铝合金挤压模设计
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摘要
Abstract
第一章概述.............................................................................................................................. - 1 - 1.1我国建筑铝型材工业发展现状及趋势.............................................................................. - 1 - 1.2挤压成行的工艺特点.......................................................................................................... - 2 - 1.3研究目的和意义.................................................................................................................. - 2 - 第二章挤压产品的工艺分析.................................................................................................. - 4 - 2.1计算产品.............................................................................................................................. - 4 - 2.2工艺性分析.......................................................................................................................... - 4 - 2.3生产方案.............................................................................................................................. - 7 - 2.4模具的总体结构分析.......................................................................................................... - 8 - 2.5 挤压工具总体设计 (9)
第三章工艺计算.................................................................................................................... - 11 - 3.1坯料尺寸计算.................................................................................................................... - 11 - 3.2挤压力的计算.................................................................................................................... - 12 - 3.3挤压机的选择.................................................................................................................... - 14 - 3.4压力中心的计算................................................................................................................ - 15 - 第四章挤压工模具结构设计................................................................................................ - 16 - 4.1模具结构设计.................................................................................................................... - 16 - 4.2模具强度校核.................................................................................................................... - 23 - 4.3挤压筒的设计.................................................................................................................... - 24 - 4.4挤压轴的设计.................................................................................................................... - 27 - 4.5挤压垫的设计 (29)
4.6模具实体图 (30)
总结.................................................................................................................................. - 34 - 参考文献.................................................................................................................................. - 35 - 致谢.................................................................................................................................. - 36 -
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第一章概述
1.1我国建筑铝型材工业发展现状及趋势
1.1.1我国建筑铝型材工业的发展现状
经过20余年的发展，我国建筑铝型材挤压工业从无到有，从小到大，年产量雄踞于世界第一，成为一个建筑铝型材生产大国，消费大国，净出口大国。正在向挤压强国进军。目前，我国共有建筑材铝合金企业650多家，用于生产建筑铝合金的挤压机约2000台，建筑型材表面处理能力基本上与建筑铝型材生产能力相匹配。约有70%建筑型材是用同水平热顶铸造系统生产的铸锭挤压的，全国圆锭铸造机的总生产能力达420万t/a以上，有近千套熔炼-静置炉，约有110台圆形熔炼炉，静置炉大多是矩形的，同水平热顶铸造机大部分是钢丝绳式的。建筑铝型材的产品结构调整取得了很大的进步，首先是合金状态由单一的6063T5/T6发展到6061,6082,6005,7005,6351等合金的T5，T6状态品种，规格范围大大增加，玻璃幕墙，铝板幕墙，扣板以及建筑桥梁等新产品的最大外接圆直径达300mm 以上，长度达10m以上，可见应用范围大大拓展。各种新型的门窗型材不断涌现，如各种新型的断热冷桥铝门窗框型材，铝塑型材，铝-木-塑复合结构型材等已经大量使用。建筑铝型材的花色品种不断更新。各种新型的表面处理技术得到发展，目前，我国已能生产300多种颜色几十个品种的铝合金建筑材料，技术水平和品质已经达到国际高档水平，产品畅销欧美，东南亚，日本，成为了铝型材净出口国。
1.1.2我国建筑铝型材工业的发展趋势
自上世纪50年代，铝型材生产在中国落地生根。改革开放至今30年,中国的铝型材产业一直蓬勃发展。产品结构一直以建筑用材为主,但是随着中国工业水平和规模的不断提高,工业用材产量也逐年攀升。在汽车制造、轨道交通、电力、机械装备制造业、家电等行业,对铝型材的需求迅速增加,新产品、新工艺、新用途的铝型材不断出现,推动了技术进步和行业持续健康发展。
随着中国国民经济持续快速健康的发展,铝型材的需求将会越来越大,同时装备和技术水平也将越来越先进,相信中国铝型材产品将会有更大的发展空间。伴随着《有色金属产业调整和振兴规划》的实施,高附加值产品和技术创新将日益重要,随着产业链的不断整合,中国的铝型产业将更加快速、高质量的发展。
（1）经过产品结构调整后，在激烈的市场竞争中，一大批设备落后，档次较低，经营不善的中，小型企业被淘汰或者被关，听，并，转，有生命力的建筑型铝型材生产企业已由1996年的1000余家减少到600家左右，估计到2015年前后可能只剩下300家左右。到时，中国的铝挤压企业将完成分散的小型的作坊式经营向集中的大型化的现代化企业转换。
（2）根据市场化的优胜劣汰原则，将形成年产量大10万t/a以上的大型挤压集团若干家，有的做大做强，有的做专做特，统领全国铝挤压行业的发展。
（3）铝型材挤压工艺装备正在向大型化，专业化，现代化，标准化，装配式发展，大量的落后的中小型挤压机及其辅助设备，表面处理设备，熔铸和工模具制造舌设被淘汰或更新换代。
（4）经过几年强有力的结构调整，我国的建筑铝型材的合金品种，状态，产品规格范围，产品的品质将有大幅度的提高。
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1.2挤压加工的工艺特点
近年来随着科学技术的不断进步和国民经济的飞速发展，使用部门对铝合金型材的尺寸精度，外观造型及表面粗糙度等质量指标提出了新要求，现在，挤压成型是铝型材的主要加工方法。归纳起来，挤压成形有下列特点。
（1）在挤压过程中，被挤压金属在变形区能获得比轧制锻造更为强烈和均匀的三向压缩应力状态，这就可充分发挥被加工金属本身的塑性。因此，用挤压法可加工那些用轧制法或锻造法加工有困难，甚至无法加工的低塑性，难变形金属或合金。对于某些必须用轧制或锻造法进行加工的材料，也常用挤压法先对铸锭进行开坯，以改善其组织，提高其塑性。目前，挤压仍然是可以用铸锭直接生产产品的最优越的方法。
（2）挤压法不但可以生产截面形状较简单的棒，管，型，线产品，而且可生产截面变化形状极其复杂的型材和管材，如阶段变截面型材，逐渐变截面型材，带异性加强肋的整体壁板型材，形状极其复杂的空心型材和变截面管材等。这类产品用轧制法或其他压力加工方法生产是很困难的，甚至是不可能的。异形整体型材可简化冷成形，铆焊，切削，镗铣等复杂的工艺过程，这对于减少设备投资，节能，提高金属利用率，降低产品的总成本具有重大的社会经济效益。
（3）挤压加工灵活性大，只需要更换模具等挤压工具即可在一台设备上生产形状，规格和品种不同的制品，更换挤压模具的操作简便快捷，费时少，工效高。这种加工方法对订货批量小，品种规格多的轻合金材料加工生产厂最为经济。
（4）挤压制品的精度高，制品表面质量也好。随着工艺水平的提高和模具质量的改进，现已能生产壁厚为0.6 0.10mm，超薄，超高精度，高质量表面的型材。这不仅大大减少总工作量和简化后步工序，同时也提高了被挤压金属材料的综合利用率和成品率。
（5）挤压过程对金属的力学性能也有良好的影响。特别是对某些具有挤压效应的铝合金来说，其挤压制品在淬火时效后，纵向强度性能远比其他方法加工的同类产品要高。这对挖掘铝合金材料潜力，满足特殊使用要求具有实际价值。
（6）工艺流程短，生产方便，一次挤压即可获得比热模锻或成形轧制等方法面积更大的整体结构零件，而且设备投资少，模具费用低，经济效益高。
（7）轻金属及轻合金具有良好的挤压特性，特别适合于挤压加工，如铝及铝合金可以通过多种挤压工艺和多种模具结构进行加工。近年来，由于平面分流组合模的不断改进和发展，通过焊和挤压法来生产复杂的空心铝制品获得广泛的应用和推广。
1.3研究目的和意义
挤压工具分为基本工具和模具。模具包括模子，穿针孔等直接参与金属变形且消耗比价大的工具，模具是最重要的挤压工具。在现代化大生产中，基本挤压工具和模具对现实整个挤压过程有着十分重要的意义。模具的寿命是评价某挤压方法经济可行的决定性因素。基本工具是由挤压筒，挤压垫，挤压轴，针支撑，支撑环，压型嘴和模架组成。采用模具加工成形金属构件，具有生产效率高，质量好，节省材料，成本低以及规格灵活多变等特点，近几年来，在国民经济建设的各个领域中，得到了广泛的应用。据资料统计，制造一辆汽车需要模具4000套左右，生产一个照相机需要模具400余套，一个系列的铝合金门窗产品需要挤压模具110套之多，在人们生产生活中所接触到的工业制品及零件产品，
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有70%以上是用模具加工而得的，故产品与模具是密不可分的，即“没有模具就没有产品”。
模具是金属压力加工的基础，模具的设计与制造技术是金属压力加工的核心，而模具的质量和使用寿命是决定金属压力加工过程是否经济可行的关键。模具技术特别是设计制造精密，复杂，大型，寿命长的模具是衡量一个国家工业水平的重要标志之一，因此有“模具是工业之母”之说。本次设计主要针对挤压铝合金卷闸门（4603）产品所用的挤压模进行工艺设计和结构设计，设计的理论和过程对挤压模具行业发展具有一定的指导意义，同时通过对模具的设计不仅可以熟悉设计挤压模具的工艺过程，同时能够提高我的综合应用专业知识的能力。
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第二章 挤压产品的工艺分析
2.1计算产品
产品代号:PKC-4603
牌号及状态：6063 T5
密度：2.69g/cm3
壁厚：1.25mm
米重：0.711kg/m
技术标准：GB5237.1-2004
图2-1基本尺寸
2.2工艺性分析
2.2.1 截面形状和尺寸分析
型材断面大小用外接圆来衡量，外接圆越大，所需要的挤压力就越大。一般来说，每台挤压机上能挤压出的最大外圆的型材不是固定不变的，她与挤压筒直径有关，如20MN 挤压机的挤压筒直径一般为Φ170~Φ200mm ，最大的可以为Φ200mm ，挤压型材的最大外接圆一般比挤压筒直径小25~50mm ，挤压空心型材时应该更小点。但用宽展挤压时，型材的最大外接圆可比挤压筒大15%~36%。由图2-2可知，该型材是一个空心型材，外侧长54mm ，宽44mm ，空心部分是一个长方形，其尺寸是36.5×41.5mm ，壁厚为1.25mm,型材产品断面面积为264mm 2 ，外接圆直径为69.5mm 。
根据型材的断面形状可以把型材分成三大类，即实心型材、半空心型材、空心型材。 空心型材II 级是除了空心部分是圆的，直径较小，断面形状是对称的，或者内径较小，外形是不对称的以外。外接圆不大于Φ130mm ，只有一个空心部分，其空心部分是非圆形的。所以这里属于空心型材II 级。
2.2.2 直角部位的圆角半径
挤压制品拐角情况常见，多成直角形式。制品是凸形直角，则模孔便是凹形直角，总是与他对应相反的。这种部位不管是在模具上还是在制品上，挤压中都会出现应力集中的情况，而且易于磨损，影响非常不好。为了避免这类尖角，模具设计往往采用过渡圆角。 这类过渡圆角的取值，对于6063合金挤压最小可取r =0.4mm,其他铝合金挤压可取r =0.6mm;对于难变形的其他有色金属，其过渡圆角的半径取值要适当增大一些。故这里取r =0.5mm 。
2.2.3 尺寸偏差
挤压件的尺寸及偏差是由模具、挤压设备和其它有关工艺因素决定的。其中受模具尺寸变化的影响很大，而影响模具尺寸变化的原因有模具的弹性变形、模具的温升、模具的材料以及模具的制造精度和模具磨损等。通过查询GB 5237.1 —2004知道，型材横截面尺寸的允许偏差分普通级、高精级和超高精级，型材的横截面尺寸允许偏差等级由供需双方商定，但采用6063、6063A 铝合金的型材，对有装配关系的尺寸，其允许偏差应选用高精级或超高精级，这里选用高级精度，如表2-1所示
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表2-1型材尺寸偏差 序号 指定部位尺寸/mm 允许偏差（±）/mm
金属实体不小于75%的部位尺寸 空间大于25%，即金属实体小于75%的所有部位尺
寸
3栏以外的所有尺寸 空心型材a 包围面积不小于70mm 2时的壁厚
测量点与基准边的距离L
>6 ～15 >15～30 >30～60 >60～100 >100～150 >150～20
1栏
2栏 3栏 4栏 5栏 6栏 7栏 8栏 9栏 1 ≤1.00
0.10 0.15 0.16 — — — — — 2 ＞1.00～2.
