挤压模具课程设计说明书
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正挤压模具课程设计一、教学目标通过本章学习,学生将掌握正挤压模具的基本概念、工作原理和应用场景。
具体目标如下:1.知识目标:a.了解正挤压模具的定义、分类和特点;b.掌握正挤压模具的工作原理和基本结构;c.熟悉正挤压模具在实际生产中的应用。
2.技能目标:a.能够分析并选择合适的正挤压模具;b.能够运用正挤压模具解决实际问题;c.具备一定的创新能力和团队合作精神。
3.情感态度价值观目标:a.培养学生对正挤压模具行业的兴趣和热情;b.增强学生的社会责任感和使命感;c.培养学生勇于探索、积极进取的精神。
二、教学内容本章教学内容主要包括以下三个方面:1.正挤压模具基本概念:介绍正挤压模具的定义、分类和特点,使学生了解正挤压模具的基本概念。
2.正挤压模具工作原理和结构:讲解正挤压模具的工作原理,分析其基本结构,使学生掌握正挤压模具的工作原理和结构。
3.正挤压模具应用:通过实际案例分析,使学生熟悉正挤压模具在生产中的应用,培养学生运用正挤压模具解决实际问题的能力。
三、教学方法为了提高教学效果,本章将采用以下教学方法:1.讲授法:用于讲解正挤压模具的基本概念、工作原理和结构。
2.案例分析法:通过分析实际案例,使学生了解正挤压模具在生产中的应用。
3.实验法:安排实验课程,让学生亲自动手操作,增强对正挤压模具的认识。
4.讨论法:学生分组讨论,培养学生的团队协作能力和创新思维。
四、教学资源为了支持教学,本章将采用以下教学资源:1.教材:正挤压模具相关教材,为学生提供系统性的知识学习。
2.参考书:提供相关领域的参考书籍,丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料:制作课件、视频等多媒体资料,提高学生的学习兴趣。
4.实验设备:提供正挤压模具实验设备,让学生亲身体验正挤压模具的工作过程。
五、教学评估本章教学评估主要包括以下几个方面:1.平时表现:评估学生在课堂上的参与度、提问回答等情况,以考察学生的学习态度和积极性。
2.作业:布置正挤压模具相关作业,评估学生的知识掌握和应用能力。
1.冷挤压的定义及特点1. 1 冷挤压的定义冷挤压是精密塑性体积成形技术中的一个重要组成部分。
冷挤压是指在冷态下将金属毛坯放入模具模腔内,在强大的压力和一定的速度作用下,迫使金属从模腔中挤出,从而获得所需形状、尺寸以及具有一定力学性能的挤压件。
显然,冷挤压加工是靠模具来控制金属流动,靠金属体积的大量转移来成形零件的。
1. 2 . 冷挤压的优点及技术难点目前,冷挤压技术已在紧固件、机械、仪表、电器、轻工、宇航、船舶、军工等工业部门中得到较为广泛的应用,已成为金属塑性体积成形技术中不可缺少的重要加工手段之一。
二战后,冷挤压技术在国外工业发达国家的汽车、摩托车、家用电器等行业得到了广泛的发展应用,而新型挤压材料、模具新钢种和大吨位压力机的出现便拓展了其发展空间。
日本80年代自称,其轿车生产中以锻造工艺方法生产的零件,有30%~40%是采用冷挤压工艺生产的。
随着科技的进步和汽车、摩托车、家用电器等行业对产品技术要求的不断提高,冷挤压生产工艺技术己逐渐成为中小锻件精化生产的发展方向。
与其他加工工艺相比冷挤压有如下优点:1)节约原材料。
冷挤压是利用金属的塑性变形来制成所需形状的零件,因而能大量减少切削加工,提高材料利用率。
冷挤压的材料利用率一般可达到80%以上。
2)提高劳动生产率。
用冷挤压工艺代替切削加工制造零件,能使生产率提高几倍、几十倍、甚至上百倍。
3)制件可以获得理想的表面粗糙度和尺寸精度。
零件的精度可达IT7~IT8级,表面粗糙度可达R0.2~R0.6。
因此,用冷挤压加工的零件一般很少再切削加工,只需在要求特别高之处进行精磨。
4)提高零件的力学性能。
冷挤压后金属的冷加工硬化,以及在零件内部形成合理的纤维流线分布,使零件的强度远高于原材料的强度。
此外,合理的冷挤压工艺可使零件表面形成压应力而提高疲劳强度。
因此,某些原需热处理强化的零件用冷挤压工艺后可省去热处理工艺,有些零件原需要用强度高的钢材制造,用冷挤压工艺后就可用强度较低的钢材替用。
