当前位置：文档之家 › 课程设计(论文)-铝合金型材挤压工艺及模具计算

课程设计(论文)-铝合金型材挤压工艺及模具计算

  • 格式：doc
  • 大小：426.00 KB
  • 文档页数：28

现有设备
500T Φ95 7085 Φ90x270/320
10
800T Φ125 12266 Φ120X400/450
1630T Φ187 27451 Φ178X540/600/660
铝合金型材挤压工艺及模具计算
冷床长 填充系数 压余厚 最大挤压比 加 工 范 围 最大外接 圆直径
26m 1.114 20 97.4
成材率 W 制/Wd (％)
1 2 3 4 5
φ125/ φ125/ φ187/ φ187/ φ187/
120 120 178 178 178
400 450 540 600 660
12.20 13.73 36.30 40.30 44.40
1.085 1.085 1.104 1.104 1.104
369 415 485 544 598
2
铝合金型材挤压工艺及模具计算
课程设计评语: 课程设计评语
成绩: 成绩
设计指导教师_________ 设计指导教师 _____年_____月____日 年 月 日
3
铝合金型材挤压工艺及模具计算
目录
一: 绪论………………………………………………………5 二: 总设计过程概论…………………………………………8 三: 实心型材模设计…………………………………………10 四: 空心型材模设计…………………………………………19 五: 后记………………………………………………………28
4
铝合金型材挤压工艺及模具计算
一绪论
铝被誉为仅次于钢铁的第二大金属， 由于具有密度低、 强度适中、 加工性能好等一系列优点，被广泛应用于建筑、包装、交通运输等行 业，铝及铝材的消费已经成为一个国家工业发展水平的重要标志。近 年来工业铝型材应用于交通行业呈上升趋势。 铝合金在国民经济中起着非常重要的作用。 随着科学技术的进步 和现代经济的高速发展， 铝合金型材正向着大型整体化、 薄壁扁宽化、 尺寸高精化、形状复杂化、外廓美观化的方向发展，品种规格不断增 多，应用范围不断拓展，已由民用建筑门窗型材为主体推广到了航天 航空、汽车船舶、交通运输、电子电力、石油化工、机械制造、家用 电器等各行各业和人民生活各个方面。据不完全统计，目前世界上每 年需要的大型铝合金型材约4o万吨，而且增涨势头不减。为了适应这 种市场需求趋势，各国都在加速建设重型挤压机或大型材挤压生产 线。近年来，随着科技的进步和经济的发展，特别是交通运输的现代 化、高速化和轻量化，需要大量的大型特种型材。为了实现大型材国 产化，国家投入了大量的人力、物力和财力进行研究开发，除了将西 南铝原有的80MN卧式水压机改造成一条具有现代化水平的油压机生 产线外，辽源麦达斯公司于2001年又建成了一条75MN卧式油压挤压 机生产线。此外，天津Corus公司的一台55MN卧式油压机生产线已于 1999年投人生产。正在建设或计划建设60MN以上的卧式油压机生产 线的有山东的丛材铝业、南山铝业，辽宁的忠旺铝业，广东的兴发铝
5
铝合金型材挤压工艺及模具计算
业等，到2005年左右这些挤压生产线建成投产后，我国大型铝合金型 材的生产能力可达10万吨／年以上，完全可以满足国内市场的需求， 并可部分出口。 大型特种铝合金型材之所以能获得如此高速发展和广 泛应用，主要是由于具有许多独特的优点，能满足市场的各种需求。 然而，大型特种铝合金型材是一种高难度的高新技术产品，除了必需 配备80MN以上的重型挤压机外，尚需解决一系列关键技术问题。 铝材在挤压过程中，如挤压模具不是很好或模具挤压铝材过多， 铝材表面会产生挤压痕，用手可能触摸到铝材表面不平，因此，在现 代化大生产中实施挤压加工技术，其成败的关键是模具， ，模具设计 以及其质量，事关产品的质量，成本。 在挤压设计的过程中挤压工艺条件： 应考虑挤压温度、 挤压速度、 润滑、模具（种类、形状、尺寸等） 、切压余、淬火、冷却、切头切 尾等多方面的因素。其中，选择挤压筒直径 D0 是一个最核心的问 题，有以下的选择原则： 1）保证产品表面质量原则 2）保证挤压模强度的原则 3）保证产品内在质量的原则 4）经济上的优化原则－生产成本最低；成材率最大；产量最高。 这次的设计任务是设计一个实心型材和一个空心型材模， 实心型 材模采用单模，空心型材模采用分流组合模，挤压制品所有的材料是 6063。由于其强度高，质量轻，加工性能好，在退火状态下，该合金 有优良的耐蚀性及物理机械性能，是一种可以时效强化的 AL-Mg-Si
设备吨位 Φd1/d2 h1
500T Φ135/Φ145× 20～25 12
800T Φ165/Φ175× 25～30 12～13
1630T Φ250/Φ260× 30～40 12～13
25 25 30 30 30
18.723 18.723 41.90 41.90 41.90
6.44 7.30 19.06 21.53 23.80
