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阶段变断面铝型材模具的结构要素与设计特点
内容来源:http://www.apas.net.cn/    作者:武将    发布日期:2021-07-19 08:40    阅读次数:115 次 点击收藏

1. 结构要素

用两套分瓣模具分步挤压型材部分和大头部分的方法,是挤压阶段变断面铝型材最常用的方法,在挤压过程中要保持一定的完整性和稳定性,即在挤压时尺寸不发生任何变化,因此,模具的外形结构和尺寸与一般型材模具不同,而应适合于阶段变断面型材挤压的特点;阶段变断面型材模具的外形结构和尺寸如下图所示;

阶段变断面铝型材模具的外形结构图

(阶段变断面铝型材模具的外形结构图)

 

为了方便更换模具,可拆开的型材模具的厚度应比尾端模具的多20~30mm;为使模具在拆换过程中操作方便,在每瓣型材模快背后均钻有一个φ20~30mm的孔;

 

为了保持模具在挤压过程中的完整性,采用前后锥角同时配合的方法,其前锥角为10°,与挤压筒衬套相配合,其后锥角为4°,与压型嘴(模支承)相配合,并应相应设计一套挤压阶段变断面铝型材专用的压型嘴和挤压筒内套;

 

压型嘴(模支承)的出口尺寸与形状应与阶段变断面型材大头部分的形状相似,在保持大头能顺利通过的条件下,其尺寸应尽量缩小,以提高模孔尺寸的稳定性;

 

应合理选择和加工模具的线性配合尺寸h,当尺寸h超过上偏差时,模具不能组成理想的整体,挤压出的铝型材尺寸可能超差;当尺寸h超下偏差时,虽然模具能组成一个理想的整体,但拆卸模具时将造成很大困难;因此,尺寸h的加工偏差应小于0.1mm;


阶段变断面铝型材模具的外形尺寸
挤压机/MN
挤压筒φ/mm
模具种类
模具尺寸/mm
φ1
φ2
φ3
φ4
φ5
φ6
19.6
200
型材模
225
200
216
125
93
尾端模
225
216
205.4
105
93
19.6
170
型材模
195
170
187
125
93
尾端模
195
187
105
93
12.25
130
型材模
195
130
187
175
110
82
尾端模
195
187
133
95
82

2. 模具分模面的确定

型材模具分瓣形式和分瓣块数根据铝型材形状来确定;分模面的位置应当是便于拆卸和安装,既能保证铝型材的尺寸,又不损伤铝型材的表面;型材模具一般可分成三瓣或四瓣;对于“工”形型材来说,为了方便卸模,其上下平面应做成1°~2°的倾角,即拔模角;

 

大头(尾端)模具的模孔形状应与型材相似,分瓣的形式应便于装卸,不损伤铝型材表面,一般来说,尾端模具可分成左右对称的两瓣;

 

3. 过渡区的设计

在型材模具上有一段长约50mm的连接大头和基本型材断面的过渡区,其入口尺寸小于尾端模孔尺寸(沿周边缩小2mm),而用均匀圆滑过渡的曲线与基本型材模孔相连;下图1为带有过渡区的“⌒”形型材的型材模孔立体剖视图,下图2为“工”形型材模的过渡区,50mm为过渡区深度;如过渡区入口与型材模孔之间连接圆弧的曲率半径R较小时,将形成一段死区,如a~a剖面Ⅱ侧所示;可能在型材过渡区出现粗晶;为了减少这种粗晶的出现,可把过渡区连接圆弧的曲率半径R增大,使之近似等于金属的自然流动角如a~a剖面之Ⅰ侧所示;

阶段变断面铝型材模具立体剖视图

(阶段变断面铝型材模具立体剖视图)

 

4. 模孔尺寸的确定

影响阶段变断面型材模和尾端模的模孔尺寸与工作带长短的因素及计算原则,与普通型材模具的基本相同;但是考虑到变断面模具的结构特点,其模孔尺寸均应比普通型材模具小0.1~0.2mm;为了保证大头部分挤压时的金属流动均匀性,以减少其对型材部分根部的影响,尾端模具的工作带长度可在很宽的范围内变化(2~25mm);

 

模孔尺寸的具体计算方法可参照以下公式进行,外形轮廓尺寸、高度H和宽度B的计算方法与一般型材模具相同;

B1=B1+μ)+K

H1=H1+μ)+K

式中

B1H1—分别为模孔尺寸;

B、H—分别为铝型材尺寸;

μ—综合修正系数,考虑到热收缩量、拉矫变形量、模具本身的弹塑性弯曲等因素的影响,对铝型材来说取0.7%~1.0%

K—尺寸正公差;

b1=b+K

式中

B1—模孔尺寸;

B—铝型材壁厚尺寸;

K—尺寸正公差;

扩孔尺寸l1

l1=l-1/2K

式中

L1—扩孔口模孔尺寸;

L—铝型材扩口处尺寸;

K—扩口尺寸正公差;

 

5. 专用支承垫和专用导路

可根据铝型材的形状,设计几种典型的专用支承垫;专用支承垫的出口尺寸和形状应当与尾端模相似,但在保证尾端部分能顺利通过的情况下,出口尺寸应尽量设计得小一些,以提高铝型材尺寸的稳定性;

 

为了防止在挤压过程中型材产生扭拧弯曲等缺陷,与生产普通铝型材一样,应配上相应导路,阶段变断面型材的导路多为方形可拆卸式的,上盖可用活动销钉固定,便于生产;为了保证型材模具和尾端的同心度与尺寸稳定性,阶段变断面铝型材应采用专用挤压筒挤压,专用挤压筒与挤压模具接触一端应设计两个锥度;10°锥与模具配合用,而15°锥与压型嘴配合用,这样能保证挤压筒与模具之间的紧密配合;防止挤压过程中金属从缝中流出;

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