正挤压件模具设计课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握正挤压件模具设计的基本原理和方法;2. 使学生了解并掌握正挤压件模具结构及其组成部分;3. 引导学生了解正挤压件的工艺参数对模具设计的影响。
技能目标:1. 培养学生运用CAD软件进行正挤压件模具设计的能力;2. 培养学生运用相关理论知识解决实际模具设计问题的能力;3. 提高学生团队协作、沟通表达的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对模具设计专业的热爱和兴趣;2. 培养学生严谨、细致、负责的工作态度;3. 引导学生树立创新意识,提高对新技术、新工艺的敏感度。
课程性质:本课程为模具设计与制造专业的核心课程,强调理论联系实际,注重培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点:学生已具备一定的模具设计与制造基础知识,具有较强的学习能力和实践操作能力。
教学要求:结合学生特点,采用项目驱动、任务导向的教学方法,以实际案例为主线,引导学生主动参与,提高综合运用知识解决实际问题的能力。
通过本课程的学习,使学生达到上述课程目标,并为后续课程和实际工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 正挤压件模具设计基本原理:包括挤压成型原理、金属流动分析、模具受力分析等内容,对应教材第3章。
2. 正挤压件模具结构及组成部分:详细介绍模具结构、工作原理及各部分功能,包括模腔、模芯、导柱、导套等,对应教材第4章。
3. 正挤压件工艺参数对模具设计的影响:分析正挤压件的工艺参数,如挤压比、挤压速度、温度等,探讨其对模具设计的影响,对应教材第5章。
4. CAD软件在正挤压件模具设计中的应用:教授学生运用CAD软件进行模具设计的方法和技巧,包括二维绘图、三维建模、装配体设计等,对应教材第6章。
5. 正挤压件模具设计实例分析:结合实际案例,分析正挤压件模具设计过程中的关键问题,提出解决方案,对应教材第7章。
教学安排与进度:第1周:正挤压件模具设计基本原理;第2周:正挤压件模具结构及组成部分;第3周:正挤压件工艺参数对模具设计的影响;第4周:CAD软件在正挤压件模具设计中的应用;第5周:正挤压件模具设计实例分析及课堂讨论。
挤压设计与模具课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握挤压设计的基本原理,理解模具在挤压过程中的作用;2. 使学生了解不同类型的挤压模具及其特点,并能结合实际需求选择合适的模具;3. 引导学生掌握挤压工艺参数对产品质量的影响,能够优化挤压工艺。
技能目标:1. 培养学生运用CAD软件进行挤压模具设计的能力,提高设计效率;2. 培养学生运用CAE软件对挤压过程进行模拟分析,优化模具结构;3. 提高学生实际操作能力,能够参与简单的挤压模具组装和调试。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对挤压设计与模具制造的热爱,激发学生探究新技术的兴趣;2. 培养学生严谨的工作态度,提高团队合作意识,增强解决实际问题的自信心;3. 引导学生关注我国挤压模具产业的发展,树立为国家和企业贡献力量的责任意识。
课程性质:本课程为专业实践课,旨在提高学生对挤压设计与模具制造的理论知识和实践技能。
学生特点:学生具备一定的机械基础知识和动手能力,对新技术充满好奇。
教学要求:结合理论知识与实践操作,注重培养学生的实际应用能力和创新精神。
通过课程学习,使学生能够达到以上设定的知识、技能和情感态度价值观目标,为后续专业课程学习和未来职业发展打下坚实基础。