0 76.69 87.38 78.71 71.44
最后选择成才率最高的 87.38％对应的方案 3
11
铝合金型材挤压工艺及模具计算
锭坯尺寸为：Dd * Ld=Φ178*540mm λ=41.90 α＝90° 3.挤压力的计算 根据经验系数公式 P=α*KF(㏑λ+4υL/D) F=A*P α表征挤压难易程度的经验系数，对于实心型材取α＝1.0～ 1.1,本设计取α＝1.1 P――为单位挤压力，MPa F――为最大挤压力, N A――挤压筒内孔的面积，mm2 λ――挤压系数 Kf－――材料在挤压温度下的变形抗力（查表） ，MPa υ――摩擦系数 L――铸锭敦粗后额长度，mm,即填充后长度 Le Kf 查表取 16 υ取 0.30 故 P=1.1×16(㏑ 41.90+4×0.30×485/187) =120.3175MPa F=120.3175*∏*187*187/4=3308285.52N 换算成吨位：约 337.58T
32m 1.085 25 82
பைடு நூலகம்
44m 1.104 30 73.6
Φ65
Φ95
Φ147
挤一根最 小制品断 面积 F 制 min
72
150
372
2.选坯和选设备 选坯和选设备 根据加工范围要求 制≥F 制 min,及 D 外≤D 外 max） 800T 和 1630T （F 有 的设备可用，按成才率最高的原则，进一步优化，计算列表 表4
序 D0 号 (F0) Dd
(mm)
Ld (mm)
单 重 wd
填充 系数 K
填充 后长 度 Le
压余 厚 hy (mm)
切压 余后 的有 效长 度 Ld 344 390 455 514 568
挤压比 λ
制品 长 L制 (m)
成 品 数 nx6 (m) 0 1 3 3 3
成品 重 W 制 (kg) 0 10.57 31.72 31.72 31.72
4）.挤压速度
挤压速度快虽然可以提高生产力， 但挤压速度过快会影响材料的 挤压性和使挤压温度过高，因此必须控制好挤压速度。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 40～60m/min。
8
铝合金型材挤压工艺及模具计算
5).工模具的润滑 5).工模具的润滑
因本设计采用热挤压，故不采用润滑。
6
铝合金型材挤压工艺及模具计算
系合金，广泛应用于基础性建筑行业以及一些机械制造业。其化学成 分表示如下: 6063AL 的成分: GB/T3190-1996： 表1 牌号 Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti
其它元素 每 种 总 量
6063
0.2 ～ 0.6
≤ 0.35
0.10
0.1
0.45 ～ 0.9
材料与能源学院 学院金属材料工程专业 学院 专业 题目: 一. 题目 铝合金型材挤压工艺及模具设计 设计基本内容: 二. 设计基本内容 设计一件实心型材制品和一件空心型材制品的工艺工艺 过程及模具设计,包括挤压工艺参数,模具结构,制造工艺等要 求 完成后应缴的资料: 三. 完成后应缴的资料 课程设计说明书一份 实心型材模 AUTOCAD 图 空心型材模上模 AUTOCAD 图 空心型材模下模 AUTOCAD 图 空心型材模上下模 AUTOCAD 装配图 设计完成期限: 四. 设计完成期限 2005 年 6 月 14 日------2005 年 6 月 24 日 指导老师 袁鸽成 签发日期___________ 指导老师_袁鸽成 签发日期 老师 教研室主任_______批准日期 批准日期___________ 教研室主任 批准日期
设备吨位 Φ1×Φ2×H H2 H3 500T 800T 1630T Φ160 × Φ180 Φ210 × Φ250 Φ310 × Φ350 ×190 ×240 ×340 80～90 90～100 110～150 50～60 50～60 60～80
挤压模具的尺寸如下表 表6
13
铝合金型材挤压工艺及模具计算
8).淬火 8).
本工艺过程中，采用在线淬火，制品挤出后可通过设置风扇对制 品进行吹风来达到风淬的目的。
9）.冷却
直接露置在空气中冷却，达到自然时效的目的。
10）.切头尾 10）
本工艺过程统一去头尾各 300mm～500mm。
9
铝合金型材挤压工艺及模具计算
三.实心型材模设计 实心型材模
1.所要设计的实心型材制品 1.所要设计的实心型材制品 所要设计的实心型材 本制品的形状和尺寸如下 图1
12
铝合金型材挤压工艺及模具计算
F=337.58T＜额定吨位 1630T，设备选择符合要求，即理论技术可行 4.实心型材模具体结构设计 4.实心型材模具体结构设计 实心型材模具体结构 模组的结构如下图 图2
1.模子 2.模垫 3.前环 4.后环 5.保护垫板 6.前机架 7.模座 8.模套 9.剪刀 10.挤压筒 模组的结构： 对于不同吨位的挤压机，下图中的主要结构尺寸都是配套设置的， 可以从有关资料中查得。模组的主要结构尺寸如图 3 模组尺寸如下表 表5

