铝合金挤压模设计

1挤压模具介绍挤压模具结构设计和制造环节较多，包括选材、设计、制造、修模等环节，其成本占到型材挤压生产成本的35%左右。

在型材加工生产中，一般有两种主要挤压方法：分流组合模挤压法和穿孔针挤压法。

前者加工起来简单且成本较低，后者成本高且应用范围较小，在实际型材加工生产中，分流组合模应用更为广泛。

1.1挤压模具的工作条件。

对于大截面复杂型材的挤压成形，挤压难度比较大，对挤压模具的结构与形状要求也很高，特别是对于这种断面形状较复杂，壁厚相差悬殊，断面面积及外接圆大，多腔空心等型材，挤压模具的工作条件变得更加恶劣。

因此，对挤压模具要求较高，主要有如下几个方面：一是高温高压条件下工作；二是要具有较好的抗磨损能力；三是具有很高的强度和韧性，避免在工作中出现应力集中而使模具破坏。

1.2挤压模具的分类。

挤压模具种类很多，根据不同的分类条件可以进行归类。

分类的主要依据有模具结构和模孔压缩区断面外形。

分流组合模在目前是应用最为广泛的一种模具形式，平面分流组合模的组成结构主要包括上模、下模、定位销和联结螺钉四个部分，其工作原理是在一定的挤压力作用下，锅淀通过分流孔被分流成金属流，流经焊合室进行汇集和傅合，最终由模芯和模孔流出，形成具有所要求几何形状的型材产品。

1.3模具的设计步骤。

实际生产中，产品类型、工艺方法、设备和模具结构都是影响模具设计过程的重要因素。

但是在设计过程中，挤压模具模腔的设计一般按照以下步骤进行：1.3.1模腔参数确定和模孔布置。

模腔参数的确定主要根据挤压机、工艺规程和现场工具设备来确定。

模孔布置合理与否直接影响着模具强度，同时影响金属流动的均匀性。

一般在设计过程中，即使非对称的型材也要尽量保证模孔的对称性，同时使其尽量接近中心紧凑一些。

通常情况下，模孔多设置在同心圆上(模孔之间的间距大于30-50mm，模孔距离模具边缘大于25-50mm，模孔与挤压筒边缘的距离大于20-40mm)。

1.3.2设计模孔尺寸。

铝型材挤压模具讲解一、铝型材挤压模具的基本概念1. 定义•铝型材挤压模具是在铝型材挤压生产过程中，用于将加热后的铝坯料通过挤压机的压力作用，使其通过特定形状的模孔，从而形成所需铝型材截面形状的工具。

例如，当需要生产一种带有多个中空腔室的复杂铝型材，如建筑用的隔热断桥铝型材时，就需要专门设计的挤压模具来实现。

2. 重要性•它直接决定了铝型材的形状、尺寸精度和表面质量。

一个设计良好、制造精确的挤压模具能够生产出高质量、符合标准的铝型材。

反之，如果模具存在缺陷，如模孔形状不准确或者表面粗糙度不符合要求，那么生产出来的铝型材可能会出现尺寸偏差、表面缺陷等问题，从而影响其在建筑、航空航天等各个领域的应用。