00
0.12 0.20 0.18 0.21 — — — — 3 ＞2.00～3.
00
0.14 0.25 0.21 0.25 0.21 — — — 4 ＞3.00～4.
00
0.16 0.35 0.25 0.30 0.38 — — — 5 ＞4.00～6.
00
0.18 0.45 0.30 0.35 0.42 — — — 6
＞6.00～12.00 0.20 0.60 0.35 0.40 0.46 0.50 — — 7
＞12.00～19.00 0.23 — 0.41 0.45 0.51 0.56 — — 8
＞19.00～25.00 0.25 — 0.46 0.51 0.56 0.64 0.76 — 9 ＞25.00～
38.00 0.30
— 0.53 0.58 0.66 0.76 0.89 — 10 ＞38.00～50.00 0.36
— 0.61 0.66 0.79 0.91 1.07 1.27 11 ＞50.00～100.00 0.61
— 0.86 0.97 1.22 1.45 1.73 2.03 12 ＞100.00～150.00 0.86
— 1.12 1.27 1.63 1.98 2.39 2.79 13 ＞150.00～200.00 1.12
— 1.37 1.57 2.08 2.51 3.05 3.56 14 ＞200.0
0～250.00
1.37 — 1.63 1.88
2.54
3.05 3.68
4.32 注：表中指定部位尺寸为1.20mm ～2.00mm 的型材壁厚偏差要求是强制性的。
a 除另有说明本标准提到的空心型材包括通孔未完全封闭且空心部分面积大于开口宽度平方
数2倍的型材。
型材角度允许偏差未注明时6061合金按普精级执行，6063、6063A 合金按高精级执行。
如表2-2所示。
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表2-2角度允许偏差 级别
允许偏差 普精级
±2° 高精级
±1° 超高精级
±0.5° 注：当允许偏差要求（＋）或（－）时，其偏差由供需双方协商确定。
图2-2型材断面尺寸图
2.2.4 材料分析
6063合金是Al-Mg-Si 系列中的典型代表，具有特别优良的可挤压性和可焊接性，是建筑门窗型材的首选材料。它的特点是在压力加工的温度-速度条件下，塑性性能和抗腐蚀性高，没有应力腐蚀现象；在焊接时，其抗腐蚀性实际上不降低。
6063合金在热处理时剧烈强化。合金中的主要强化相是Mg2Si 和AlSiFe.如果6063合金挤压型材在退火状态下的抗拉强度为98~117.6MPa ，那么在淬火和自然时效后可提高到176.4~196MPa 此时相对延长率下降不大，（由23%~25%下降到15%~20%）合金在160~170℃下，经过人工时效可以得到更大的强度效果，此时，抗拉强度可提高到269.5~285.2MPa 。但是，在人工时效时，塑性性能急剧下降。淬火与人工时效之间的时间间隔对6063合金的强化程度有显著的影响，随着间隔时间有15分钟增加到4小时，抗拉强度和屈服强度降低29.4~39.2MPa 。人工时效的保温时间对6063合金半成品的力学性能没有重大影响。
T5状态，是指由高温成型过程冷却，然后进行人工时效状态，适用于由高温成型过程
冷却后，不经过冷加工予以人工时效的产品。6063合金在T5状态下，融化温度为615~655℃，相对腐蚀敏感性为1，挤压性能、抗蚀性、可焊接性和抗应力腐蚀开裂性都很优良，切削性能和成型性能一般。拉伸性能R m =185MPa ，抗拉强度R m =195MPa ，屈服强
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度R p=155MPa，伸长率A=13%。
2.3生产方案
2.3.1挤压方法的确定
挤压是将金属毛坯放入模具模腔内，在强大压力和一定速度的作用下，迫使金属从模腔中挤出，从而获得所需形状、尺寸以及具有一定力学性能的制品。
（1）按挤压材料的温度分为冷挤压、温挤压和热挤压。
冷挤压：挤压时不加热坯料多用于生产管材，棒材和简单实心型材，冷挤压时，包括挤压碳素钢在内，一般在加工前要进行预先软化退火，在各道冷挤压工序之间往往也要进行退火处理，在冷挤压以前要进行磷化处理。
优点：冷挤压是少切削和无切削工艺，节约原材料，生产率高，产品强度高，精度高，表面光洁。但是冷挤压需要的变形力大，因此对模具材料提出了很高的要求，从而限制了冷挤压零件的尺寸范围。
温挤压：温挤压将坯料加热到比热挤压低的，某个适当的温度进行挤压。适用一般材料变形尺寸或者零件尺寸较大，以致冷挤压设备不足，打算连续生产。
缺点：温挤压与冷挤压相比，需要增加加热装置，产品尺寸精度与表面粗糙度虽与冷挤压较接近，但是还是差点，由于坯料需要加热，使劳动条件较冷挤压差。但是坯料的变形抗力减少使得成型压力机的吨位也可以减少，如果控制合适，模具的寿命也比冷挤压时要高。温挤压坯料在较低的温度范围内加热，使氧化，脱碳大大减少，所以产品的尺寸精度较高，表面粗糙度值降低。
热挤压：热挤压是在加工前将坯料加热到金属再结晶温度以上的某个适当的温度范围内进行挤压的。
优点：可使材料变形抗力降低，从而降低了对模具材料和挤压设备的要求，使固定资产投入大大减少，同时扩大了挤压零件的尺寸范围，使得一些低塑性的合金和难变形材料也可以采用挤压工艺。与普通锻造件相比，挤压件加工余量小，通常单边余量只给0.5~2.5mm。热挤压件有良好的力学性能。热挤压件的表面质量和尺寸精度较模锻件高，其表面粗糙度可达Ra3.2尺寸精度可以达6~7级。但是由于加热产生氧化，脱碳及热膨胀等问题，降低了产品尺寸精度和表面质量，因而一般都需要经过切削加工才能作为最后的产品。
由于使用冷挤压加工前要进行预先软化退火，并且需要的变形力比较大大，温挤压的温度不好控制，产品尺寸精度与表面粗糙也比较低，所以不采用，但是热挤压就不同，挤压所需要的变形力相对较小，产品尺寸精度也较高，挤压件加工余量小，所以综合分析采用热挤压方法
（2）根据金属流动方向与挤压轴运动方向之间关系分正挤压和反挤压。
正挤压是挤压生产中应用最广泛的一种方法，主要特点是挤压时金属流动方向与挤压轴的运动方向一致。在挤压过程中挤压筒固定不动，锭胚在挤压轴压力的作用下沿着挤压筒内壁向前移动，使得锭胚表面与挤压筒内壁发生激烈的摩擦并引起锭胚的温度升高。正向挤压又分实心件正向挤压和空心件正向挤压。
正向挤压的生产特点是：制品的尺寸范围广大，灵活性大，自动化简单，投资费用少，
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易于分离残料；但是由于挤压过程中锭胚表面与挤压筒内壁的激烈摩擦，从而使挤压力损失30%~40%，同时，摩擦产生的温度使锭胚的温度不均匀，导致金属流动不均匀。为了避免由于金属流动不均匀造成的制品产生裂纹等缺陷必须降低挤压速度，从而导致生产效率低下，挤压残料较厚。
反挤压是挤压时金属的流动方向与挤压轴的运动方向相反，使挤压过程中的锭胚表面与挤压筒内壁之间无相对运动，改变了金属在挤压筒内流动的力学条件，减少了所需的挤压力，降低了变形的不均匀性。
反挤压生产的特点：可减少总挤压力的30%~40%适合于应挤压生产，金属的流动性能较好，从而使挤压制品的组织和性能均匀，但由于受到挤压轴，挤压模的限制，使得挤压制品的表面质量欠佳，而且对锭胚表面质量要求严格，分离残料困难。
由于型材是空心的，需要设计模芯，残料分离容易，所以用正向挤压。
2.3.2挤压时的温度-速度选择
（1）锭胚的温度：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。这里取480℃。
（2）挤压筒的温度：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400℃～450℃。
（3）挤压温度：随着加热温度的增高，金属的塑性提高，更易于变形。但是金属胚料的加热温度必须控制在一定的范围内。因为金属坯料的加热温度过高，不仅会产生严重的氧化和脱碳，而且还可能出现过热和过烧现象。
热挤压的温度范围只从挤压开始到挤压终止温度之间的一段温度间隔。此温度范围应保证被挤压金属坯料具有足够的塑性，较低的变形抗力和较为理想的金相组织。热挤压中一般根据金属材料的种类，化学成分，坯料的尺寸和产品零件图的性能要求等确定金属坯料的加热温度和挤压温度范围。热挤压时，加热温度一般是合金熔点绝对温度的0.75~0.95倍本设计挤压温度为450~500℃，挤压过程温度控制在480℃左右。
（4）挤压速度：挤压速度低，金属热量逸散较多，致使挤压制品尾部出现加工组织。挤压速度高，锭胚与工作内壁接触时间短，热量传递来不及进行，有可能形成区内的绝热挤压过程，使金属的出口温度越来越高，导致制品表面裂纹。实际生产中，挤压速度常受到挤压温度的制约，挤压温度高时，必须在较低速度下进行挤压；在较低温度挤压时，才允许提高挤压杆速度考虑金属与合金的可挤压性，制品质量要求及设备的能力限制，本设计的挤压速度取0.7～0.8m/s。
2.4模具的总体结构分析
根据所给型材断面图可知，该型材断面为空心型材II级，故采用平面分流组合模。平面分流组合模原理及特点：
平面分流组合模一般是由阳模(上模)，阴模（下模），定位销，连接螺钉四部分组成，上下模组装后装入模支撑中。为了保证模具的强度，减少或消除模子变形，有时还要配备专用的模垫和环。
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在上模上有分流孔，分流桥和模芯。分流孔是金属通往型孔的通道，分流桥是支撑模芯的支架，而模芯用来形成型材内腔的形状和尺寸。在下模上有焊合室，模孔型腔，工作带和空刀，焊合室是把分流孔流出来的金属汇集在一起重新焊合起来以模芯为中心的整体坯料，由于金属不断聚集，静压力不断增加直至挤出模孔。模孔型腔的工作带部分确定型材的外部尺寸和形状以及调整金属的流速，而空刀部分是为了减少摩擦，使制品顺利通过，免遭划伤，以保证产品表面质量。定位销用来进行上下模的装配定位，而连接螺钉是把上下模牢固的连接在一起使平面分流组合模形成一个整体，便于操作，并可增大强度。