二、教学内容1. 挤压设计基本原理:包括金属塑性变形理论、挤压成形方法分类、挤压工艺参数对产品质量的影响等;教材章节:第1章 挤压成形原理2. 挤压模具结构与设计:介绍不同类型挤压模具的结构特点、设计方法和注意事项;教材章节:第2章 挤压模具设计3. 挤压模具材料及热处理:分析挤压模具材料的选用原则、热处理工艺及其对模具性能的影响;教材章节:第3章 挤压模具材料及热处理4. 挤压模具CAD/CAE技术:讲解CAD软件在挤压模具设计中的应用,以及CAE软件对挤压过程进行模拟分析的方法;教材章节:第4章 挤压模具CAD/CAE技术5. 挤压模具制造与装配:介绍挤压模具的加工工艺、装配方法及调试技巧;教材章节:第5章 挤压模具制造与装配6. 挤压模具应用实例:分析典型挤压模具在实际生产中的应用案例,提高学生的实际操作能力;教材章节:第6章 挤压模具应用实例教学内容安排与进度:第1-2周:挤压设计基本原理及挤压成形方法;第3-4周:挤压模具结构与设计;第5-6周:挤压模具材料及热处理;第7-8周:挤压模具CAD/CAE技术;第9-10周:挤压模具制造与装配;第11-12周:挤压模具应用实例分析及实践操作。
挤压模具课程设计课题挤压模具课程设计学生姓名孙天宇 1110121103汪浩 1110121104王朝 1110121105王青 1110121106王显 1110121107王业伟 1110121108 院别机械工程学院专业班级11材控(2)班指导教师张红云、张金标、刘建二0一四年十月课程设计任务书机械工程学院11材控班指导教师:张红云,张金标,刘建。
设计课题:挤压模具设计一、设计条件:在19.6MN挤压机的Φ200mm挤压筒上生产出下列条件的合格型材,设计出相应的型材模具。
1.单模孔模具生产如下图型材。
(1,2,3组同学设计)2.双模孔生产ф12mm的圆棒材。
(4,5,6组同学设计)3.三模孔生产ф8mm的圆棒线材。
(7,8,9组同学设计)4.四模孔生产ф6mm的圆棒线材。
(10,11,12组同学设计)5.双模孔生产3*5扁线材。
(13,14,15组同学设计)6.四模孔生产3*5扁线材。
(16,17组同学设计)二、设计内容:1.模孔布置。
2.设计工作带长度。
3.型材模孔尺寸设计。
4.模子强度校核。
5.画出模具图。
三、设计时间:2014年12月27日至10月31日四、设计地点:实验楼C楼501,502五、分组情况:目录第一章概述 ........................................ 错误!未定义书签。
第二章坯料选择 . (6)2.1坯料尺寸计算 (6)2.2挤压比的计算 (6)2.3挤压机的选择 (7)第三章模孔布置 (8)3.1模孔的布置 (8)3.2工作带长度的确定 (9)3.3模孔尺寸的确定 (10)3.4模孔出口尺寸确定 (10)第四章模具外形尺寸设计 (11)4.1模角 (11)4.2模子的外形尺寸 (11)4.3入口圆角半径r (12)4.4挤压模结构形式与模具外形锥度 (12)4.5模具材质的选取 (12)第五章强度校核 (14)第六章绘制模具图 (15)设计小结 (16)参考文献 (22)第一章概述本次设计主要是在给定挤压筒和挤压机的条件下,设计挤压出3 5mm的扁线材所用的双模孔模具。
挤压工艺及模具课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解挤压工艺的基本概念,掌握金属挤压的基本原理;2. 学生能够描述挤压模具的构成、分类及工作原理;3. 学生能够掌握影响挤压工艺的主要因素,如材料性能、挤压温度、挤压速度等;4. 学生能够了解挤压工艺在实际生产中的应用及发展趋势。
技能目标:1. 学生能够运用所学知识,分析并解决挤压工艺中的实际问题;2. 学生能够设计简单的挤压模具,并进行初步的模具分析与优化;3. 学生能够运用计算机辅助设计软件(如CAD)进行挤压模具的设计与仿真。
情感态度价值观目标:1. 学生通过学习挤压工艺及模具课程,培养对制造业的兴趣和热情;2. 学生能够认识到挤压工艺在现代化生产中的重要性,增强对制造业的责任感和使命感;3. 学生在学习过程中,培养团队合作意识,提高沟通与表达能力。
分析课程性质、学生特点和教学要求:1. 课程性质:本课程为机械制造及自动化专业的一门专业课程,具有实践性和应用性;2. 学生特点:学生为高职或中职院校机械制造及自动化专业二年级学生,具备一定的机械基础知识;3. 教学要求:注重理论与实践相结合,强调实际操作能力的培养,提高学生的综合素质。
