铝合金挤压模具技术文稿演示

铝合金精密挤压技术现代许多工业设备仪器如精密仪器、弱电设备中的部分零件要求小型的、薄壁的、断面尺寸非常精确的铝型材，对其尺寸公差要求非常严格。

型材的壁厚最小的只有0.4 mm，其公差要求为±0.04mm。

挤压生产过程对设备、工模具、工艺要求相当严格。

通常把这种挤压技术称为精密挤压。

1 精密铝挤压型材实例有一些小型精密铝型材的公差比JIS标准中特殊级的公差还小一半以上，一般精密铝型材要求的尺寸公差在±0.04～±0.07mm之间。

部分小型精密挤压铝型材的断面示于图1。

图1 小型精密铝型材断面举例电位差计用的精密铝型材断面为“︼”型材重量30 g／m，断面尺寸公差范围为±0 07 mm。

织机用的精密铝型材断面为“■”，断面尺寸公差为±0.04mm，角度偏差小于0.5°，弯曲度为0.83×L。

A1050、A1100、A3003、A6061、A6063（低、中强度合金）小型精密挤压型材的最小壁厚0.5mm，最小断面积20mm2。

A5083、A2024、A7075、（中、高强度铝合金）小型精密挤压型材的最小壁厚0.9mm，最小断面积110mm2。

小型精密铝型材尺寸公差举例如图2所示。

图2 精密铝型材尺寸公差举例尺寸/mm 尺寸允许公差/mmJIS特殊级小型、精密A 2.54 ±0.15 ±0.07B 1.78 ±0.15 ±0.07C 3.23 ±0.19 ±0.072 精密挤压技术要求一般说，铝合金热挤压变形程度大，挤压温度和速度的变化、挤压设备的对中性、工模具的变形等都容易对型材尺寸的精度产生影响，而且它们相互影响因素很难克服。