平面分流组合模是在桥式舌形模基础上发展起来的，实质是桥式舌模的一个变种，即把凸桥改成平面桥，所以又叫平刀式舌形模。平面分流组合模在近年来获得迅速的发展，并广泛的用于在不带独立穿孔系统的挤压机上生产各种规格和形状的管材和空心型材，特别是6063合金民用建筑型材及纯铝和软铝合金型材和管材。主要优点：
（1）可以挤压双孔或者多孔的内腔十分复杂的空心型材或管材，也可以同时生产多根空心制品，所以生产效率高。
（2）可以挤压悬臂梁很大，用平面模很难生产的半空心型材。
（3）可拆换，易加工，成本较低。
（4）易于分离残料，操作简单，辅助时间段，可在普通的型棒挤压机上用普通的工具完成挤压周期，同时残料短，成品率高。
（5）可实现连续挤压，根据需要截取任意长度的制品。
（6）可以改变分流孔的数目，大小和形状，使断面形状比较复杂，壁厚差较大，难以用工作带，阻碍角等调节流速的空心型材很好成型。
但是也有一定的缺点：
（1）焊接较多，可能会影响制品的组织和力学性能。
（2）要求模子的加工精度高，特别是对多孔空心型材，上下模严格要求对中。
（3）与平面模和桥式舌型模相比，变形阻力较大，所以挤压力比一般平面模要高30%~40%。比桥式舌模要高15%~20%。
（4）残料分离不干净，有时候会影响产品质量，而且不便于修模。
2.5挤压工具总体设计
2.5.1挤压筒
挤压筒是最重要的挤压工具之一。在挤压时，依靠挤压筒盛容高温锭胚，从铸锭敦粗开始到挤压终止，挤压筒需要承受高温，高压，高摩擦的作用。在挤压时铸锭金属要产生塑性流动，使得挤压筒内壁受到高静水压作用。由于挤压筒的工作条件恶劣，受力状态严峻而复杂，因此一般采用高级合金钢来制造。绝大多数挤压筒是采用两层以上的衬套以及过盈配合用热组合而构成，即采用多层过盈热配合组装结构。
采用多层套组合式结构挤压筒可以改善挤压筒的受力条件，使挤压筒壁中的应力分布均匀并降低应力峰值，增加承载能力，延长使用寿命，同时，在磨损或者变形后只需要换内衬套，可以减少材料的消耗，节省加工工作量和降低成本。此外，由于每层套的厚度和质量减少，便于材料的熔炼，锻造，热加工和热处理，使材料的选择更具有更大的灵活性和合理性。挤压筒的衬套是层次是根据其工作内套的最大单位压力来确定的。在工作温度
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下的条件下，当最大应力不超过挤压筒材料屈服强度的40%~50%时，挤压筒一般由两层衬套组成；当应力大于材料的屈服强度的70%时，应由四层衬套组成随着层次的增多，各层的厚度变薄。
2.5.2挤压轴
挤压轴是与挤压筒配套使用的最重要的挤压工具之一。它的作用是传递主柱塞产生的压力，使金属在挤压筒内产生变形，因而挤压轴在工作中承受的压力上线值与挤压设备的吨位级别相等。对挤压轴设计原则，要以它在实际工作中承受的最大压力为依据，其结构形式和尺寸的确定都要综合考虑其工作环境。
挤压轴的结构形式与挤压机主体设备的结构，挤压筒的形状和规格，挤压方法，挤压产品种类以及挤压过程的力学状态等因素有关，一般分以下几类：
（1）按挤压机的结构类型可分为无独立穿孔系统挤压机用的实心挤压轴和带独立穿孔系统挤压机用的空心挤压轴；
（2）按挤压筒内孔形状可分为圆挤压轴，扁挤压轴，异性挤压轴和梯形挤压轴；
（3）按挤压轴的组装结构可分为整体挤压轴，装配式圆柱形挤压轴，阶梯型挤压轴；
（4）按挤压方法可分为正挤压轴和反挤压轴。
2.5.3挤压垫
挤压垫是用来防止高温的锭胚直接与挤压杆接触，消除其断面磨损和变形的工具。垫片的外径比挤压筒内径小D ?值。D ?太大，可能形成局部脱皮挤压，从而影响制品质量，特别是挤压管材时不能有效的控制针的位置，以致造成管子偏心。但是D ?也不能太小，以防止挤压筒内衬套摩擦加速其磨损。因此，确定合适的D ?值对于提高生产效率，减少停机时间，减轻劳动强度，保护挤压筒和挤压轴前端，提高工具使用寿命都十分重要。D ?值与挤压筒内径有关：卧式挤压机取0.5~1.5mm ；立式挤压机取0.2mm 脱皮挤压取2.0~3.0mm 铸锭表面质量不佳的可选取更大些。管材挤压垫的内孔不能太大，否则对针的位置起不到校正的作用。还可能使被挤压的金属倒流抱住穿孔针。垫的厚度可等于其直径的0.2~0.7倍。
在挤压铝合金，含铝的青铜和黄铜时，为了减少垫与金属的粘结和摩擦，应采用带凸缘的挤压垫。
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- 11 -
第三章 工艺计算
3.1坯料尺寸计算
3.1.1坯料形状
根据挤压制品断面形状，坯料可选择为圆锭，首先，通过计算得出型材断面积F 型
=264.25mm 2，取264mm 2。然后根据截面积查表3-1，初选挤压机的型号和对应的挤压筒尺寸：D 0 =115mm 表格3-1不同公称压力挤压机的合理工艺参数
挤压机
挤压筒 铸锭尺寸 填充系数K 残料长度
/m
m
推荐值 公称
压力
/MN 结构形式 介质压力/MPa 直径Dk/mm 长度/mm 截面积Ak/cm 2 比压/MPa 直径/mm 长度/mm 截面积/ cm 2 制品截面积/ cm 2 合理挤压系数a 16.3 卧式 21
140 740 153.8 1060 134 500 142 1.08 35 5.2~10.0 15~30 170 740 227 720 162 600 206 1.10 40 7.6~15.2 15~30 7.84
油 卧式 32 115 560 104 1155 110 500 98.2 1.09 25 2.60～4.20 30～65
130 560 192.5 905 124 400 121
1.1 25 4.40～7.00 30～65 为使坯料加热后能顺利装入挤压筒内，坯料直径与挤压筒内径应有一定间隙，此时，
坯料直径可用下式来预选：
=D p 7.108480
102515115160=??+-=+?--at D D mm （3-1） 式中：p D —坯料直径；
D 0 =115mm —挤压筒直径（由表3-1得）；
mm D 5=?—坯料加热前直径与挤压筒内径的间隙，在实际生产中D ?取值范围为
5～12mm ，D ?值随坯料直径增大而增加；
C t ?=480—坯料加热温度； α—金属的线膨胀系数，由表3-2得铝的α取25。
表格3-2金属膨胀系数
金属材料
铝 镁 钛 铜 镍 线膨胀系数α
25 31.5 10 18.5 15.2
取整得p D =109mm 。
在挤压生产中，为保证铸锭在加热后顺利装入挤压筒内，常把挤压筒截面积与铸锭截
面积之比成为填充系数C λ或镦粗系数。
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- 12 - c
p D D λ0= （3-2）
其中c λ为填充系数 计算得11.1==锭
筒
F F c λ 在参考文献[]1中查的15.1~07.1=c λ
故符合要求。
3.1.2锭坯长度计算
圆断面锭坯长度p L 可按下式计算：
h c h y L L p ??? ??+=λ1
（3-3） 式中：c λλ/——挤压比和填充系数；
1L ——产品长度；
y h ——压余厚度；， 这里取4.39126410400
=?==型
筒
nF F λ，1L =50000，，1=m ，5=y h ；
带入（3-3）计算的：2.141411.154.3950000
=???????+=L p mm
（3-4） 38.25002
.1414≈=故分3段
每段取整为Lp =471mm 。
3.2挤压力的计算
设计采用皮尔林公式对铝合金型材挤压力计算：
112
000)()2
cos 1
sin 2(2)]([zh g g zh zh t t s S f h D S f iF S f h L D P πλααπ+++-=
（3-5） 式中：
(1)D 0=115mm ——挤压筒直径
(2)L 0——填充挤压后的坯料长度
mm D D L L p
p 4231151094712220
2
0=?==
（
3-6） (3)h s —死区高度；
α——挤压模半锥角
对于α≤060 时s h =0；
(4)f t ——挤压筒壁上的摩擦系数；
zh f ——变形区内的表面摩擦系数；
铜陵学院毕业论文（设计） - 13 -
①带润滑热挤压时f t =f zh =0.25；
②无润滑热挤压但锭坯表面存在软的氧化皮时f t =f zh =0.5；
③无润滑热挤压，但金属粘结工具不严重时f t =f zh =0.75；
④无润滑热挤压，且金属剧烈粘结工具，死区较大时（如铝及其合金挤压，真空挤压）
f t =f zh =1.00；
⑤静液挤压f t =0， f zh =0.1；
本设计由于是热挤压，且带润滑，所以选用f t =f zh =0.25。
(5)t S ——挤压筒内金属的平均塑性剪切力；
①带润滑挤压时，可以认为锭坯内部金属性能与表面层的相同，即：
S t =S zh0 (3-6) ②无润滑挤压但金属氧化皮很软能起润滑作用(如紫铜)时，
S t =S zh0 (3-7) ③无润滑挤压但金属粘结挤压筒不严重时，
S t =1.25S zh0 (3-8) ④无润滑挤压且金属剧烈粘结挤压筒或真空挤压时，
S t =1.5S zh0 (3-9) 而在本设计中采用的是铝合金，所以
Mpa S S b zh t 5.75.00=
≈=σ 其中b σ—坯料的抗拉强度，查表得到b σ=15MPa 。
(6)λln ln 21
20==D D i ，其中λ为挤压系数，1D 为型材的等效直径。0D 为挤压筒的内径； 26442
1==D F π型 (3-10)
求得：1D =18.3mm ，0D =115mm ，i =3.68
(7)0F ——挤压筒内孔的横断面积；
查表3-163.1038121152
0=??