二、教学内容1. 挤压工艺基本概念与原理- 金属挤压的基本概念与分类- 挤压工艺的优缺点分析- 挤压工艺的基本原理及过程2. 挤压模具设计与分析- 挤压模具的构成与分类- 挤压模具的设计原则与方法- 模具分析与优化- 计算机辅助设计软件在模具设计中的应用3. 影响挤压工艺的因素- 材料性能对挤压工艺的影响- 挤压温度、挤压速度等工艺参数对挤压质量的影响- 挤压润滑对挤压工艺的影响4. 挤压工艺在实际生产中的应用- 挤压工艺在各类产品中的应用实例- 挤压工艺在制造业中的发展趋势- 新型挤压工艺及模具技术的探讨5. 实践教学环节- 挤压模具设计与制作实践- 挤压工艺操作实践- 案例分析与讨论教学大纲安排:第一周:挤压工艺基本概念与原理第二周:挤压模具设计与分析第三周:影响挤压工艺的因素第四周:挤压工艺在实际生产中的应用第五周:实践教学环节(挤压模具设计与制作实践、挤压工艺操作实践、案例分析)教学内容根据课程目标,结合教材章节进行组织,注重理论与实践相结合,旨在培养学生的实际操作能力和创新能力。
挤压设计与模具课程设计一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握挤压设计与模具的基本原理和应用,培养学生分析和解决实际问题的能力。
具体目标如下:1.知识目标:(1)了解挤压成形的基本概念、特点和分类;(2)掌握挤压模具的结构、工作原理和选用原则;(3)熟悉挤压过程中的工艺参数及其影响因素。
2.技能目标:(1)能够运用所学知识分析和解决挤压成形过程中的实际问题;(2)具备绘制挤压模具结构图的能力;(3)学会使用相关软件进行挤压模具设计和模拟。
3.情感态度价值观目标:(1)培养学生对挤压成形技术的兴趣和好奇心;(2)增强学生的创新意识和团队合作精神;(3)培养学生关注社会、关注生活的情感态度。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括以下几个部分:1.挤压成形的基本概念、特点和分类;2.挤压模具的结构、工作原理和选用原则;3.挤压过程中的工艺参数及其影响因素;4.挤压模具设计的基本步骤和方法;5.挤压模具的制造和应用实例。
三、教学方法为了实现本节课的教学目标,我们将采用以下教学方法:1.讲授法:讲解挤压成形的基本概念、特点和分类,挤压模具的结构、工作原理和选用原则等理论知识;2.案例分析法:分析实际案例,让学生了解挤压模具在工程中的应用和重要性;3.实验法:学生进行挤压实验,观察挤压过程,加深对挤压成形技术的理解;4.讨论法:分组讨论挤压过程中的工艺参数及其影响因素,培养学生团队合作和分析问题的能力。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法的实施,我们将准备以下教学资源:1.教材:《挤压设计与模具》及相关参考书籍;2.多媒体资料:挤压成形过程的视频、图片等;3.实验设备:挤压实验机、模具等;4.软件工具:挤压模具设计软件、模拟软件等。
通过以上教学资源的使用,我们将丰富学生的学习体验,提高学生的学习兴趣和主动性。
五、教学评估为了全面、客观地评估学生的学习成果,我们将采用以下评估方式:1.平时表现:通过课堂参与、提问、小组讨论等环节,评估学生的学习态度和积极性;2.作业:布置与课程内容相关的作业,评估学生的理解和应用能力;3.考试:安排期末考试,测试学生对课程知识的掌握程度;4.项目实践:学生进行挤压模具设计 project,评估学生的实际操作能力和创新能力。
挤压模具设计书说明书1. 引言本说明书旨在提供挤压模具设计的详细指导。
挤压模具是在挤压工艺中使用的一种关键工具,它对产品的质量和生产效率具有重要影响。
本说明书将涵盖挤压模具设计的基本概念、设计要点和步骤等内容,旨在帮助设计人员更好地理解和应用挤压模具设计相关知识。
2. 挤压模具设计概述挤压是一种通过挤压机将熔融的原料挤出成型的工艺。
挤压模具是挤压过程中起到塑料流动、形成和冷却等作用的工具。
挤压模具设计需要考虑多个因素,如材料选择、模具结构、模具加工工艺等。