图3列出精密挤压的影响因素。

2.1 对工模具的要求模具是影响挤压制品尺寸精度最直接的因素，要保证挤压制品在生产中断面尺寸不变或变化很小，必须使模具的刚性、耐热性、耐磨性达到一定的要求。

铝型材挤压加工全过程(图文)铝合金挤压过程实际是从产品设计开始的,因为产品的设计是基于给定的使用要求,使用要求决定了产品的许多最终参数｡如产品的机械加工性能､表面处理性能以及使用环境要求,这些性能和要求实际就决定了被挤压铝合金种类的选择｡而同一中铝合金挤压出来的铝型材性能则取决于产品的设计形状｡而产品的形状决定了挤压模具的形状｡设计的问题一旦解决了,则实际的挤压过程就是从挤压用铝铸棒开始,铝铸棒在挤压前必须加热使其软化,加热好的铝铸棒放入挤压机的盛锭筒内,然后由大功率的油压缸推动挤压杆,挤压杆的前端有挤压垫,这样被加热变软的铝合金在挤压垫的强大压力作用下从模具精密成型孔挤出成型｡这就是模具的作用:生产所需要产品的形状｡该图为:典型卧式液压挤压机简图挤压方向为由左向右这就是对现在使用最为广泛的直接挤压的简单描述,间接挤压是一个相似过程,但是也有些非常重要的不同处,在直接挤压过程,模具是不动的,由挤压杆压力推动铝合金通过模具孔｡在间接挤压过程｡模具被安装在中空的挤压杆上,使模具向不动的铝棒坯进行挤压,迫使铝合金通过模具向中空的挤压杆挤出｡其实挤压过程类似于挤牙膏,当压力作用于牙膏封闭端时,圆柱状的牙膏就从圆形的开口处被挤出来｡如果开口是扁平的,则挤压出来的牙膏就是带状了｡当然复杂的形状也能在相同形状的的开口处被挤出来｡例如,蛋糕师使用特殊形状的管子挤压冰淇淋来做各种修饰花边,他们所做的其实就是挤压成型｡虽然你不能用牙膏或冰淇淋生产很多很有用的产品,你也不能用手指就将铝合金挤压成铝管｡但是你能依靠大功率的液压机将铝合金从一定形状的模孔处挤压出来生产种类繁多､很有用的几乎任何形状的产品｡下图(左)挤压开始时第一根型材刚刚被挤出一段,(右)为铝型材生产过程中｡铝棒铝棒就是挤压过程的坯料,挤压用铝棒可以是实心也可以是空心的,通常是圆柱体,长度由挤压盛锭筒决定｡铝棒通常是通过铸造成型,也有的锻造或粉末锻压成型｡通常是由调好合金成分的铝合金棒材锯切而成｡铝合金通常由不止一种金属元素组成,挤压铝合金是由微量(通常不超过5%)元素(如:铜､镁､硅､锰或锌)组成,这些合金元素提高了纯铝的性能和影响了挤压过程｡各个厂家的铝棒长度都不一致,是由于铝型材最终所需长度､挤压比､出料长度以及挤压余量来决定｡标准的长度一般从26英寸(660mm)到72英寸(1830mm).外径范围从3英寸(76mm)到33英寸(838mm)6英寸(155 mm) to 9英寸(228 mm)直接挤压生产过程铝棒[billet] 加热炉[heating furnance] 挤压机和模具[extrusion press with die][锯切]saw 拉直[strecher] 时效炉[aging overn]该图图示了挤压一根铝型材的基本步骤当最终产品的形状确定好,选择好了合适的铝合金,挤压模具制造已经完成,就开始了实际挤压过程的准备工作就完成了｡然后预热铝棒和挤压工具,在挤压过程中,铝棒本来是固态的,但是在加热炉中已经变软｡铝合金熔点约为660℃｡挤压加工过程典型的的加热温度一般大于375℃,并取决于金属的挤压状况,可高达500℃｡实际的挤压过程始于当挤压杆开始对盛锭内的铝棒进行施加压力时｡不同的液压机所设计的的挤压力大小从100吨到15,000吨,几乎什么压力都有｡这个挤压力就决定了挤压机能生产的挤压产品大小｡挤压产品规格由产品的最大的横截面尺寸来表示的,有时也指产品的外接圆直径｡当挤压刚刚开始,铝棒受到模具的反作用力而变短､变粗,直到铝棒的膨胀受到盛锭筒筒壁制约,然后,当压力继续增加,柔软的(仍然是固体)金属没有地方可流,开始从模具的成型孔被挤压到模具的另一端出来,这就形成了型材｡大约有10%的铝棒(包括铝棒表皮)被剩余在盛锭筒内,挤压产品从模具处切下来,剩余在盛锭筒的金属也被清理回收利用｡当产品离开模具后,后面的工序是,热的挤压产品被淬火,机械处理和时效｡当加热的铝通过盛锭筒从模具挤出来时.铝棒的中心的金属流动要快于边缘｡如插图中的黑色带纹所示,边缘的金属被留在后面当作残余被回收利用｡挤压速度取决于被挤压的合金和模具出料孔形状,用硬合金挤来挤复杂形状材料,可能慢到每分钟1-2英尺｡而用软合金挤压简单形状材料可达到每分钟180英尺,甚至更快｡挤压产品长度取决于铝棒和模具出料孔,一次不间断的挤压可挤压出长达200英尺的产品｡最新的成型挤压,当挤压出来的产品离开挤压机时被放置在滑出台上(相当于输送带),根据合金的不同,挤压出来的产品冷却方式:分为自然冷却,空气或水冷却淬火｡这是确保产品时效后金相性能关键的一步｡然后挤压产品被转移到冷床上｡拉直挤压产品淬火(冷却)后,然后用拉伸机或矫直机来进行调直和矫正扭拧(拉伸也被分类为挤压后的冷加工)｡最后由输送装置将产品输向锯切机｡锯切典型的成品锯切是将产品锯切为特定的商用长度｡圆盘锯是当今使用最为广泛的,如同旋臂锯机垂直将挤压出来的长料锯开｡也有锯从型材上方切下来(如电动斜切锯)｡也有用锯台的,锯台是带有圆盘锯片由下往上升起将产品锯切的,然后锯片再回到台面底部进行下一循环｡典型的成品圆盘锯,直径一般为16-20英寸,带有100多个硬质合金齿｡大尺寸的锯片用于大直径的挤压机｡自润滑锯切机装备有向锯齿输送润滑剂的系统,这样可以保证最佳的锯切效率和锯口表面｡自动装置压料装置将型材固定好以便锯切,而锯切碎屑被收集起来回收利用｡时效:一些挤压产品需要通过时效以达到起最佳强度,因此也叫时效硬化｡自然时效在室温下进行｡人工时效则在时效炉内进行｡学术而言是叫析出强化相热处理｡当型材从挤压机挤出,型材成半固态状态｡但是很快当其冷却或淬火(无论空冷或水冷)时很快成为固体｡非热处理强化铝合金(如加入镁或锰的铝合金)通过自然时效和冷加工获得强度｡可热处理强化铝合金(如加铜､锌､镁+硅的铝合金)通过影响合金金相结构的热处理可获得更好的强度和硬度｡另外,时效是使强化相粒子均匀析出,以获得最大的屈服强度､硬度以及特殊合金的弹性｡捆包无论是时效炉还是室温时效,充分时效完后,型材被转移到表面处理或深加工车间或捆包准备运输给客户｡铝型材可以用各种方法捆包/大多数挤压车间是根据包装需求来包装的｡型材应被码垛堆放以防止表面损坏､扭曲和其他伤害｡客户有时也有他们自己的包装要求｡特定的挤压产品也特定的包装方法以便储存和运输｡挤压机组成部件前后车臂[front and rear platens]被张力柱[tie rods]和螺丝[nuts]保持平行｡下图为一台带四个张力柱的挤压机｡挤压机也可只有两根或三根张力柱｡活塞[ram piston/cylinder]推动挤压杆[ram stem]往前,然后将铝棒推入盛锭筒[container],然后通模具[die](固定于模架处[tool carrier])最终挤压成型材｡下图标签标明了该过程的所有部件｡下图为:模具[die]､模垫[backer]､模具支撑垫[bolster]的横截面图。