? ??=πF (8)zh S ——变形区内平均塑性剪切应力；
金属在塑性变形区压缩锥内各处的塑性剪切应力难以精细确定，一般用变形区内平均塑性剪切应力z h S 表示，即取变形区压缩锥入口的z h 0S 值与变形区压缩锥出口的z h 1S 值的算术平均值，计算公式如下：
010212/)(zh y zh zh S C S S S +=+= （3-11） 但是，挤压时变形程度很大，使用上式得到的值偏高，所以采用几何平均值确实z h S 的值： 010zh y zh zh zh S C S S S ?=?= （3-12）
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b zh S σ5.00≈ （3-13）
01zh y zh S C S = （3-14）
其中，y C —金属材料硬化系数，按经验取y C ≈3；
计算得：=zh S 13.2Mpa ；1zh S =104.25Mpa ；
（9）g h ——工作带长度；
在此取h g =6mm
（10）g f —工作带壁上的摩擦系数；
工作带内金属塑性变形不明显，因此，作用在工作带壁上的金属正压力显著低于此时的金属抗力g K 。一般按经验选取：
①带润滑挤压时25.0=g f
②无润滑挤压或真空挤压时5.0=g f
这里是有润滑挤压取25.0=g f 代入（3-5）公式计算：
()[]2.1330cos 160sin 225.06.1038168.325.725.0042311514.320???
? ??+??+??-?=P ()25.10425.05.23.1814.34.39????+
得P =2.2MN 。
3.3挤压机的选择
挤压机按其传动类型分为机械的和液压的两大类。机械挤压机以前曾用于挤压钢和冷
挤压方面。它的最大特点是挤压速度快。但是，挤压速度是变化的，这对工模具的寿命和制品性能的均匀性很不利，因此应用有限。在挤压领域中使用最为广泛的是液压传动的挤压机。
液压传动的挤压机按其总体结构形式分为卧式与立式挤压机两大类型。卧式挤压机它的主要特点是主要工作部件的运动方向与地面平行，因此具有以下特点：
（1）挤压机本体和打部分附属设备皆可布置在地面上，有利于在工作室对设备的状况
进行监视、保养和维护;
（2）各种机构可布置在同一水平面上，易实现机械化与自动化；
（3）可制造与安装大型挤压机，减少建筑施工困难和投资，同时制品的规格不受限制，
因为是在地面上水平出料；
（4）挤压机运动部件，如：柱塞、穿孔横梁和挤压筒等的自重皆加压在导套和导轨上，
易磨损，难以保持精度，某些部件因受热膨胀而改变正确的位置，因而易导致挤压中心失调;
（5）占地面积大；
卧式挤压机按其挤压方法又可分为正向挤压机、反向挤压机和联合挤压机三种类型。挤压机的技术特性主要包括：挤压力、穿孔力、挤压杆的行程与速度、穿孔针的行程与速度和挤压筒的尺寸等。最常用的卧式挤压机的能力为8-50MN 。
立式挤压机的主要部件的运动方向和出料方向与地面垂直，所以占地面积小，单要求较高的厂房和较深的地坑。后者是为了保证挤出的管子平直和圆整，以便随时的酸洗、冷
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轧或带芯头拉拔等。因运动部件垂直地面移动，所以磨损小，部件受热膨胀后变形均匀，挤压机中心不易失调，管子偏心很小。挤压机的能力最大不超过15MN，常为6-10MN，主要用作生产尺寸不大的管材和空心制品。
对于平开门卷闸门4603铝合金型材热挤压，选择单机挤压即可。单动式挤压机无独立穿孔系统，适合挤压实心的型材或棒材，使用组合模，亦可挤压管材与空心型材。卧式挤压机的操作、监测和维修均较方便，普遍使用于所有规格、各种合金制品的挤压。但卧式挤压机容易失调。长期使用过程中的磨损、变形，各种零部件的热膨胀，可导致主要挤压工具不对中，使管材壁厚不均或型材挤压时流动不均匀。
以生产6063合金的铝合金门窗型材为主，可以选择7.84MN单动卧式挤压机（油压）挤压筒直径为115mm，镦粗系数1.09，型材最大外接圆直径85mm，挤压系数30~65。3.4压力中心的计算
挤压中心使用CAD燕秀工具选中所画的图形，然后点击形成压力中心，如图3-1所示。所求压力中心的坐标为x o=22mm,y o=27mm。
图3-1压力中心
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第四章 挤压工模具结构设计
4.1模具结构设计
4.1.1确定分流孔面积
首先选择分流比K ，分流比K 的大小影响到金属流动阻力的大小、制品的成形和焊接质量，K 越小则挤压时变形阻力越大，对模具的使用和挤压生产都不利。一般认为，在保证模具有足够强度的前提下，K 值应尽量取大一些，以利于金属的流动和焊合。在一般情况下，对于生产空心型材，取K =10~30，,这里我们取K 为10，查参考文献[]2，可计算分流孔总面积为
2264010264mm F K F =?=?=∑型分 （4-1）
4.1.2分流孔的选择
分流孔断面形状有圆形，腰子形，扇形，异形等。分流孔数目，大小，排列见图4-1。为了减少压力，提高焊缝品质或者当制品的外尺寸较大，扩大分流比受到模子强度限制时，分流孔可做成内斜度为1~3°外锥度为3~6°的斜行孔。
分流孔在模子平面上的合理布置，对于平衡金属流速，减少挤压力，促进金属的流动与焊和，提高模具寿命等都有一定的影响。对于对称性较好的空心制品，各分流孔的中心圆直径应大于或等于0.7D 筒。对非对称空心型材或异型材，应尽量保证各部分的分流比基
本相等，或型材断面积稍大部分的K 分值略低于其他部分的K 分值。此外，分流孔的布置应
尽量与制品保持几何相识性。为了保证模具强度和产品质量，分流孔不能布置的过与靠近挤压筒或模具边缘，但是为了保证金属的合理流动及模具寿命，分流孔也不宜布置的过于靠近挤压筒中心。
分流孔在模具平面上的合理分布，对于平衡金属流动速度，减小挤压力和延长模具寿命有一定的影响。本设计6063卷闸门断面形状对称性好，分流孔布置时不能太靠近模具边缘，也不能靠近挤压筒中心。
分流孔最外边缘按经验公式确定
D 外+2C≤D 0
式中：D 外——分流孔最外边缘的外接圆直径；
D 0——挤压筒的直径；
C ——分流孔直径，取20~10mm 。
可知：D 外≤D 0－2C =75～95mm 。
分流孔内边缘距离型材外边缘要有一定的距离，分流孔出口边离型材外边缘3~8mm ，如避免从上模孔道看到下模空隙。这里取a=5mm
根据型材断面现状、外形尺寸、分流比及模具强度等要求选择扇形分流孔，并进行三腔一芯的排列，内斜度为2°外锥度为5°如下图4-2所示 每个分流孔的面积8803
16403,==∑=分分F F mm 2 （4-2）
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图4-1 分流孔的排列 大小 形状
图4-2分流孔形状
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4.1.3分流桥的选择
分流桥截面形状主要有矩形、矩形倒角和水滴形三种，如图4-3所示。后两种截面形状的分流桥有利于金属的流动与焊合，也便于模具加工，因而被广泛应用。矩形截面分流桥，金属在桥下会形成一个死区，不利于金属的流动与焊合。矩形倒角截面桥的下部倒角（称之为焊合角θ）一般去30°~45°。对于难挤压的型材取θ=30°，桥底圆角R 可取2~5mm 。
图4-3分流桥横断面积形状
分流桥选择为矩形倒角形式，其倒角（焊合角）取为 45。分流桥的宽窄和模具的强度以及金属的流量有关，从增大分流比，降低挤压力来考虑，分流桥的宽度B 应该选择小些，但为了改善金属流动的均匀性，模孔最好受到分流桥的遮蔽，则B 应该选择得宽些。可算出桥宽：
B =b +（3~20） （4-3）
=36.5+3=39.5mm
式中：B ——分流桥宽度
b ——型材空心部分的宽度，当制品外形及内腔尺寸大时取上限，反之取下限。
分流桥的高度桥h ：分流桥的高度直接影响挤压力的大小和模具的强度，一般在保证模
具强度的条件下，桥h 越小越好，以便减小挤压力。因此，桥h 设计往往是分流模经过强度
计算后确定出了上模最小厚度而设定桥h 。经粗略的强度校核后确定选定为桥h =60mm ，分
流桥断面如图4-4所示。
图 4-4分流桥断面
为了增加分流桥的强度，可以在分流桥的两端添置桥墩。螺形桥墩不仅能增加分流桥的强度，而且能改善金属流动状况，避免生产死区。
4.1.4模芯的确定
模芯的结构直接影响模具的强度、制品的焊合质量以及模具加工的难易程度。模芯的工作带部分是型材内腔形式和尺寸的关键部位。根据模芯工作带部分的结构不同，模芯可
铝合金挤压模设计
目录 摘要 Abstract 第一章概述.............................................................................................................................. - 1 - 1.1我国建筑铝型材工业发展现状及趋势.............................................................................. - 1 - 1.2挤压成行的工艺特点.......................................................................................................... - 2 - 1.3研究目的和意义.................................................................................................................. - 2 - 第二章挤压产品的工艺分析.................................................................................................. - 4 - 2.1计算产品.............................................................................................................................. - 4 - 2.2工艺性分析.......................................................................................................................... - 