3. 挤压模具设计步骤3.1. 产品分析在进行挤压模具设计之前,首先需要对待生产产品进行详细分析。
这包括产品的材料、形状、尺寸、表面要求等方面的分析。
通过产品分析,可以为模具设计提供基本的设计要求和指导。
3.2. 模具结构设计模具结构设计是挤压模具设计的核心部分。
在模具结构设计过程中,需要考虑到产品的形状和尺寸要求,确定模具的结构形式、模腔布置、模具开合方式等。
合理的模具结构设计能够有效提高产品的一致性和精度。
3.3. 材料选择挤压模具的材料选择对于模具寿命和产品质量具有重要影响。
常见的挤压模具材料包括合金钢、硬质合金等。
在选择材料时,需要综合考虑材料的硬度、强度、热导率等因素。
3.4. 模具加工工艺模具加工工艺是指模具从原料到成品的全过程。
挤压模具加工工艺包括切割、车削、铣削、磨削等。
在进行模具加工时,需要根据模具的具体要求选择合适的加工工艺,保证模具的加工精度和质量。
4. 挤压模具设计要点4.1. 模具结构要点•模具结构应满足产品的外观要求,确保产品的形状和尺寸精度。
•模具结构应具备良好的冷却系统,以提高模具的散热效果,避免产品变形和模具损坏。
•模具结构应具备合理的模腔设计,以确保塑料流动的均匀性和稳定性。
4.2. 模具材料要点•模具材料应具有高硬度和耐磨性,以提高模具的使用寿命。
•模具材料应具有良好的热导率,以实现有效的模具冷却效果。
4.3. 模具加工工艺要点•模具加工工艺应具有高加工精度和稳定性,以确保模具的质量和精度。
1. 绪论1. 1 挤压的定义及分类1. 1. 1 挤压的定义挤压是将挤压模具装在压力机上,将金属坯料放入模腔内,利用压力机的往返运动,在强大的压力和一定的速度之下,迫使金属在挤压模的型腔内发生塑性变形,从模腔中挤出,从而获得所需形状、尺寸以及具有一定力学性能的挤压件。
挤压是在很强的三向应力状态下的成型的过程,因而允许很大的变形量,更适于低塑性材料的成型。
显然,挤压加工是靠模具来控制金属流动,靠金属体积的大量转移来成型零件的;在整个变形过程中,其材料的体积是保持不变的[1]。
挤压成型速度范围很广,它既可在专用挤压机上进行,也可在一般的机械压力机、液压机、摩擦压力机以及高速空气锤上进行。
挤压成型温度范围也很广,它既可在常温、中温下进行,也可在高温中进行。
根据制品形状的要求,有各种与之相配的模具。
挤压模具是挤压生产中最重要的工具,它的结构形式、各部分尺寸、模具材料、模具的装配形式等,对挤压力、金属流动的均匀性、制品尺寸的稳定性、制品表面质量以及模具自身的使用寿命等都产生极大的影响[2]。
1. 1. 2 挤压的分类(1)按毛坯加热温度的不同分类1)冷挤压在室温中对毛坯进行挤压。
冷挤压的特点及应用范围;采用冷挤压法加工可以降低原材料消耗,材料的利用率高达70%~90%[4]。
在冷挤压中,金属材料处于三向不等的压应力作用下,挤压后金属材料的晶粒组织更加细小而密实;金属流线不被切断,而是沿着挤压件轮廓连续分布;同时,由于冷挤压利用了金属材料经冷加工而产生的加工硬化的特性,使冷挤压件的强度大为提高,从而提供了用低强度钢代替高强度钢的可能性[3]。
此外,冷挤压靠强大的压力来熨平毛坯表面,因此可以获得较高尺寸精度和较低表面粗糙度的冷挤压件。
冷挤压模具与一般冷冲模相比,工作时所受的压力大得多,因而在强度、刚度和耐磨性等方面的要求都较高。
冷挤模不同于冷冲模的地方主要有:●凹模一般为组合式(凸模也常常用组合式)结构;●上﹑下模板更厚,材料选择得更好,满足模具的强度要求;●导柱直径尺寸较大,满足模具的刚度要求;●工作零件尾部位置均加有淬硬的垫板;●模具易损件的更换、拆卸更方便[5]。
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。
铝合金比纯铝具有更好的物理力学性能:易加工、耐久性高、适用范围广、装饰效果好、花色丰富。
铝合金分为防锈铝、硬铝、超硬铝等种类,各种类均有各自的使用范围,并有各自的代号,以供使用者选用。
铝合金型材具有强度高、重量轻、稳定性强、耐腐蚀性强、可塑性好、变形量小、无污染、无毒、防火性强,使用寿命长(可达50—100年),回收性好,可回炉重炼。
多年来世界各国均采用6063铝合金(铝合金近百种)作为门窗框架。