合集下载

浅述铝合金拉杆的挤压工艺及模具设计

浅述铝合金拉杆的挤压工艺及模具设计

浅述铝合金拉杆的挤压工艺及模具设计1 引言高压开关产品零件品种多、改型频繁，拉杆是LW8-35SF6型户外断路器中的关键零件，要求具有较高的导电、导热性能和良好的力学性能，以降低能耗和提高产品的牢靠性铝合金材料不仅导电导热性好、力学性能优良，而且比强度高、密度小，因而在高压电器零部件的制造中，除采纳铜及其合金外，大量采纳铝合金。

讨论表明，对于综合性能要求较高的一类功能件，如拉杆、接头、导体、触头座等，一般采纳铝合金挤压棒(管)经切削加工制成，2A50 合金就是其中常用材料之一。

2A50合金在热态下具有良好的可塑性，可通过铸造、挤压等变形工艺改善组织，提高性能，且可以热处理强化，工艺性较好，因而成为高压开关类零部件的首选材料。

拉杆的挤压件如图1所示，传统上采纳棒料直接切削加工而成，材料的利用率一般在16%-40%，铺张严峻、效率低。

新工艺采纳杆部反挤头部正挤的复合热挤压方法，能使坯料尺寸精度大幅度提高，毛坯重量减轻72%以上，产品的导电率、硬度及强度等完全达到设计标准。

2 拉杆热挤压工艺分析拉杆零件材料为2A50(LD5) 合金，属于A1-Mg-Si-Cu系，具有良好的锻造性能，在热态下易变形，且抗蚀性能、焊接性能和切削性能良好，中等强度，塑性很好闭。