二、铝型材挤压模具的分类1. 按结构分类•平面分流模•这种模具主要用于生产空心铝型材。

它的特点是在模具内部设有分流桥和分流孔，铝坯料在挤压时先通过分流孔被分成几股金属流，然后在模芯的作用下重新汇合，形成空心型材的形状。

例如，在生产空调用的铝制散热管型材时，平面分流模能够很好地控制金属流动，保证型材的壁厚均匀性。

•实心模•实心模相对简单，主要用于生产实心铝型材。

它只有一个模孔，铝坯料直接通过这个模孔挤出形成所需的实心型材形状。

像一些简单的建筑用铝棒材或者工业用的实心铝型材零部件，就可以使用实心模进行生产。

2. 按用途分类•通用模具•通用模具适用于生产多种规格相近的铝型材。

这类模具的设计具有一定的通用性，可以通过调整一些参数，如挤压速度、模具温度等，来生产不同尺寸但形状相似的型材。

例如，在一些小型铝型材加工厂，为了降低成本，可能会使用通用模具来生产多种类型的建筑装饰用铝型材。

•专用模具•专用模具是为特定的铝型材产品专门设计制造的。

由于是针对某一特定型材的形状、尺寸和性能要求而设计，所以其生产的型材精度和质量更高。

比如航空航天领域中使用的一些特殊形状和高性能要求的铝型材，就需要专门定制的专用模具。

三、铝型材挤压模具的设计要点1. 型材截面分析•在设计模具之前，首先要对铝型材的截面形状进行详细分析。

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。

1、目的规范热挤压型材（基材）的生产作业活动，以达到准确成形、保证质量、提高效率的目的。

2、适用范围适用于在本公司挤压生产的整个过程。

3、职责3.1车间主任负责指导和监督车间员工按本规程的规定操作。

3.2其他各岗位员工严格按本规程的规定进行操作。

4、操作规程4.1挤压生产工艺流程图：4.2生产前的准备4.2.1模具的准备（责任人：挤压班长）4.2.1.1备用的模具模垫应整齐摆放在模架上，报废的模具和不能使用的模垫应及时清除出车间，防止错用不合格的模具和模垫。

4.2.1.2派模工接到生产计划指令后，组织合格模具，送抛光工处进行抛光，完毕配送机台。

4.2.1.3模具在炉中的停留时间最长不超过8小时。

4.2.1.4模具加热及保温控制如表14.2.2盛锭筒的准备（责任人：挤压班长）1.1.1.1盛锭筒必须保持干净，无严重磨损或大肚，否则，挤压产品将会出现夹渣或气泡。

1.1.1.2盛锭筒与模具配合的端面应平整无损伤和粘铝否则挤压时会跑料。

1.1.1.3盛锭筒的加热元件必须完好并有足够的加热能力。

否则，盛锭筒将无法达到工艺要求的温度。

1.1.1.4盛锭筒温度控制在380℃-430℃之间，严禁超出范围。

1.1.1.5每班上班前，应对盛锭筒进行一次清缸。

在正常挤压时，每隔20-50支锭应进行一次清缸，以确保盛锭筒内清洁干净。

1.1.1.6盛锭筒应避免急冷急热，在正常情况下，盛锭筒应在工艺要求的温度范围内长期保温，交班时不要断电。

1.1.3铝合金圆铸锭的准备（责任人：主机手）1.1.3.1根据排产单的要求选用相应牌号的合金，其数量由生产任务的多少决定。

1.1.3.2各机台所使用的铝合金圆铸锭必须是有炉次编号的圆铸锭。

1.1.3.3圆铸锭在入炉加热之前，应作表面质量自检，自检由主机手负责，凡是有明显夹渣、冷隔、中心裂纹和弯曲的圆铸锭，都不应入炉加热，应将其挑选出来退回熔铸车间。

1.1.3.4不允许圆铸锭在地面上滚动，凡是表面有泥沙、灰尘时，均应清理干净后再入炉加热。

一、绪论1.1 挤压加工方法挤压是有色金属、钢铁材料生产与零件成型加工的主要方法之一，也是各种复合材料、粉末材料等先进材料制备与加工的重要方法。

从大尺寸金属铸锭的热挤压开坯、大型管棒型材的热挤压加工至小型精密零件的冷挤压成型，从粉末、颗粒料为原料的复合材料直接固化成型到金属间化合物、超导材料等难加工材料，现代挤压技术得以广泛的应用。

挤压加工的方法主要有正挤压，反挤压，侧向挤压，玻璃润滑挤压，静液挤压，连续挤压。

挤压加工特点是处于强烈的三向压应力状态，这有利于提高金属的塑性变形能力，提高制品的质量，改善制品内部微观组织和性能。

除此以外，挤压加工还具有应用范围广，生产灵活性大，工艺流程简单和设备投资少的特点。

应用挤压加工工艺最多的材料是低熔点的有色合金，如铝及铝合金。

1.2 铝加工行业的分布中国的铝加工企业主要集中于沿海(广东、福建、浙江、上海、江苏、山东、河北、天津、北京、辽宁)地区，即珠江三角洲(广州一深圳为中心的经济圈)、长江三角洲(上海为中心的经济圈)、环渤海湾地区(京津经济圈)所占比例较大，许多铝加工企业都云集于此三大经济圈。

