现代模具设计、制造、调试和维修实用手册07a.pdf

第七篇 轻工模设计 第三节 铝型材挤压模具的结构要素与设计原则 一、模具结构要素的设计 模具的典型结构要素是指挤压模的外形结构和截面形状。下面仅以铝合金挤压 中最基本和使用最广泛的平面模和锥形模为例，对其典型结构要素，如模角 、定径 ! 带长度 、入口圆角 、出口直径 、外形尺寸进行简要分析。 ! # ! 模角 模角 是指模具轴线与其工作端面之间所构 ! 成的夹角，见图 平模的模角 等于 ，其特点是 # $ # $ % ! ’( 在挤压时形成较大的死区，阻止铸锭表面的杂质、缺陷、氧 化皮等流到制品的表面上，可获得良好的制品表面，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。采用平模挤压时，消耗的挤压力较 大，模具容易产生变形，使模孔变小或者将模具压塌，特别 是在挤压某些高温、高强的难变形合金时，上述现象更明 显。从减少挤压力，提高模具使用寿命的角度来看，应使用锥形模。根据模角!与挤 压力的关系，当 ) *+( , -’( 时，挤压力出现最小值。但是当 ) *+( , +’( 时，由于死区 ! ! 变小，铸锭表面的杂质和脏物可能被挤出模孔而恶化制品的表面质量。因此，挤压铝 合金用锥形模的模角应大于+’( ，一般可取++( , -+( 。应该指出，随着挤压条件的改 变，合理模角也会发生变化。如在静液挤压时，随着挤压系数的变化，模角可在 !+( （小挤压系数）到 （大挤压系数）之间波动。静液挤压时，模具的模角比正常挤压时 *’( 要小的主要原因是工具与金属之间的摩擦力较小。不同工作介质的摩擦应力也不一 样，因此，其合理模角也会发生变化。 为了兼顾平面模和锥形模的优点，出现了平锥模和双锥模。双锥模的模角为! ! ) -’( , -+( ， ) !’( , *+( 。但在挤压铝合金时，为了提高挤压速度，最好取 ) !’( , ! ! . . !% 。 ( 此外，还采用流线模、平流线模和碗形模等，这些模具的模角是连续变化的。 挤压铝合金型材大多采用平面模，因其加工比较简单。锥模主要用来挤压铝、镁 合金管材。碗形模主要用于润滑挤压和无残料挤压。 定径带长度 和直径 定径带又称工作带，是模具中垂直模具工作端面并 . ! # 用以保证挤压制品的形状、尺寸和表面质量的区段。 ·!.%- · 第七章 铝型材挤压模设计 设计 的基本原则是，在保证挤压制品不超出图样规定公差的条件下，尽量延长 ! 模具的使用寿命。影响制品尺寸的因素很多，如温度、模具材料、被挤压金属材料、制 品形状和尺寸、拉伸矫直量以及模具变形情况等，在确定模具定径带直径时，一般应 根据具体情况着重考虑其中的一个或几个影响因素。 定径带长度 过短，制品尺寸难于稳定，易产生波纹、椭圆等废品，同时，模具易 磨损，会大大降低模具的使用寿命；但 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。 应根据挤压机的结构（立式或卧式）、被挤压金属材料、产品的形状和尺寸等因 素来确定。在立式挤压机上挤压管材时，一般 ；挤压镁合金时，一般 的