主要是为了该金属表面阳极氧化效果好,开始阳极氧化是白色,后进一步改变电解质才达到古铜色,这两种主体颜色在国内用了十多年。
表1:铝合金化学成分(Chemical Composition Limits wt%): GB/T3190-1996:本设计选用6063铝合金,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系合金,广泛应用于基础性建筑行业以及一些机械制造业。
6063合金中的主要合金元素为镁与硅,具有加工性能极佳、优良的可焊接性、挤出性及电镀性、良好的抗腐蚀性、韧性,易于抛光、上色膜,阳极氧化效果优良,是典型的挤压合金。
广泛应用于建筑型材、灌溉管材、供车辆、台架、家具、升降机、栅栏等用的管、棒、型材。
表2:6063 室温下的机械性能(Mechanical & Physical Properties):表3:6063铝合金随温度变化的力学性能从表可以看出随着温度的升高抗拉强度和屈服强度逐渐变小,伸长率增大。
1.4挤压工模具的材料表4:常用挤压工具钢化学成分本设计选用模具材料为4Cr5MoSiV1,又称H13钢。
钢中碳化物类型有623C M 、C M 6。
钒在钢中起回火时二次硬化作用;Cr 、Mo 、W 、V 能提高钢抗回火软化能力,保持高温下的强度、韧度;硅提高钢的回火稳定性和抗热疲劳能力。
铬和硅还能提高抗氧化和抗烧蚀性。
表5:常用挤压工具钢及其机械性能:二、总设计过程概论2.1 挤压工艺流程金属制品是经若干个工序制作出来的,每个工序按一定顺序连接起来,就形成了工艺。
工艺要在一定条件下完成,有特定的工艺参数。
挤压工艺流程:铸锭加热→挤压→切压余→淬火→冷却→切头尾→切定尺→时效→表面处理→包装入库2.2挤压工艺及工艺参数条件的确定应考虑挤压温度、挤压速度、润滑、模具(种类形状、形状等)、切压余、切头尾、淬火、冷却、等多方面的因素,合理地选择工艺或参数。
1)铸锭的加热温度6063铝的最高允许加热温度为550℃,下限温度为320℃,为了保证制品的组织,性能,表面质量,为了降低变形抗力,挤压时锭坯的加热温度不宜过高,应尽量降低挤压温度。
一般取490~530℃。
2)挤压筒预热模具的成分多为合金钢,由于导热性差,为避免产生热应力,挤压前挤压筒要预热,为保证挤压制品的质量,并且具有良好的挤压效应,挤压筒温度可取400℃~450℃。
可采用通电自行预热。
3)模子预热避免急热,延长模具寿命,应对模具进行预热。
4)挤压温度热挤压时,加热温度一般是合金熔点绝对温度的0.75~0.95倍,挤压过程中温度最好控制在500℃左右。
6)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min/0.2~8.0mV=锭,min/80~60mV≤流出。
7)工模具的润滑因本设计采用热挤压,故不采用润滑。
8)模具模具应具有足够的耐高温疲劳强度和硬度,较高的耐回火性及耐热性,足够的韧性,低的热膨胀系数和良好的导热性,可加工性,及经济性,本设计采用4Cr5MoSiV1作为模具的材料,热处理的硬度为HRC48~52。
9)切压余本设计视挤压设备而定,一般20~30mm,要控制质量,切去缩尾等缺陷。
10)淬火本工艺过程中,制品挤出后可通过设置风扇对制品进行吹风来达到风淬(固溶强化)的目的,或采用喷水雾的方法。
11)冷却直接露置在空气中冷却,达到自然时效的目的。
12)切头尾一般挤压制品的头部和尾部都存在缺陷,为了不影响制品的性能,需要进行切头尾的工作。
切头尾的量可以是300~500mm 或500~1000mm ,本次设计头尾各切300mm 。
13)切定尺本次设计取每根制品6m 长作为切定尺的标准。
14)时效时效处理可以分为两种:自然时效和人工时效。
自然时效即让挤压制品在空气中停放; 人工时效对6xxx 系铝合金可在180~240℃下保温6~8h 。
15)表面处理为了提高制品的耐蚀性和抗疲劳性等,可以对其进行表面处理。
表面处理一般有:阳极氧化、着色、喷粉、喷涂、电泳、抛光等。
16)包装入库将铝合金成品进行包装入库。