在珠三角地区，主要集中在佛山地区，其中大沥更是全国，甚至世界地区铝加工业的佼佼者。

1.3铝及铝合金的特点与应用铝及铝合金具有一系列特性，在金属材料的应用中仅次于钢材而居第二位。

目前全世界铝材的消费量在1800万吨以上，其中用于交通运输（包括铁道车辆、汽车、摩托车、自行车、汽艇、快艇、飞机等）的铝材约占27%，用于建筑装修的铝材约23%，用于包装工业的铝材约占20%。

随着中国经济建设的高速发展，人民生活水平的不断提高，中国的建筑行业发展迅速，包括铝型材在内的建筑装饰材料不断增加。

铝型材的应用已经扩展到了国民经济的各个领域和人民生活的各个层面。

根据铝合金的成分和生产工艺特点,通常分为变形铝合金与铸造铝合金两大类。

变形铝合金也叫熟铝合金，根据据其成分和性能特点又分为防锈铝，硬铝，超硬铝，锻铝和特殊铝等五种。

课程设计任务书题目:铝合金型材挤压工艺及模具计算学院:材料与能源学院专业: 03金属材料工程（1）学号:学生:指导老师：日期：2006年6月21日课程设计任务书材料与能源学院金属材料工程专业一. 题目:铝合金型材挤压工艺及模具设计二. 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___________教研室主任_______批准日期___________课程设计评语:成绩:设计指导教师______________年_____月____日目录一: 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)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。

铝合金挤压模具原理和设计嘿，朋友们！今天咱来聊聊铝合金挤压模具原理和设计这档子事儿。

你说这铝合金挤压模具啊，就好比是一个神奇的魔法盒子。

咱把铝合金材料放进去，通过一系列巧妙的设计和运作，就能变出各种我们想要的形状来，这多有意思呀！想象一下，这模具就像是一个超级厉害的整形大师，能把那软乎乎的铝合金给雕琢成各种模样。

它的原理呢，其实就是利用压力，把铝合金从一个小口子里挤出来，就像我们挤牙膏一样，只不过这个“牙膏”可硬多了。

在设计这个魔法盒子的时候，那可得费不少心思呢！就像盖房子，你得考虑地基稳不稳呀，结构合不合理呀。

模具的设计也是一样，尺寸得精准吧，不然挤出来的东西歪七扭八的可不行。

还有啊，模具的材质也很重要呢，得足够结实，能经得住那强大的压力，不然“咔嚓”一下坏了，那不就傻眼啦！咱再说说模具的型腔，这可是关键部位呀！它得根据我们想要的产品形状来精心打造。

要是型腔设计得不好，那挤出来的东西不就走样啦？这就好比你想画一只可爱的猫咪，结果画出来像只大老虎，那可不行哟！而且啊，设计模具的时候还得考虑到铝合金的流动性。

这就像水流一样，你得给它设计好通道，让它能顺畅地流过去，不然堵在那里，可就麻烦咯！这可得靠咱的经验和智慧啦。

你说这铝合金挤压模具是不是很神奇呀？它能把普通的铝合金变成各种各样有用的东西，小到一个零件，大到一个大型结构体。

这背后可都是设计师们的心血和智慧呀！咱中国的制造业那可是越来越厉害啦，这铝合金挤压模具的技术也是不断进步。

咱可不能落后呀，得不断学习，不断创新，让我们的模具设计得越来越好，让我们制造出来的东西质量更高，更受大家欢迎！所以呀，大家可别小瞧了这铝合金挤压模具原理和设计，这里面的学问大着呢！咱得好好钻研，让这个魔法盒子为我们创造更多的奇迹！。