在生产过程中，将圆柱形毛坯表面涂上水剂石墨，然后感应加热至490℃，放入组合凹模的模具中挤压成形。

工作前把模具预热至250℃左右，每次挤压前，需向模腔喷洒润滑剂。

挤压变形后可进行固溶时效热处理，以提高其硬度，固溶温度为(5155)℃，时间为3h，时效温度为(1605) ℃，时间为5h。

拉杆挤压可以采纳正挤压或反挤压的方法成形杆部。

由于拉杆变形程度大，且杆部长径比大于7，正挤压时，金属的流淌方向与凸模运动方向相同，坯料与凹模之间存在摩擦力，则挤压力中不仅有变形力，还包括该摩擦力。

在坯料与凹模温度过高及润滑不良时，因坯料与凹模之间有相对运动，会进一步增大挤压力。

铝合金外壳反挤压工艺及模具设计

铝合金外壳反挤压工艺及模具设计


模具零件尺寸的强度， 同时， 也是选择压力机吨位的
重要数据。
铝合金外壳反挤压力可按下式计算
Ｐ＝ｑ·Ｎ
式中 Ｐ— ——反挤压力， Ｎ
ｑ— ——单位 挤压力， Ｎ／ｍｍ２。查 资 料 得 ｑ＝８００Ｎ／
ｍｍ２
Ｆ— ——挤 压 的 作 用 面 积 ， ｍｍ２。 经 计 算
Ｆ
＝
! ４
×
４０２＝１２５６ｍｍ２
４ 模具结构设计
外壳反挤压件的好坏与反挤压模具的设计质量 有直接的关系， 合理的模具结构型式是制造合格反挤 压件的关键技术之一。因此， 根据具体的零件形状、尺 寸及材料， 必须要正确、合理地设计模具结构。按照如 上的工艺分析， 采用反挤压模具结构是最佳的设计方 案， 现介绍如下：
４．１ 反挤压模具 外壳反挤压模具结构如图 ３ 所示。该模具由上、
Ｂａｃｋｗａｒ ｄ Ｅｘｔｒ ｕｄｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｄｉｅ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ Ａｌｕｍｉｎｉｕｍ Ａｌｌｏｙ Ｃａｓｉｎｇ
【Ａｂｓｔｒ ａｃｔ】Ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ａｌｌｏｙ ｃａｓｉｎｇ ｗｉｔｈ ｂａｃｋｗａｒｄ ｅｘｔｒｕｄｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｒｅｐｌａｃｉｎｇ ｍｕｌｔｉ － ｐａｓｓ ｉｒｏｎｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｒｅ ｍａｒｒａｔｅｄ． Ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｓ ｃｏｎｄｕｃｔｅｄ， ｔｈｅ ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ ｐａｒｔ ｉｓ ｆｏｒｍｕｌａｔｅｄ， ｔｈｅ ｂｌａｎｋ ｄｅｍｅｎｓｉｏｎ ａｎｄ ｔｈｅ ｂａｃｋｗａｒｄ ｅｘｔｒｕｄｉｎｇ ｆｏｒｃｅ ａｒｅ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ｃａｓｉｎｇ． Ｔｈｅ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｂｌａｎｋ， ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｂａｃｋｗａｒｄ ｅｘｔｒｕｄｉｎｇ ｄｉｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｉｎ ｐａｒｔ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ａｌｕｍｉｎｉｕｍ ａｌｌｏｙ ｃａｓｉｎｇ； ｂａｃｋｗａｒｄ ｅｘｔｒｕｄｉｎｇ； ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ； ｄｉｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
铝合金盖体挤压铸造工艺与模具设计

