铝型材挤压模具知识.doc

铝型材挤压模具知识 所谓挤压，就是对放在容器（挤压筒）中的锭坯一端加以压力，使之通过模孔成型的一种压力加工方法。 1.1.1 沿型材长度方向断面不变的实心型材挤压 按金属制品相对于挤压杆运动方向可分为： 1） 金属正向流动的挤压 2）金属反向流动的挤压 通过挤压筒传递压力 通过坯料传递压力 同上图，运动构件不同 3）正向和反向的联合挤压 挤压筒、坯料、模具都参与先后运动形成挤压 1.1.2 空心型材挤压可分为： 1）固定针挤压 2）随动针挤压 无缝管材正向热挤压 （a）固定针挤压；（b）随动针挤压 1－挤压杆；2－挤压垫；3－挤压筒；4－挤压模；5－锭坯；6－挤压制品；7－挤压针 3） 焊合挤压 焊合管材、空心型材正向热挤压 1－挤压杆；2－挤压垫；3－挤压筒；4－上模；5－下模；6－锭坯；7－挤压制品 1.1.3 阶段变断面实心型材的挤压 用三个可拆卸模挤压阶段变断面型材的示意图 a－挤压基本型材部分；b－挤压过渡区；c－挤压大头部分 优点： 1）具有比轧制更为强烈的三向压应力状态图，金属可以发挥其最大的塑性。因此可以加工用轧制或锻造加工有困难甚至无法加工的金属材料。也可以用挤压法先对锭坯进行开坯。 2）还可以生产断面极其复杂的，以及变断面的管材和型材。 3）具有极大的灵活性。在同一台设备上能够生产出很多的产品品种和规格。只需要更换相应的模具就可。 4）产品尺寸精确，表面质量高。 缺点： 1）金属的固定废料损失较大，要留压余和有挤压缩尾。 2）加工速度低。 3）工具消耗较大。 挤压法非常适合于生产品种、规格和批数繁多的有色金属管、棒、型材，以及线坯等。在生产断面复杂或壁薄的管材和型材，直径与壁厚之比趋近于 2 的超厚壁管材，以及脆性的有色金属和钢铁材料方面，挤压法是唯一可行的压力加工方法。 发展概况： 目前的型材品种已经达到 50000 多种，其中包括各种具有复杂外形的型材、逐渐变断面型材和阶段变断面型材、大型整体带筋壁板及异形空心型材。挤压型材的最大宽度可达 2500 mm，最大断面积可达 1500 平方厘米，最大长度可达 25～30 m，最重可达 2 t左右。超高精度的型材，最薄壁厚已达 0.5 mm，最精公差可达±0.0127 mm。薄壁宽型材的宽厚比可达 150～300 以上，带孔空心型材的孔数可达数十个之多。 2.1 不同挤压阶段金属流动特点 挤压时金属流动情况可分为 3 个阶段。 a 阶段为开始挤压阶段（填充挤压阶段） b 阶段为基本挤压阶段（平流挤压阶段） c 阶段为终了挤压阶段（紊流挤压阶段） 挤压时坐标网格变化示意图 A处为缩尾 a－开始挤压阶段；b－基本挤压阶段；c－终了挤压阶段；d－压缩锥出口处主延伸变形图；e－制品断面上主延伸变形图；f－主延伸变形沿制品轴向上的分布：Ⅰ-中心层；Ⅱ－外层 简要说明： 在挤压金属流动的过程中，由于受到外摩擦、锭横截面温度分布、金属强度、变形程度、挤压设备等因素的影响，挤压时金属流动不均匀总是绝对的。为便于分析，用网格线的流动来模拟金属流动，并利用网格线状态来说明金属流动的不均匀性。 金属挤压过程中，可以进行以下分析： 1）网格线顶点间的距离关系 L89 L78 L67...... 2）挤压终了时，产生缩尾； 3）锭纵剖面上，纵向线进入变形区压缩锥时，发生方向相反的两次变形，其弯角由外层向内逐渐减少，而中心线的纵向线不发生变形； 4）在变形区内，横向线弯曲，中心部分超前，越接近出口面其弯曲越大。 5）存在两个难变形区，一般称为死区。 2.2 影响金属流动因素 a 挤压方法 a－正向挤压；b－反向挤压；c－活性摩擦挤压 一般来说，反向挤压比正向挤压流动均匀，润滑挤压比不润滑挤压流动均匀，冷挤压比热挤压流动均匀，有效摩擦挤压比其它挤压方法流动均匀。 b 接触摩擦与润滑 正向法挤压铝合金时铸锭中的金属的变形 a－润滑挤压（平面模）；b、d－无润滑挤压（平面模）；c－无润滑挤压（锥形模） 挤压时流动的金属与工具间存在接触摩擦力，其中以挤压筒壁上的摩擦力对金属流动的影响最大。接触摩擦力对金属的流动均匀性起不良的影响。但是，在某种情况下，可以有效地利用金属与工具之间接触摩擦作用来改善金属的流动。在设计模孔时利用不同的工作带长度对金属产生不同的摩擦作用来调节型材断面上的各部分的流速。 c 挤压工模具 同模角对金属流的影响 a-α=90°;b-α=75°;c-α=60°;d-α=45°;e-α=30° 挤压工模具的结构形状，