4 - 2.3生产方案.............................................................................................................................. - 7 - 2.4模具的总体结构分析.......................................................................................................... - 8 - 2.5 挤压工具总体设计 (9) 第三章工艺计算.................................................................................................................... - 11 - 3.1坯料尺寸计算.................................................................................................................... - 11 - 3.2挤压力的计算.................................................................................................................... - 12 - 3.3挤压机的选择.................................................................................................................... - 14 - 3.4压力中心的计算................................................................................................................ - 15 - 第四章挤压工模具结构设计................................................................................................ - 16 - 4.1模具结构设计.................................................................................................................... - 16 - 4.2模具强度校核.................................................................................................................... - 23 - 4.3挤压筒的设计.................................................................................................................... - 24 - 4.4挤压轴的设计.................................................................................................................... - 27 - 4.5挤压垫的设计 (29) 4.6模具实体图 (30) 总结.................................................................................................................................. - 34 - 参考文献.................................................................................................................................. - 35 - 致谢.................................................................................................................................. - 36 -
铝合金薄壁零件加工夹具设计
铝合金薄壁零件加工夹具设计 发表时间：2018-06-11T17:20:42.613Z 来源：《基层建设》2018年第11期作者：唐丰江 [导读] 摘要：随着经济的发展和社会的进步对我国的各行各业都产生了十分深远的影响，尤其是经济的发展在很大程度上带动了科技的发展，而科技的发展将直接带动铝合金薄壁零件加工技术的发展。 广东长盈精密技术有限公司广东东莞 523000 摘要：随着经济的发展和社会的进步对我国的各行各业都产生了十分深远的影响，尤其是经济的发展在很大程度上带动了科技的发展，而科技的发展将直接带动铝合金薄壁零件加工技术的发展。铝合金薄壁零件的应用十分广泛，为减少在加工期间的变形情况，本文对铝合金薄壁零件加工夹具的设计进行系统的探究。 关键词：铝合金；薄壁零件；加工；夹具 薄壁零件在当前社会中是一件应用比较广泛的零件，尤其是在航天材料的制作方面，多能看到薄壁材料的身影。但是薄壁材料本身的硬度比较小，在加工的过程中稍有不慎或者使用的器具不合规格便容易造成薄壁材料变形的情况。如何有效的控制其变形一直是人们未曾彻底解决的问题。基于此，本文对零件的夹具进行分析和研究，并且结合各项的测量数据来实现对夹具的改进。 1 铝合金薄壁零件加工过程中存在的问题 某需要加工零件为长方体，长度为435mm，宽度为356mm，厚度为20mm，由铝合金制成。加工要求其平面度为 0.06mm，粗糙度Ral.6。铝合金材料的韧性以及其本身的可塑性都比较好，但是在对其进行切割的过程中容易出现吸附现象，如在加工的过程中，已经被切掉的碎屑很容易吸附在刀具的刀刃上，从而形成一种比较聚集的碎屑“瘤”，而这种现象一旦形成之后将会很大程度上影响刀刃的使用情况，废屑不能够及时的排出并且很大程度上影响到加工材料的粗糙程度。 此外，在进行加工的过程中铝合金材料十分容易发生变热反应，而一旦变热之后便十分容易变形，从而产生且切削震动的现象，这种不正常的现象将对加工过程的本身产生很大的影响。切削震动现象的发生不仅仅是会影响到加工完成之后的材料的质量，更会大大降低刀具本身和机床的使用效率和寿命。 2 夹具的设计的原则 2.1如何设计夹具 在进行夹具设计的过程中应满足以下几点要求：其加工的材料应具备足够的硬度，并且适当对其进行人工时效处理；在进行加紧处理时应注意其稳固程度；使用的过程要简洁方便；加工过程容易。并且受到铝合金材质的影响，在进行加工的环节中还应格外注意以下几点： ①受到其使用特点的影响，其夹紧力会施加在定位的面上，因此在此处的设计的过程中注重其坚硬程度；而对于接触面的大小设计来讲，不同的思考角度会产生不同的表现方式，若从稳定性的角度上来思考，则应将接触面设计的越小越好；而从夹紧力的角度上来考虑，则应将接触面设计的越大越好。这是因为此处的接触面在进行加工零件的过程中会产生受热变形的现象。 ②零件的装夹部位易产生变形是因为这部分容易受到压紧力的影响，压紧力的大小将直接导致其本身的使用情况。研究显示，在等同压紧力下，三点夹紧的形变为 1，六点夹紧的形变为 1/16，十二点夹紧的形变可忽略。可见，通过适当的增加压紧力施加点的方式来减少压紧力承受部位的压紧力，从而使之能够不易让施加点产生变形的情况。 ③在针对部分特殊的零件如壁薄和尺寸都要求较高的零件的加工过程中，可适当的通过添加辅助支撑的方式来减少压紧变形的情况。 2.2夹具的设计 据传统的设计方式进行设计，初始的设计图情况如下： 受到毛坯件的影响，及其定位孔的精度比较差，因此夹具采用 2 个浮动定位销，3 个辅助支撑、3 个支撑钉，并选用 3 个压紧点用气缸压紧。
铝合金冲压模具制造常识
铝合金冲压模具制造及生产要点 铝合金材料较软，价格昂贵，容易断裂以及部分铝合金产品还需后续加工，如拉丝、阳极处理等，在冲压生产时特别容易产生顶伤、刮伤，在模具制造方面要特别注意以下几点： 1.对于不影响工程数的情况下冲孔尽量排在后面工程冲孔，甚至对于冲孔数量较多的 产品可考虑多做一个工程也要将冲孔排在后面冲。 2.铝料较软且模具较容易堵料，故在设计模具放间隙时宜放双边料厚10%的 间隙，刀口直深位以2MM 较为合适，锥度以0.8-1°为合适。 3.折弯成型时，因铝料在折弯时容易产生铝屑，会造成点伤、压痕，铝原材 需贴PE 膜，在滚轮及电镀的情况下，成型块以抛光镀硬铬为佳。 4.对于需阳极后加工的冲压件，如有压平、推平工序180°，产品不可完全 压合，完全压合会产生吐酸现象，需留0.2—0.3MM 的缝，以便酸液顺利及时流出，故在此工序上必须做限位块并标定模高于模具上。 5.因铝料较脆，容易开裂，特别是在反折边的情况下，故尽量不要做压线，即使要 做，也要将压线做宽一点，打浅一点。 6.所有铝件刀口都要求用慢走丝线割，以防毛刺及落料不顺现象，铝件容易产生高 温，故冲子硬度要求60°以上，至少用SKD11 材质以上，不可有D2 等差质冲子。 铝料较软，故在冲压生产时极易产生顶伤、压伤、刮伤、变形，除了在模具上要做到要求时，在冲压生产时还要做到以下几点： 1.要想将铝件冲压做好，降低不良率，首先要做好5S,特别是清洁，含模具 、冲床台面，流水线及包装材料必须做到无尖锐杂物，无脏物定期清晰整顿，模具上下都必须清理干净，无杂物。 2.发现产品毛刺较大必须及时送模具维修并跟催至结果。 3.铝件较易发热，并积压在一起变硬，故在冲孔下料时需在材料上涂点压扳油（即可散热，又可顺利疏通落料）再冲压。 4.冲孔较多的产品需做到打一下清理模具表面一下，做到模具、产品永保干净无杂物，减少顶伤，发现顶伤必须将模具顶伤问题点找出并解决才可继续生产。 5.推平模具推块会产生铝屑，故推块每天生产完都必须清洗推块下面的铝屑。 1.冲子在冲孔时极易将铝屑带入脱板内，而产生高温将冲子磨损甚至软化， 故生产3-7 天必须定期清洗冲子或将冲孔刀口光磨，实在不幸需及时更换。2.对于180°折弯压平产品，必须没10-30 片将折边撕开PE 膜观看有无破裂， 因铝料在出料时会有成分不均现象，特别对于更换厂家冲压材料时需做严格首件检查。 员工尽量做到工位固定，培养员工观察能力，打一片看一片，势力1.0 以下的员工不可开机冲铝件。
