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铝型材舌型模具结构设计特点
内容来源:http://www.apas.net.cn/    作者:武将    发布日期:2021-07-12 08:45    阅读次数:61 次 点击收藏

舌型模具的设计结构要素比较复杂,为了简便起见,仅以下图为例,对其主要要素进行分析;


舌型模具的结构要素分析图


(1)模桥的断面形状

模桥的断面形状根据舌型模具的结构和铝型材形状而定,一般常采用梭子形、棱形和水滴形三种;

①梭子形舌型模具模桥的优点是在挤压过程中残料容易分离,抗剪强度较高;

②棱形模桥的优点是桥高可降低,但分离残料后模凹处的焊合室中的金属保留得过多,会影响铝型材质量;

③水滴形舌型模具模桥是一种最理想的模桥形式,其优点是易于分离残料,型材质量良好,模桥的强度高,因此应用得比较广泛;为了获得良好的水滴形,Hb应保持一定的比例关系,对于空心铝型材来说,H/b1.5~2.0之间为最佳;

桥根部的圆弧R对桥根的强度影响很大,因此,应选择适当,一般来说,R=H-r较为合适;


(2)桥高h

桥高h决定挤压残料的高度,一般取残料高度等于(1.5~2h,因此若h过大,使残料增加,直接影响成品率,分离残料也比较困难,所以h应尽可能取下限;但当h取得过小时,在高压下模桥易弯曲,甚至被剪断;根据生产实践证明,内径为φ20~70mm的管材舌型模具,模桥高度可由以下公式求得:

H=1.5~2d

式中

h—模桥的高度

d—舌头直径(相当于管材内径);


1.5~2为系数,对于内径较大的管材取下限;用于挤压空心型材(如铰链型材)的舌型模具,模桥高度h可取40~50mm,对于形状比较复杂的空心型材来说,舌型模具模桥高度应根据不同情况而定;


桥孔高度h2h1直接影响模桥的强度,以及空心铝型材的焊缝质量和成品率;h2愈大时,则焊缝质量愈好,但当桥高h一定的情况下,会相对地削弱模桥的强度,若h也相应增大,又会影响铝型材的成品率,因此,可将h1设计成负值或0,即将焊合室从模具外边移到模具里面,采用半埋入式或埋入式舌型模具;


(3)模桥宽度L

模桥宽度L根据已选定的挤压筒内径来确定,L应比挤压筒内径稍小一点,以便于在筒内自由的往复运动,一般取:

L=Do—(2~3mm

式中

L—桥宽,mm

Do—挤压筒内径,mm


在确保模桥根部有足够强度,不致因分离残料时模桥被拉断的情况下,模桥的宽度L应尽量取大一些,这对焊缝质量和空心型材的尺寸精度都有好处;


(4)模桥厚度b

模桥厚度b对模桥的强度和铝型材焊合质量有一定的影响,对于管材内径为φ20~70mm的舌型模具来说可取:

B=d

式中

b—模桥厚度,mm

d—舌头直径,mm


对于空心型材来说,根据具体情况b可大于或小于舌头的厚度;


(5)焊合室(或模凹度)

模桥下边舌头根部所形成的凹度形状叫做焊合室或桥凹度;焊合室是获得高强优质焊缝的关键部位,其作用在于保证在模桥下聚集有足够的金属,使焊合室中建立一个超过被挤压金属屈服强度10~15倍的高静水压力,以便被模桥所劈开的若干股金属流在高温高压下能重新焊合起来;


焊合室的大小与管材的壁厚和内径或型材的断面积和形状有关,管壁越厚,内径越大,则焊合室就应越大,但不应影响模桥的强度;当管材内径为70mm,壁厚为10mm时,可取焊合室为15mm,当管材内径为20mm,壁厚为2.5mm时,可取焊合室高度为6mm左右;


焊合室的高度与挤压筒直径的关系
挤压筒直径/mm
115
130
170
200~270
300以上
焊合室高度/mm
10
15
20
30
40

焊合室的高度还与挤压筒的直径有关,如上表所示;当挤压形状复杂的不对称铝型材或壁厚不等的型材时,为了均衡金属流速,应根据具体情况调整焊合室的体积;


(6)模具

模具结构如下图所示,它与舌模模套组装在一起形成一个完整的舌型模,模具高度与模套的高度相同,模具的外径应比铝型材的最大外接圆大8~25mm


模具结构图


模孔尺寸的确定原则与普通管材和型材模孔尺寸的确定原则基本相同,但模孔工作带的设计方法与普通模具略有区别,因为在工作带的有效长度范围内,随着工作带长度的增加,焊缝和基本金属的强度都增加,所以为了保证焊合质量,舌型模模孔的工作带比一般模具要长些,而且在入口侧做成1°左右的锥角;在挤压空心铝型材时,位于桥下部分的工作带长度应比其它部分的短一半,以平衡金属的流动;此外,为了均衡金属的流速,舌型模具的设计也可以采用不等长的工作带、阻碍角、促流角或者多孔排列等方法;


(7)舌头的设计

舌头(针)的断面尺寸与普通管材的穿孔针或空心铝型材的芯头的设计方法相同;舌头的长度稍伸出模孔工作带即可,针过长,易使管材或空心型材产生偏心,或划伤产品内表面,但舌头过短,又易使管材出现椭圆或造成型材变形;一般来说,对于小吨位挤压机,舌头伸出工作带的长度可取2~4mm,对于大吨位挤压机可达10mm;舌头的总长可取焊合室深度、模子入口圆锥部分高度、工作带长度、舌头伸出工作带长度之总和;


为了保证内表面质量,在舌头的端部可做成5°的倾斜度,并倒R=0.5mm的圆弧;


(8)舌头模加工的技术要求

舌头模的外形和内腔都比较复杂,对空心铝型材和管材的尺寸精度和内表面质量要求也比较高,所以在加工舌型模具时应满足如下技术要求:

①舌头与模孔的表面粗糙度应在Ra=0.8μm以上;

②各圆弧拐点处应均匀圆滑过渡,不应出现棱角;

③舌头与模孔应严格对中,与挤压中心线的偏移度不得大于0.5mm

④模具与模套应在组装后共同研磨;

⑤热处理后的硬度应在HRC48~52之间;

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