长度变化处一般采用30或45过渡， 防止出现尖角，避免划伤制品。 上模模芯相对应部位工作带长度也应随着调整，一般超前1mm，伸出1-3mm.,8.空刀设计：模孔工作带出口端悬臂支承结构 一般型+3mm（单边+1.5），小规格+1-2mm（单边+0.5-1） 型材螺孔、毛条部位空刀减短 易堵型材的空刀做成锥形。 模子空刀尺寸=

34、模孔+36mm 模垫模孔尺寸=模孔+612mm 垫环模孔尺寸=模孔+1020mm 模子空刀结构及选择： 空刀过大，工作带支承减弱，在冲击和闷车的情况下，可能会把工作带压掉； 空刀过小，挤压过程中制品表面产生的小金属豆会堆集在空刀处，变硬后划伤制品,9）模子厚度 一般取140-200（模后面有一个专用模垫） 10）模子止口的配合： 模子直径 止口配合间隙 止口长 180模 0.020.03 6 200模 0.040.05 6 240模 0.050.06 7 300模 0.070.08 9 400模 0.100.12 10 500模 0.130.15 10,11）分流模强度校核 抗弯强度校核 L分

35、流桥两桥墩之间距离 P比压，MPa 弯H13钢在450C时取1000 MPa,抗剪强度校核 P分流桥端面上所受的总压力，N F以分流孔间最短距离为长度，以模厚为高度所组成的面积，Cm2 模具钢在450C时取500-600 MPa F桥的数目,安全系数法： 举例：挤压机公称压力P=17.6MN，174mm挤压筒，桥厚选40mm，b=1127MPa，桥跨=105 计算安全系数,6.导流模设计 导流模也称导向模（或称前置模），其实质就是在型材模前加一个导流槽，其形状与型材外形相似的坯料，铸锭墩粗后先通过导流模产生预变形，金属经第一次分配形成与型材相似的坯料，然后再进入模孔进行第二次变形，挤压出各种断

36、面差大和宽厚比大的型材。,导流模的作用： 对金属充填比例进行预分配的功能； 可增大坯料与型材的几何相似性，便于控制金属流速； 使薄壁、形状复杂、挤出难度大的型材容易成型； 能挤压外接圆尺寸较大的型材； 减少产品的扭拧和弯曲，可大大提高成品率；,对舌比大于3的散热片型材及其它形状异常复杂的型材来说，用导流模挤压效果较好； 设计一个倒锥体导流模可挤压扁而宽的薄壁型材、实心型材、空心型材（可挤压比圆挤压筒直径宽30左右，宽展角30）。 缺点：金属需经二次变形，挤压力高于一般平面模挤压（仅适合于挤压软合金和纯铝）。,由于导流模具有对金属充填比例进行预分配的功能，在设计导流模时，应进行金属充填平衡计算，

37、计算基点为塑性变形抗力的平衡，即在模具型孔同一外接圆上各点处的变形抗力P值应基本趋于一个平衡常数C1： P=C1=p0ln1/ F导流 式中， p0作用在导流孔内金属的变形力，MPa； 1F导流/F模孔 F导流局部导流孔面积，cm2； F模孔局部模孔面积，cm2； C1常数，C1与变形力（p0）成正比，与导流模孔面积（F导流）成反比。因而，对于型孔难充填的部位处的 C1值应比基点常数小一些，所以，在挤压变形力固定不变的情况下，应以增大导流孔截面积的措施来调整局部变形抗力值。 在正常设计中，变形抗力应考虑外接圆直径上的反比例函数。,外形尺寸：单体导流模外圆尺寸同模子外圆尺寸，厚度一般取15-40

38、mm，常用25mm。 导流模太薄，在剪切残料时，会使导流孔的金属全部或部分的被切掉，或带掉一部分金属。这样会使制品表面出现气孔、起皮等缺陷。太厚，会使金属的流动增加阻力。 设计倒锥以5为宜，有时也设计成2mm的台阶，防止切残料时拉出金属。 导流孔尺寸：由于计算给设计带来许多麻烦，一般都是根据经验来设计导流模孔尺寸。根据型材断面，尽量选择与模孔相近似的导流孔。若是等壁厚的，导流孔通常比型材孔大10-20mm,然后再根据各部位距挤压筒中心远近作适当的调整，一般是距挤压筒中心较远的部位要加大3-5mm。 若型材不是等壁厚的，还要考虑将薄壁处再加大一些，来促使该处的金属流动。 导流模（槽）的厚度（深度

39、）： 筒径（，mm） 115 130 170 225 250 300 厚度（H，mm） 10-12 15 20 25 30 40 导流模的内圆角做成90的优点：能更好地控制金属分配。 导流模的内圆角做成90的缺点：金属在模面上会发生紊流而产生表面应力，或说不能同步进入模孔而出现流线，型材经氧极化后出现色差。,导流模的强度校核： 导流模的强度校核基本上与模子强度校核相同，由于它放置在模子的前面，后面有模子和模垫支承，一般是比较安全的。,7.宽展模设计： 1）宽展挤压的实质就是在圆挤压筒工作端面加设一个宽展模。使圆锭产生预变形。厚度变薄，宽度逐渐增加到大于圆挤压筒直径，起到扁挤压筒作用的一种方法。 宽展率：以1530为宜； 用宽展挤压法可生产比圆挤压筒直径宽1030的扁宽实心壁板或空心壁板。 宽展挤压