三、实心型材模设计3.1所要设计的实心型材制品(1)已知:要求本制品的形状和尺寸及公差如下图1 U 型材截面牌号XC311-5(U 型)制品的截面积224.113134.1mm cm F ==制制品材料为6063,制品挤一米的重量m kg G /315.0=模孔外接圆直径mm D 18.28132522=+=外(2)现有设备表63.2选坯和选设备选择挤压筒直径D 0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C '≥1K (C '为模孔距筒内表面的距离,1K 为经验数据,可取15、20、30)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;产量最高模孔外接圆直径外D =28.18mm ,制品的截面积制F =113.42m m ,根据加工范围要求(制F =113.4mm 2≥min 制F ,及外D =28.18mm ≤max D 外)所以只有500T 可用,按成才率最高的原则,进一步优化,计算如下表所示:最后选择成才率最高的81.8%方案1即:选择500T 的挤压机设备,挤压筒内径D0=Φ95mm 锭坯尺寸为:Dd ³Ld=Φ90³270mm λ=62.483.3挤压力的计算根据挤压力经验系数公式,b D dDP σ2)8.0(775.11-= P ——挤压力, N D ——挤压筒内直径,mmd ——制品的当量直径,mm ;(π制F d 4=)b σ——材料在挤压温度下的变形抗力,MPa ;查表3,并由外推法得出500℃时的变形抗力为12MPa 。
所以d=π制F 4=π4.1134⨯=12.02mmP=b D dDσ2)8.0(775.11- =1295)8.002.1295(775.112⨯⨯-⨯=2564895N换算成吨位:约262TP=236T<额定吨位500T,设备选择符合要求,即理论技术可行3.4实心型材模具体结构设计模组的结构如下图图2 模组的结构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7模组尺寸挤压模具的尺寸如下表表8挤压模具的尺寸3.5 实心模尺寸数据设计(1)选坯和选择设备根据前面的计算 选500T 挤压机挤压筒内直径0D =95㎜ 锭坯尺寸:Dd ³Ld=Φ90³320mm 挤压比λ=62.48(2)模组及模子尺寸外形的计算图3模组主要结构尺寸标注模组主要结构尺寸确定 根据前面计算,从表7选取H=190mm 1H =20mm 2H =80mm 3H =55mm 1∅=Φ160mm 1∅=Φ180mm 模子外形尺寸的确定(如下图4)图4 模子外形尺寸依据表8的数据可以确定1d =Φ135㎜ 2d =Φ145㎜ 1h =12㎜ 2h =25㎜ (3)模孔几何尺寸的确定挤压比λ=62.48<max λ,故不需要多孔挤压。
①模孔的外形尺寸(指型材的宽与高)A K :由公式11(1)k m A A C =++∆式中:m A ——型材的名义尺寸,mm1C ——裕量系数,见《金属塑性加工学》,冶金工业出版社,P67表5-1锻铝取0.007~0.010,本设计取0.0101∆——型材外形尺寸的正偏差,mm②型材的壁厚的尺寸S K 由公式22k m S S C =++∆式中:m S ——型材壁厚的名义尺寸,mm2∆——型材壁厚的正偏差,mm2C ——裕量系数,对铝合金取0.05~0.15,其中壁薄的取下限,厚壁 取上限。
本设计取0.1③计算得出几何尺寸:模孔外型尺寸: 长度方向25±0.45mm 尺寸k B =m B (1+ 1C )+1∆=32³(1+0.01)+0.45=25.7mm宽度方向13±0.45mm 尺寸k H =m H (1+1C )+1∆=13³(1+0.01)+0.45=13.58mm壁厚的尺寸 22k m S S C =++∆=2.4+0.1+0.2 =2.7㎜型材的圆角及圆弧没有偏差要求,故可按名义尺寸设计 由于这种型材在挤压的过程中有并口现象,角度取91°制造偏差为 0.020.05--㎜,主要尺寸如下图图5 模孔几何尺寸(4)孔形在模子端面位置的确定由于本型材为等壁厚的型材,故型材的重心与模子的中心重合。