‘壳盖’薄壁铝合金件加工工艺
‘壳盖’薄壁铝合金件加工工艺 “壳盖”薄壁铝合金件加工工艺分析中国航空工业集团公司航宇救生装备有限公司(湖北襄阳441002) 袁开波 “壳盖”零件是一个薄壁的铝合金零件，其形状及尺寸如图1所示.零件的主要特点就是壁薄，由于是铝合金件，其强度差，加工时容易变形，要高效率加工合格的零件，加工过程中编制好工艺路线，做好准确的装夹与定位，就至关重要，同时要控制由于切削对零件产生的变形。 图1“壳盖” 注:未注圆角，凸R1.8mm，凹R1mm，未注壁厚0.8mm. 一、工艺分析 考虑到此零件的内、外形均为圆环形状，其主要的加工方法为数车工序完成，数车工序为分别加工内、外形2个步骤。这里就要考虑加工完第一工序后，在进行第二工序加工时的装夹与定位问题。既要能准确装夹与定位，又要使第二工序的加工操作方便。在经过多次的工艺路线分析及相配合的夹具结构设计之后，确定了先加工内形面，并在其端面上制出装夹定位的位置，然后进行外形面的加工。 二、工艺路线
在加工零件的内形面之后，“壳盖”需要安装在一种辅助夹具上，才能进行第二工序的加工，如图2所示。 (a) 第一工序图 (b) 第二工序简图 图2 “壳盖”工艺路线简图 1.第一工序的加工 “壳盖”在第一工序中要完成如图2(a)所示的加工内容，注意保持各个孔与 M64×0.75螺孔的同轴度。由于“壳盖”壁薄，偏心更易使“壳盖”产生变形。 2. 第二工序的加工 如图2(b)所示，型腔口部的M64×0.75螺纹段位为装夹部分，用M64X0.75螺纹与辅助夹具进行定位与连接。其夹具的设计，如图2(b)所示。从图中可以看出，辅助夹具的设计，其型面尺寸与零件的内形面是一致的，零件扣在夹具上，并通过M64X0.75螺纹拧紧，以保证零件内形面与夹具相贴合，这样，在加工外形面时，零件不会产生变形。 3.安装在辅助夹具上“壳盖”切削时加紧状况的分析 零件在装夹后，车刀切削时，零件的状态是否会松动，可通过图3做一个装夹及切削的状况分析。
铝型材挤压加工全过程(图文)
铝型材挤压加工全过程（图文） 铝合金挤压过程实际是从产品设计开始的，因为产品的设计是基于给定的使用要求，使用要求决定了产品的许多最终参数。如产品的机械加工性能、表面处理性能以及使用环境要求，这些性能和要求实际就决定了被挤压铝合金种类的选择。而同一中铝合金挤压出来的铝型材性能则取决于产品的设计形状。而产品的形状决定了挤压模具的形状。设计的问题一旦解决了，则实际的挤压过程就是从挤压用铝铸棒开始，铝铸棒在挤压前必须加热使其软化，加热好的铝铸棒放入挤压机的盛锭筒内，然后由大功率的油压缸推动挤压杆，挤压杆的前端有挤压垫，这样被加热变软的铝合金在挤压垫的强大压力作用下从模具精密成型孔挤出成型。这就是模具的作用：生产所需要产品的形状。 该图为：典型卧式液压挤压机简图挤压方向为由左向右 这就是对现在使用最为广泛的直接挤压的简单描述，间接挤压是一个相似过程，但是也有些非常重要的不同处，在直接挤压过程，模具是不动的，由挤压杆压力推动铝合金通过模具孔。在间接挤压过程。模具被安装在中空的挤压杆上，使模具向不动的铝棒坯进行挤压，迫使铝合金通过模具向中空的挤压杆挤出。 其实挤压过程类似于挤牙膏，当压力作用于牙膏封闭端时，圆柱状的牙膏就从圆形的开口处被挤出来。如果开口是扁平的，则挤压出来的牙膏就是带状了。当然复杂的形状也能在相同形状的的开口处被挤出来。例如，蛋糕师使用特殊形状的管子挤压冰淇淋来做各种修饰花边，他们所做的其实就是挤压成型。虽然你不能用牙膏或冰淇淋生产很多很有用的产品，你也不能用手指就将铝合金挤压成铝管。但是你能依靠大功率的液压机将铝合金从一定形状的模孔处挤压出来生产种类繁多、很有用的几乎任何形状的产品。 下图（左）挤压开始时第一根型材刚刚被挤出一段，（右）为铝型材生产过程中。
挤压模具的合理使用
铝型材挤压模具的合理使用、维护及管理 在铝型材生产企业中，模具成本在型材挤压生产成本中占到35%左右。模具的好坏以及模具是否能够合理使用和维护，直接决定了企业是否能够正常、合格的生产出型材来。挤压模具在型材挤压生产中的工作条件是十分恶劣的，既需要在高温、高压下承受剧烈的摩擦、磨损作用，并且还需要承受周期性载荷作用。这都需要模具具有较高的热稳定性、热疲劳性、热耐磨性和足够的韧性。 为满足以上几项要求，目前在国内普遍采用优质4Cr5MoSiV1（美国牌号H13）合金钢，并采用真空热处理淬火等方式来制作模具，以满足铝型材生产中的各项要求。 然而，在实际生产中，仍然有部分模具在挤压时未能达到预定产量，严重的甚至挤压不到20条棒或上机不到2次就提前报废，致使采用昂贵的模具钢制作的模具远远不能实现其应有的效益。这种现象在国内许多家铝型材生产企业目前普遍存在。究其成因，需要从以下几方面入手。 一、铝型材截面本身就千变万化，并且铝挤压行业发展到今天，铝合金具有重量轻，强度好等重要优点，目前已经有许多行业采用铝型材来代替原有材料。由于部分型材的特殊导致模具由于型材截面特殊，设计和制作难度较大。如果还是使用采用常规的挤压方法往往难于达到模具额定产量，必须采用特殊工艺，严格控制各项生产工艺参数才能正常进行生产。并且有的模具由于本身型材截面的特殊或模具本身的质量问题，而导致模具不能挤压到额定产量，这就需要销售人员在接单时与技术部门和模具厂进行充分沟通。同时模具设计制作部门需要不断优化模具设计技术，提高模具制作精度，提高模具质量。 二、选择合适的挤压机型进行生产。进行挤压生产前，需对型材截面进行充分计算，根据型材截面的复杂程度，壁厚大小以及挤压系数λ来确定挤压机吨位大小。一般来讲，λ>7-10。当λ>8-45时，模具的使用寿命较长，型材生产过程较为顺畅。当λ>70-80后则属较难挤压型材，模具普遍寿命较短。产品结构越复杂，越容易导致模具局部刚性不够，模具腔内的金属流动难于趋向均匀，并伴随造成局部应力集中。型材生产时容易塞模和闷车或形成扭曲波浪，模具容易发生弹性变形，严重的还会发生塑性变形使模具直接报废。 三、合理选择锭坯及加热温度。要严格控制挤压锭坯的合金成分。目前一般企业要求铸锭晶粒度达到一级标准，以增强塑性和减少各项异性。当铸锭中有气孔、组织疏松或有中心裂纹时，挤压过程中气体的突然释放类似"放炮"，使得模具局部工作带突然减载又加载，形成局部巨大的冲击载荷，对模具影响很大。有条件的企业可对锭坯进行均匀化处理，在550~570C保温8小时后强制冷却，挤压突破压力可降低7-10%，挤压速度可提高15%左右。 四、优化挤压工艺。要科学延长模具寿命，合理使用模具进行生产是不容忽视的一个方面。由于挤压模具的工作条件极为恶劣，在挤压生产中一定要采取合理的措施来确保模具的组织性能。（1）采取适宜的挤压速度。在挤压过程中，当挤压速度过快时，会造成金属流动难于均匀，铝金属流和模具腔内壁摩擦加剧致使模具工作带磨损加速，模具温度实际较高等现象。如果此时金属变形产生的余热不能及时被带走，模具就可能因局部过热而失效。如果挤压速度适宜，就可避免上述不良后果的发生，挤压速度一般应控制在25mm/s以下。（2）合理选择挤压温度。挤压温度是由模具加热温度、盛锭筒温度和铝棒温度来决定的。铝棒温度过低容易引起挤压力升高或产生闷车现象，模具容易出现局部微量的弹性变形，或在应力集中的部位产生裂纹而导致模具早期报废。铝棒温度过高会使金属组织软化，而使得黏附于模具工作带表面甚至堵模（严重时模具在高压下崩塌），未均匀铸锭合理加热温度在460-520°C，经过均匀化的铸锭合理加热温度在430-480°C。五、挤压模具使用前期必须对模
铝合金薄壁腔体零件加工工艺研究
铝合金薄壁腔体零件加工工艺研究 作者：周思吉唐昌维 来源：《电子世界》2013年第12期 【摘要】随着电子行业的发展，铝合金薄壁腔体零件应用日益广泛，该类零件具有重量轻、结构紧凑等优点，但该类零件一直存在加工周期长、加工成本高、加工精度难以控制等难点，原因是该类零件加工过程中金属去除量大、刚性低、强度弱，容易产生较大变形，加工后难以保证零件的加工精度和表面质量。本文从分析该类零件加工变形的原因入手，研究、探讨控制、减小铝合金薄壁腔体零件加工变形的工艺方法。 【关键词】铝合金薄壁腔体零件；铣削加工；加工精度；加工变形 1.引言 影响铝合金薄壁腔体零件的加工精度和表面质量的主要因素是该类零件加工过程中容易变形。解决铝合金薄壁腔体零件在加工过程中的变形问题，就能提高该类零件铣削加工的工作效率，提高零件的精度和质量，实现产品快速生产。 2.薄壁零件加工变形的原因 分析铝合金薄壁腔体零件的加工过程，该类零件一般由铝合金板整体加工而成，该类零件金属去除量大、刚性低，在加工过程中会因残余应力、装夹力、切削运动三方面因素引起变形。 2.1 残余应力 金属材料在形成过程中，金属晶体的排列不是理想状态的整齐排列，晶体的大小和形状不尽相同，存在原始的残余应力，随着时间缓慢释放，产生一定的形变。另外，金属切削过程中，切削的塑性变形和刀具与工件间的摩擦热，使已加工的表面和里层温差较大，产生较大的热应力，形成热应力塑性变形。 金属切削过程中产生的变形并不是单一的原因造成的，往往是几种原因组合作用的结构，而且这种组合作用在加工过程中不是一成不变的，随着加工进行的不断变化，究竟哪一种原因对变形的影响最大，很难进行判断，只能从引起变形的原因入手，采取相应的工艺方法，尽量减小加工变形。 2.2 装夹力 由于铝合金薄壁腔体零件的壁比较薄，无论采用台虎钳装夹还是卡盘装夹，都会产生横向或径向的装夹力，不可避免会产生装夹变形。装夹变形程度跟装夹力的大小有关，装夹力如果
铝型材挤压模具管理制度