铝合金盖体挤压铸造工艺与模具设计


田福祥
［"］ 保压时间
在保证制件成形密致和完全结晶凝固条件下， 保压 时间愈短愈好。一般挤压铸造的保压时间大约是金属 模重力浇注的 ’ 7 %。保压时间与铸件的断面最大厚度 有关， 一般为 & " + , ’ 8 7 66。例如制件最大壁厚为 !& 最大保压时间不超过 !& 8， 最小保压时间不低于 ’! 66， 此件需保压 %1 , 91 8。 8。按图 ’ 铸件的最大壁厚计算， !"% 浇注温度 通常根据金属的液相线温度和凝固范围确定合适 的浇注温度。在挤压铸造铝镁合金 #$%&’ 时， 浇注温度 选择在 +1& , :&& ; 较合适。 !"&
3.期刊论文 郭国文.陈维平.李元元.罗宗强 新型高强韧铝铜系合金的挤压铸造 -特种铸造及有色合金2003,""(z1)
为实现某种重载车辆负重轮的"以铸代锻",进行了负重轮简约化缩小模型挤压铸造的试验研究.采用自行研制的一种新型铝铜合金,结合挤压铸造工艺,制得了负 重轮模型铸件.挤压铸造工艺参数为:比压50 MPa,浇注温度720～730 ℃,摸具温度250～350 ℃,开始加压时间7～10 s,保压时间8～15 s.热处理后铸件的组织、性 能和断口形貌的检测结果表明,挤压铸件的晶粒更为细小,组织更加致密,T5和T6热处理的力学性能分别为抗拉强度428、440 MPa,屈服强度360、395 MPa,伸长率 13.1%、11.3%.与重力金属型铸造相比,挤压铸造使铸件的力学性能得到明显提高.
规定的温度。为了稳定工艺参数， 保证产品质量， 组合 凹模设有冷却水道， 通过调节水流大小把模具温度控制 在一定的范围内。 冲头由型芯、 顶杆和模套组合而成， 以形成铸件的 复杂内腔。 对图 # 所示模具， 模套、 顶杆和凹模采用 ’FG#H-I 钢， 热处理硬度 JKF$$ L $-； 型芯采用 H(-FG$I。为了 提高模具的使用寿命， 模具的工作表面进行氮化处理。 氮化 层 厚 度 一 般 为 + & ’) 11、 氮化后硬度 + & $+ 11， JKF). L .+。 模具工作过程： 调整好模具， 模具工作表面充分润 滑后， 将熔化的合金液用浇勺浇入凹模， 下降上模进行 模压， 机床压力升至缺陷临界值压力时进行保压。保压 完成后， 上模抬起， 组合冲头带着铸件升至一定高度以 后， 扳动副油缸控制管路上的操纵阀， 使高压油进入油 缸上部， 通过活塞杆、 顶板、 顶杆和模套， 将铸件推离组 合模芯。将上下模工作部分润滑后， 扳回控制阀手把，
(数控模具设计)挤压模建筑铝合金型材(窗用)的模具设计

(数控模具设计)挤压模建筑铝合金型材(窗用)的模具设计

（数控模具设计）挤压模建筑铝合金型材(窗用)的模具设计建筑铝合金型材（窗用）的模具设计摘要为了适应不同的地区、不同系列、不同用途的门窗结构以及其他的建筑结构需要，建筑铝合金型材的品种繁多，规格的范围也是十分的宽广。

据不完全的统计，世界上已经出现了上万种建筑型材。

建筑铝合金型材一般采用挤压的方法得到，而挤压工模具对于实现整个的挤压过程是有着十分重要意义的。

工具和模具结构的合理性是实现任何挤压的工艺过程的基础。

因为工模具结构是传递挤压力以及使金属产生挤压变形的关键部件；模具是使产品成形，并保证正确的形状、尺寸以及精度的基本部分；同时模具是保证挤压产品的内外表面质量中最重要因素之一；并且在一定程度上，模具可以控制产品的力学性能和内部组织。