铝型材挤压模具管理制度 铝型材挤压模具管理制度铝型材挤压模具专业网站 2010年11月24日 8:08 评论? 一、申请开模 1、按照客户或销售人员提供的的图纸或样品由公司委托模具生产厂家制图，图纸经审核后由模具管理员或销售经理提出开模申请，再经公司领导批准后开模。如果属于用户提供的图纸或样品，需开模具的图纸必须经过客户的认可并签字。 2、模具订购单经公司领导签字后生效并传真至模具生产厂家，五金库房、模具管理员和销售经理各执一份。二、模具验收 1、模具发到公司后，由五经库房根据订购单进行数量验收，与订单不相符合或无订单的模具不予验收。 2、经五金库房验收并办好入库手续后，由模具管理员在五金库房办理领用手续。模具管理员和修模工共同进行检查验收，验收内容包括：检查模具的外形尺寸、断面是否和图纸相符以及模具的硬度等。每付模具建立模具跟踪随行卡，并在电脑上建立模具台帐。三、试模 1、由模具管理员开《试模通知单》，交予生产排产员，由生产排产员下达生产指令安排挤压车间试模，挤压车间主任确定试模时间。 2、新模试模尽可能安排在白班，可以将容易出料、难度系数小的模具安排在夜班试模。试模时，模具主管及修模工亲临现场。特殊品种试模时，挤压车间主任和公司领导也需参加。 3、试模前的准备工作要充分：（1）筒温、模温和棒温要符合生产工艺要求；（2）挤压机中心调整，三心同一，即挤压轴、盛锭筒、模座中心在一条线上；（3）工装具；（4）量器具及产品图纸。 4、试模的铝棒不能太长，挤压上压不能太快，试模的料头30-50mm长，标注上下面、模具编号及出料方向。填好模具使用记录。 5、由试模的挤压班长负责取好样品，模具管理员对样品质量进行检测，特殊模具需出具《试模检验报告》。一式三份，一份自留，一份交排产员，一份交挤压车间。向客户提供的样品，质量检测达到用户要求，保证客户要求的长度及数量。 6、每次模具的试模情况在模具随行卡和模具台帐上如实填写。 7、如果新模具修三次试四次不合格，将模具退回模具生产厂家，要求模具生产厂家重新开模具，模具车间主任将信息及时反馈到销售部、排产员或直接反馈给客户。四、生产用模 1、生产班组根据生产计划单的要求到修模房领用模具，模具和模具随行卡同行到机台。 2、机台的模具暂时不需加热的，要放到机台模具专用架上，不得直接放在水泥地面上。 3、需要加热的模具，用专用工具将模具横放到模具加热炉内，严禁平放在炉内，更不能用力扔在炉内，避免砸坏模具炉或模具。须填写模具加热时间。 4、模具加热温度及加热时间符合工艺要求，才允许上机使用。需用专用垫的模具必须使用相应的专用垫。 5、原则要求在哪个机台试的模具就只能在哪个机台使用，严禁不同机台模具混用。使用中，要取好模具料头，长度一般20-30mm，并做好标识。在《模具使用原始记录》上填写清楚。 6、已完成计划或暂时不用的模具，在炉内加热或未加热的模具都要送回模具房。 7、在模具炉模具连续加热不得超过12小时。如果有生产计划而加温超过12小时，要把模具从炉内夹出来冷却，需要加热时再进行加热。 8、从挤压机上卸下来的模具，煲模工及时把模具上的料头铲掉。模具冷却后再送往模具房进行煲模。 五、煲模 1、煲模池的碱水浓度适宜，不要太浓，且进行加热。 2、需煲的模具往池中放的时候要注意安全，避免碱水溅出伤人。 3、模具煲到一定时候，要把组合模具敲开，注意不
铝型材挤压模具考题
铝型材挤压模具设计思考题 1、基本概念 平模、锥模、正锥模、倒锥模、舌比、比周长、宽厚比、阻碍角、促流角、挤压比、分流比、宽展量、宽展角、比压 2.模具工作带的作用是什么？确定工作带长度的原则是什么？ 3.挤压模具设计时，为什么要设计入口圆角？ 4.在50MN挤压机直径为360mm的挤压筒上，挤压直径为40mm棒材，合理的挤压比范围为10~15，模孔数目为多少合适？ 5. 不等壁型材模设计时，如何确定不同壁厚处的模孔工作带长度？ 6.在型材模具设计时，如何平衡模孔不同部位金属的流动速度？ 7.在槽形型材模具设计时，为什么型材模孔的角度应增大1°~2°，设计成91°~92°，而且型材底部的模孔尺寸应适当扩大0.1~0.8mm？ 8.分流模主要由那几部分构成，焊合室的主要作用是什么？ 。 9.型材模孔设计时，模孔尺寸要比型材的名义尺寸大一些，这是为什么？ 10.分流模设计中，为什么要将模孔置于分流桥下面？如果模孔不能完全被桥遮 蔽，工作带尺寸如何确定？ 11.分流模设计时，模芯为什么要伸出模孔工作带一定长度？ 12.焊合室的大小、形状对挤压制品的质量有何影响？ 13.焊合室高度对制品的焊合质量有何影响？ 14.一般来说，焊合室高度越大，制品的焊合质量越好，但易造成制品偏心，这是为什么？ 15.挤压模具设计中为什么要设计“空刀”，空刀尺寸大小对产品质量和模具寿命有何影响？ 16.宽展模挤压的基本原理是什么？ 17.导流模挤压的基本原理是什么？ 18.模具优化设计的意义是什么？模具优化设计的基本方法是什么？ 19.采用平模挤压生产普通实心型材时，如果出现弯曲、扭拧等缺陷，可采用那些修模方法以消除这些缺陷？ 20.采用分流模挤压空心型材时，如果出现弯曲、扭拧等缺陷，可采用那些修模方法以消除这些缺陷？ 21.当型材尺寸出现超负偏差，或超正偏差时，如何修模？
铝型材挤压模具培训资料
铝型材挤压模具培训资料 一、 模具的作用 模具在挤压成型过程中起着将圆形的铝棒变形为各种形状的铝材的作用。 二、 模具的分类 铝型材可以分为三大类：实心材、空心材、半空心材。 ◆相应模具按常规也分为平模（实心模），分流模（空心模） ◆平模又可分为整体模、导流板+模面（模垫） ◆分流模还包括专为半空心材设计的假分流模，封闭台模，还有带前置导流板的三合一分流模。还根据焊合室在上模还是在下模，又可分为上焊合分流模或下焊合分流模等。 ◆根据模孔数目也可以分为单孔模和多孔模。 从图片上进行怎么识别模具类型及其各类型模具的基本结构。 三、 挤压模具的结构及要点： ◆ 工作带的高度h定(工作带的高低点) 和直径d定（也称为定径带,即型腔尺寸） 工作带是模子中垂直于模具工作端面并用以保证挤压制品的形状、尺
寸和表面质量的区段。（工作带直径D定也是模具设计中的一个重要参数，它的原则为：保证挤压出的铝材在冷却状态下不超出图纸公差范围的条件下，尽量延长模具的使用寿命。影响铝材尺寸的因素很多，如温度、模具材料和铝合金成份、产品的形状和尺寸，拉伸矫直量及模具的变形情况等。 工作带的长度h定也是模具的重要参数，工作带的长度过短，产品的尺寸难以稳定，也容易产生波纹，椭圆度，压痕、压伤、同时模具易磨损减低寿命。工作带过长时，会增大与金属的磨擦作用，增大挤压力，易于粘接金属，易使制品表面擦花，划伤、毛刺、麻面、搓衣板等缺陷。 ◆空刀:保证铝材制品顺利通过并保证铝材质量的重要参数。若出口空刀过小，则容易划伤铝材表面，甚至引起堵模，如果出口空刀过大，会削弱工作带的强度，引起工作还的变形、压塌，降低模具的使用寿命。 ◆导流板（槽）：由于铝棒通常为圆形，而制品的形状则千奇百怪，因此由圆形的铝棒突变为制品的形状太剧烈，设定一个介于铝棒与制品之中的过渡形状，减少一次变形的过程，通常导流槽的形状都是接近制品的形状。 ◆分流孔是铝通往型孔的通道，其形状、断面尺寸、数目及不同的排列方式都直接影响到挤压制品的质量、挤压力和模具的使用寿命。在一般情况下分流孔的数目要尽量少，以减少焊合线，增大分流孔的面积降低挤压力。分流孔的断面尺寸主要根据制品的外形尺寸、制
铝合金挤压生产知识及注意要点
一、铝合金的挤压生产 挤压生产工艺流程： 1、挤压时金属的变形过程分为三个阶段： ⑴填充挤压阶段；⑵平流压出阶段；⑶紊流压出阶段。 2、挤压比（λ）：挤压筒内铝棒的截面积与挤出型材的截面积之比，称为挤压比（λ）或挤压系数（λ）。 挤压6063型材时，挤压比（λ）在什么范围内最合适？ 挤压系数是挤压工艺最重要内容，根据制品外形和截面面积选择挤压筒的直径。挤压系数一般＞9。平模当λ＝9～40时使用寿命较长，分流模的挤压系数应在20～70范围内。系数过小会产生焊接不良。所以挤压空心型材的挤压系数比实心型材的大。如挤压Φ101×25管材，当λ=15时焊合不好，选择λ=38时管材焊合良好。挤压系数太大，挤压困难，而且因铝棒较短造成产品的成品率太低，影响经济技术指标。 3、生产过程中如何控制挤压温度？ 铝棒温度应保持在440～520℃之间（以6063为例），加热时间均大于6小时。挤压筒加热到400～440℃。模具温度为400～510℃，保温时间1～4小时。 4、选择挤压温度应遵循哪些原则？ 6063合金铝棒挤压温度通常在470～510℃之间，有时也可在较低温度下挤压。选择铝棒温度的原则：⑴为获得较高的机械性能，应选择较高的挤压温度；
⑵当挤压机能力不足，可通过提高铝棒温度来提高挤压速度；⑶当模具悬臂过大时，可提高铝棒温度，以减小铝棒对模具的压力及摩擦力；⑷挤压温度过高会使产生气泡、撕裂及由于模具工作带粘铝造成表面划痕严重；⑸为了获得高表面质量的产品，宜在较低温度下挤压 模具加热及保温控制： 5、如何控制挤压速度？ 挤压速度是影响生产率的一个重要指标。挤压速度取决于合金种类、几何形状、尺寸和表面状态，同时也与铸锭质量息息相关。要提高挤压速度，必需合理控制铝棒温度、模具温度、挤压筒温度。6063铝合金挤压速度范围为：9～80M/min，其中实心型材为：20～80M/min，空心型材的挤压速度一般为实心型材挤压速度的0．5～0．8倍。 6、均匀化：通常将6063铝棒在560℃保温6～8小时，使合金的Mg2si相以细小质点均匀分布在整个金属基体中，且消除铸造应力，铸锭出炉后以较高速度冷却（水冷或风冷），这种热处理工艺称作均匀化。
‘壳盖’薄壁铝合金件加工工艺
“壳盖”薄壁铝合金件加工工艺分析 中国航空工业集团公司航宇救生装备有限公司（湖北襄阳441002) 袁开波 “壳盖”零件是一个薄壁的铝合金零件，其形状及尺寸如图1所示.零件的主要特点就是壁薄，由于是铝合金件，其强度差，加工时容易变形，要高效率加工合格的零件，加工过程中编制好工艺路线，做好准确的装夹与定位，就至关重要，同时要控制由于切削对零件产生的变形。 图1“壳盖” 注：未注圆角，凸R1.8mm，凹R1mm，未注壁厚0.8mm. 一、工艺分析 考虑到此零件的内、外形均为圆环形状，其主要的加工方法为数车工序完成，数车工序为分别加工内、外形2个步骤。这里就要考虑加工完第一工序后，在进行第二工序加工时的装夹与定位问题。既要能准确装夹与定位，又要使第二工序的加工操作方便。在经过多次的工艺路线分析及相配合的夹具结构设计之后，确定了先加工内形面，并在其端面上制出装夹定位的位置，然后进行外形面的加工。 二、工艺路线 在加工零件的内形面之后，“壳盖”需要安装在一种辅助夹具上，才能进行第二工序的加工，如图2所示。 （a）第一工序图(b) 第二工序简图
图2 “壳盖”工艺路线简图 1.第一工序的加工 “壳盖”在第一工序中要完成如图2（a）所示的加工内容，注意保持各个孔与M64×0.75螺孔的同轴度。由于“壳盖”壁薄，偏心更易使“壳盖”产生变形。 2. 第二工序的加工 如图2（b）所示，型腔口部的M64×0.75螺纹段位为装夹部分，用M64X0.75螺纹与辅助夹具进行定位与连接。其夹具的设计，如图2（b）所示。从图中可以看出，辅助夹具的设计，其型面尺寸与零件的内形面是一致的，零件扣在夹具上，并通过M64X0.75螺纹拧紧，以保证零件内形面与夹具相贴合，这样，在加工外形面时，零件不会产生变形。 3.安装在辅助夹具上“壳盖”切削时加紧状况的分析 零件在装夹后，车刀切削时，零件的状态是否会松动，可通过图3做一个装夹及切削的状况分析。 从图3（a）中，显示零件在装夹到夹具上时，是顺时针方向旋紧。从图3（b）中可以看出，当主轴旋转，车刀切削零件时。车刀作用到零件上切削力的方向是与车床的旋转方向相反的方向。即切削力也为顺时针方向，这就和零件装夹拧紧时力的方向一致。所以，在车刀切削零件时，零件不会松动，而且会贴的越紧密。 （a）“壳盖”装夹的旋转方向（b）车床主轴的旋转方向 图3 “壳盖”切削时的受力分析 通过上述零件加工的分析，若要保证零件加工后内、外形面的同轴度。就要确保零件在第二工序加工时，装夹后其轴线与车床旋转轴线保持一致。从辅助夹具的制作，到零件的装夹。可以看出，只要夹具制作完后，就不能松动夹具，此时装夹的零件和车床主轴的中心线才是完全一致的。也就是说，每加工一批次的零件，在零件加工到此工序时，就要配制一个夹具，这样才能保证零件加工后其内、外形面同轴度的要求。 三、控制加工参数来控制对零件产生的变形 1）合理的选择加工刀具控制变形。刀钝会使零件主切削抗力加大，零件轴向压力加大，造成零件变形。刀具切削刃太锋利，虽说有利于切削，但易加速刀具磨损，将零件拉向切削力的反方向，同样使零件变形。经实践粗加工时：刀具选用R形断屑槽，前角γo＝20°～25° ，后角αo＝6°～10° ；主偏角κr＝91° ～93° ；负偏角κ'r＝6° ～8° ；主要是减小刀具摩擦及振动。精加工时：前角γo＝25°～30° ，后角ao＝10°～12° ；主偏角κr＝45°～90° ，负偏角κ'r＝10°～15° ；主要是减小径向切削力，避免振动，并且加宽了主切削刃，从而减小了单位长度上的负荷，刀尖角大，散热快。刃倾角λs＝5°～10° ，粗加工取小值，精加工取大值，用来弥补法向前角大而引起刀刃强度差的缺陷。
铝型材开模流程
一、什么是铝型材开模？ 铝材成型需要模具，一般是挤压成型，也就需要铝材开模。 坯料在三向不均匀压应力作用下，从模具的孔口或缝隙挤出使之横截面积减小长度增加，成为所需制品的加工方法叫挤压，坯料的这种加工叫挤压成型。 挤压，特别是冷挤压，材料利用率高，材料的组织和机械性能得到改善，操作简单，生产率高，可制作长杆、深孔、薄壁、异型断面零件，是重要的少无切削加工工艺。挤压主要用于金属的成形，也可用于塑料、橡胶、石墨和粘土坯料等非金属的成形。 挤压时，坯料产生三向压应力，即使是塑性较低的坯料，也可被挤压成形。 二、铝型材开模定制流程： ①：根据使用需求详细了解开模产品参数，如：规格尺寸、力学性能等、形态结构（产品规格尺寸、结构的难易程度会直接影响开模定制的成本投入）； ②：根据以上了解，技术人员开始出具设计图纸，以及技术参数；
③：双方进行图纸确认，并盖章留底（目的：确保后期因产品问题出现分歧，进行取证）； ④：开发模具（模具是6063系列铝型材生产的重要环节，它决定了型材的结构形态），检测模具精度（模具设计精度控制范围±0.02mm）； ⑤：根据开发的模具进行样品的试挤压，并对样品进行确认，样品无误就可以进行批量生产； 三、铝型材挤压模具精度控制： 铝型材精密挤压技术工艺要求非常严格，在生产过程中对其挤压设备、挤压模具、以及挤压工艺技术要求非常严格，产品精度值控制范围在±0.04mm； 模具的设计精度以及材质工艺，是直接影响后期铝型材产品质量及产品尺寸精度的主要因素，模具材质的选择必须满足高硬度、耐高温、耐摩擦这三点要求；挤压模具常态工作环境温度在500℃左右，高温环境下模具材质的屈服强度不能低于1200N/mm2；在高温环境下模具的耐摩擦性能主要体现在氮化层的硬度和厚度，通常情况下氮化层硬度应在1150HV以上，厚度在0.25mm-0.45mm，氮化后模具的精度变化应控制在0.02mm以内。
铝合金挤压型材几种常见缺陷解析
挤压铝型材表面颗粒状毛刺的形成原因与对策 在铝型材的挤压生产中，型材表面不同程度的存在一些小颗粒吸附在型材表面上，这种的缺陷，仅有轻微手感，不仔细观察或手摸较难发现。但它严重影响氧化、电泳涂漆及喷涂型材的表面美观，降低了生产效率和成品率，更是高档装饰型材的致命缺陷。因此，对其形成机理进行分析，同时在挤压生产实践中不断地观察分析，总结其成因，及时采取措施，是减少或杜绝这种缺陷的出现的有效手段。 一、颗粒吸附成因分析 1、挤压型材表面出现的颗粒状毛刺分为四种： 1)空气尘埃吸附，燃煤铝棒加热炉产生的灰尘、铝屑、油污及水份凝结成颗粒附着在热的型材表面。 2)铝棒中的杂质，如：精炼不充分遗留的金属夹杂物和非金属夹杂物。 3)时效炉内的灰尘附着。 4)铝棒中的缺陷及成分中的β相AlFeSi在高温下析出，使金属塑性降低，抗拉强度降低，产生颗粒状毛刺。 “吸附颗粒”的形成 2、原因 1)铝棒质量的影响 由于高温铸造，铸造速度快，冷却强度大，造成合金中的β相AlFeSi不能及时转变为球状α相AlFeSi，由于β相AlFeSi在合金中呈现针状组织，硬度高、塑性差，抗拉强度很低，在高温挤压时不仅会诱发挤压裂纹，而且会产生颗粒状毛刺，这种毛刺不易清理，手感强烈，颗粒附近常伴随有蝌蚪状拖尾，在金相显微镜下观察，呈现灰褐色，成分中富含铁元素。 铝棒中的杂质影响，铝棒在熔铸过程中，精炼不充分，泥土、精炼剂、覆盖剂以及粉末涂料和氧化膜夹杂等混入棒中，这些物质在挤压过程中，使金属的塑性和抗拉强度显著降低，极易产生颗粒状毛刺。 棒的组织缺陷常见的有疏松、晶粒粗大、偏析、光亮晶粒等，所有这些铸棒缺陷有一个共同点，就是与铸棒基体焊合不好，造成了基体流动的不连续性，在挤压过程中，夹渣极易从基体中分离出来，通过模具的工作带时，粘附在入口端，形成粘铝，并不断被流动的金属拉出，极易产生颗粒状毛刺。 2)模具的影响 在挤压生产中，模具是在高温高压的状态下工作的，受压力和温度的影响，模具产生弹性变形。模具工作带由开始平行于挤压方向，受到压力后，工作带变形成为喇叭状，只有工作带的刃口部分接触型材形成的粘铝，类似于车刀的刀屑瘤。在粘铝的形成过程中，不断有颗粒被型材带出，粘附在型材表面上，造成了"吸附颗粒"。随着粘铝的不断增大，模具产生瞬间回弹，就会形成咬痕缺陷。若粘铝堆积较多，不能被型材拉出，模具瞬间回弹时粘铝不脱落，就会形成型材的表面粗糙、亮条、型材撕裂、堵模等问题。模具的粘铝现象见图1。我们现在使用的挤压模具基本是平面模，在铸棒不剥皮的情况下，铸棒表面及内在的杂质堆积在模具内金属流动的死区，随着挤压铸棒的推进及挤压根数的增多，死区的杂质也在不断的变化，有一部分被正常流动的金属带出，堆积在工作带变形后的空间内。 有的被型材拉脱，形成了颗粒状毛刺。因此，模具是造成颗粒状毛刺的关键因素。
空心铝型材挤压模具的几种修模方法
空心铝型材挤压模具的几种修模方法 铝型材挤压模具在铝型材挤压工序中举足轻重，是保证产品成形，使其具有正确形状、尺寸和精度的基本工具。在实际生产中，针对挤压空心铝型材可能出现的几个问题，我们一一给出相应的修模方法。 一、有缝角或焊合不良 空心铝合金型材采用平面分流组合模挤压，金属经过分流、焊合的过程，所以空心型材是存在焊合线的，如果金属焊合不好出现缝隙，则是一种缺陷。 产生缝隙的原因有两个，一是分流孔、焊合室狭小，金属供流不足，金属在焊合室没有形成足够的静水压力，产品未焊合好而流出模孔，导致制品存在焊合缝隙;二是过量润滑和不良润滑引起空心型材焊合不良导致。前者可采用研磨或铣削扩大分流孔和焊合室面积，加大金属供流，使金属在焊合室内能够形成足够的静水压力加以解决，后者采用无润滑挤压工艺即可。 二、铝合金型材壁出现下凹或上凸的弓形面 1、空心铝合金型材壁下凹弓形面产生原因：模芯工作带低于下模模孔工作带，模芯工作带的有效长度过短所引起。 修正方法：在模芯和下模之间放置隔环，使模芯工作带在受力状态下与下模模孔定径带等高。同时，在下模的出口部位减掉同一厚度。 2、空心铝合金型材壁外凸产生原因：模具使用时间过长，模芯工作带严重磨损，出现沟槽，加大了摩擦阻力，金属流动缓慢引起空心型材壁外凸。 修正方法：如果型材壁厚公差允许的话，可以锉修或打磨模芯的工作带表面，降低摩擦阻力;如果模芯工作带磨损程度很严重，且型材壁厚已达到上偏差时，可将模子预热到300℃左右，补焊模芯外形，再锉修到要求尺寸并抛光后使用;如果模芯工作带没有被磨坏，则锉一锉模芯工作带外侧阻碍处和内侧的滞留处即可。 三、铝合金型材表面条纹 挤压型材外表面出现条纹，在阳极氧化后表现更为明显。该缺陷多见于型材壁厚差大的部位、分流桥下金属的焊合部位和内侧带有“枝杈”处及螺纹孔处的背面上。 产生原因：
铝合金挤压型材常见缺陷及其解决办法
(液压英才网豆豆转载6063铝合金型材以其良好的塑性、适中的热处理强度、良好的焊接性能以及阳极氧化处理后表面华丽的色泽等诸多优点而被广泛应用。但在生产过程中经常会出现一些缺陷而致使产品质量低下,成品率降低,生产成本增加,效 益下降,最终导致企业的市场竞争能力下降。因此,从根源上着手解决6063铝合金挤压型材的缺陷问题是企业提高自身竞争力的一个重要方面。笔者根据多年的铝型材生产实践,在此对6063铝合金挤压型材常见缺陷及其解决办法作一总结,和众多同行交流,以期相互促进。 1划、擦、碰伤 划伤、擦伤、碰伤是当型材从模孔流出以及在随后工序中与工具、设备等相接触时导致的表面损伤。 1.1主要原因 ①铸锭表面附着有杂物或铸锭成分偏析。铸锭表面存在大量偏析浮出物而铸锭又未进行均匀化处理或均匀化处理效果不好时,铸锭内存在一定数量的坚硬的金属 颗粒,在挤压过程中金属流经工作带时,这些偏析浮出物或坚硬的金属颗粒附着在工 作带表面或对工作带造成损伤,最终对型材表面造成划伤; ②模具型腔或工作带上有杂物,模具工作带硬度较低,使工作带表面在挤压时受 伤而划伤型材; ③出料轨道或摆床上有裸露的金属或石墨条内有较硬的夹杂物,当其与型材接 触时对型材表面造成划伤; ④在叉料杆将型材从出料轨道上送到摆床上时,由于速度过快造成型材碰伤; ⑤在摆床上人为拖动型材造成擦伤; ⑥在运输过程中型材之间相互摩擦或挤压造成损伤。 1.2解决办法
①加强对铸锭质量的控制; ②提高修模质量,模具定期氮化并严格执行氮化工艺; ③用软质毛毡将型材与辅具隔离,尽量减少型材与辅具的接触损伤; ④生产中要轻拿轻放,尽量避免随意拖动或翻动型材; ⑤在料框中合理摆放型材,尽量避免相互摩擦。 2机械性能不合格: 2.1主要原因 ①挤压时温度过低,挤压速度太慢,型材在挤压机的出口温度达不到固溶温度,起不到固溶强化作用; ②型材出口处风机少,风量不够,导致冷却速度慢,不能使型材在最短的时间内降到200℃以下,使粗大的Mg2Si过早析出,从而使固溶相减少,影响了型材热处理后的机械性能 ③铸锭成分不合格,铸锭中的Mg、Si含量达不到标准要求; ④铸锭未均匀化处理,使铸锭组织中析出的Mg2Si相无法在挤压的较短时间内重新固溶,造成固溶不充分而影响了产品性能; ⑤时效工艺不当、热风循环不畅或热电偶安装位置不正确,导致时效不充分或过时效。 2.2解决办法 ①合理控制挤压温度和挤压速度,使型材在挤压机的出口温度保持在最低固溶温度以上;