因此，合理的挤压模具设计可以说是实现挤压生产中高产、低耗、优质的最重要保证之一。

本文论述了铝合金挤压模具设计的现状与发展趋势，介绍了挤压模具设计的步骤和关键点。

结合型材的特点设计了模具的分流孔、分流桥、模芯、焊合室、模孔、工作带和空刀的结构与尺寸。

关键词：建筑铝合金型材；挤压模具设计；平面分流模Design of extrusion die for aluminum alloy section forwindows of buildingsAbstractIn order to adapt to different regions, different series and different uses of doors ,windows and other architectural structures’ needs, architectural aluminum profiles and the range of specifications is very wide. According to incomplete statistics, the world has been out of the tens of thousands kind of building profiles. Architectural aluminum profiles generally are used by extrusion, and extrusion tooling is great significance to the whole of extrusion process.The consistency of tool and die structure is the basis of achieving any foundation extrusion process. Because the die structure is the key components of passing extrusion pressure and producing metal extrusion; Mold is the essential part of ensuring product’s correct shape, size and precision; The same time, mold is the most important factors to ensure the surface quality of the inner and outer of extrusion product ; The mold can control the mechanical properties and internal organization. Therefore, reasonable extrusion die design is one of the most important assurance of achieving extrusion production high yield, low cost and high quality.This paper discusses the situation and development trend of aluminum extrusion die design, and introduces the steps and key points of extrusion die design. The paper design the structure and size of mold sections’diversion hole, split bridge, mold cores, welding chamber, the die hole, working part and empty knife.Key Words: Architectural aluminum profile；Design of extrusion die；Planar porthole die目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 模具在铝合金挤压生产中的重要作用与特殊地位 (1)1.3 国内外铝合金挤压模具技术的现状与发展趋势 (2)1.3.1铝合金挤压模具设计的现状 (2)1.3.2铝合金挤压模具技术的发展与趋势 (3)1.3.3国内外模具设计水平比较 (7)1.4 建筑型材的模具设计 (7)1.4.1铝合金民用建筑型材的特点 (8)1.4.2民用建筑型材模具设计特点 (8)1.4.3 建筑铝合金型材模具设计重点与难点 (8)第二章铝型材挤压工艺 (10)2.1 铝型材模具的设计原则 (10)2.1.1挤压模具设计时应考虑的因素 (10)2.1.2模具设计的原则与步骤 (10)2.1.3模具设计的技术条件及基本要求 (12)2.2 确定采用平面分流模的原则 (12)2.3 模具材料的选择 (13)2.3.1产品性能分析 (13)2.3.2挤压模具的工作条件 (14)2.3.3模具材料的合理选择 (15)第三章铝型材挤压模具设计 (17)3.1 制品的分析 (17)3.1.1 制品尺寸分析 (17)3.1.2 制品结构分析 (17)3.2 挤压设备的选择 (18)3.2.1 挤压系数 (18)3.2.2 填充系数 (19)3.2.3 挤压力的计算 (19)3.3 型材模具结构 (19)3.3.1 模具外径 (20)3.3.2 模具厚度 (20)3.4 上模设计 (20)3.4.1分流孔的设计 (20)3.4.2 分流桥的设计 (22)3.4.3 模芯的设计 (22)3.5 下模设计 (23)3.5.1焊合室的设计 (23)3.5.2模孔尺寸的设计 (25)3.5.3模孔工作带的长度确定 (28)3.5.4模孔空刀结构设计 (29)3.6 定位的设计 (29)3.6.1凸台的设计 (29)3.6.2定位销的选择 (30)3.6.3螺钉的选择 (30)3.7 强度校核 (30)3.7.1分流桥弯曲应力校核 (30)3.7.2分流孔道抗剪应力校核 (31)第四章零件图和装配图 (32)4.1上模 (32)4.2下模 (33)4.3装配图 (34)结论 (35)致谢 (36)参考文献 (37)第一章绪论1.1概述铝型材的挤压是指使铝合金的高温铸坯通过专用模具（机头），在挤压机提供的强大压力的作用以及给定速度下，将铝合金从模腔中挤出，来获得所需要的形状、尺寸和具有一定力学性能的铝合金挤压型材[1]。