铝合金挤压工艺及模具毕业设计一、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。

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《基于有限元的铝合金管材挤压成形数值模拟》篇一一、引言铝合金因其良好的塑性、可加工性及抗腐蚀性等特点，被广泛应用于各种工业领域。

铝合金管材的挤压成形技术是制造过程中不可或缺的一环。

随着计算机技术的飞速发展，有限元法在金属塑性成形领域的应用越来越广泛。

本文旨在通过基于有限元的数值模拟方法，对铝合金管材挤压成形过程进行深入研究，以期为实际生产提供理论依据和指导。

二、铝合金管材挤压成形技术概述铝合金管材挤压成形是一种利用挤压模具将加热的铝合金坯料通过模具型腔，从而得到所需形状和尺寸的管材的工艺方法。

此过程涉及金属的流动、应力应变、温度变化等多个物理场的变化，是一个复杂的热力耦合过程。

三、有限元法在铝合金管材挤压成形中的应用有限元法是一种高效的数值计算方法，能够模拟金属塑性成形过程中的复杂物理现象。

通过将连续的物体离散成有限个单元，并对其进行求解，可以获得整个物体的应力、应变、温度等分布情况。

在铝合金管材挤压成形过程中，有限元法可以有效地模拟金属的流动、模具与金属的相互作用、温度场的变化等，为实际生产提供有力的支持。

四、铝合金管材挤压成形的数值模拟1. 模型建立建立准确的数值模型是进行铝合金管材挤压成形数值模拟的关键。

模型应包括坯料、模具、接触条件、摩擦条件、温度场等多个部分。

其中，坯料的本构关系、模具的设计以及接触和摩擦条件的设定对模拟结果的准确性有着重要影响。

2. 材料属性及本构关系铝合金的材料属性及本构关系对数值模拟的准确性有着重要影响。

应准确获取铝合金的力学性能、热物理性能等参数，并建立合适的本构关系模型，如Johnson-Cook模型、Zerilli-Armstrong 模型等。

3. 数值模拟过程在建立好模型和设定好相关参数后，即可进行数值模拟。

模拟过程应包括坯料的加热、挤压、金属流动、模具与金属的相互作用等多个步骤。

通过模拟，可以获得整个过程的应力、应变、温度等分布情况。

五、结果分析与讨论通过对数值模拟结果的分析，可以得出以下结论：1. 金属流动规律：在铝合金管材挤压过程中，金属从模具入口处开始流动，逐渐充满整个模具型腔，并沿着模具型腔的形状流动。

铝合金挤压模具分流孔铝合金挤压-模具分流孔：优化挤压工艺，提升产品质量1. 引言铝合金挤压作为一种常见的金属加工技术，被广泛应用于各种领域。

模具分流孔作为挤压工艺中关键的部分，对产品的质量和性能起着至关重要的作用。

本文将重点探讨铝合金挤压过程中模具分流孔的设计原则以及如何优化挤压工艺，以提升铝合金挤压产品的质量和性能。

2. 模具分流孔的作用和设计原则2.1 模具分流孔的作用模具分流孔是指在挤压模具上划设的小孔，用于引导铝合金在挤压过程中均匀分布，并防止产生气泡、熔渣和其他缺陷。

模具分流孔的位置、数量和形状对产品的挤压一致性和表面质量有着直接影响。

2.2 模具分流孔的设计原则（1）良好的分流性能：模具分流孔应具备良好的分流能力，确保挤压过程中铝合金能够均匀地填充整个模腔，避免产生过多的应力和变形。

（2）合理的位置和数量：模具分流孔需设置在挤压模具的关键位置，以确保挤压过程中铝合金的流动路径和速度受到控制。

根据产品形状和尺寸，合理确定模具分流孔的数量，以实现产品的一致性和均匀性。

（3）合适的孔径和形状：模具分流孔的孔径和形状需要根据不同的铝合金材料和挤压工艺进行调整和优化，以满足产品对于流动性和密实性的需求。

3. 挤压工艺优化3.1 温度控制在铝合金挤压过程中，温度的控制是关键因素之一。

通过合理控制挤压模具和铝合金的温度，可以减少热裂缺陷和减轻应力集中等问题，提高产品的质量和性能。

3.2 压力和速度控制挤压过程中的压力和速度是决定产品形状和性能的重要因素。

通过精确控制挤压机的压力和速度，可以实现对挤压过程的精准控制，提高产品的精度和一致性。

3.3 模具结构优化模具结构的合理设计对于提升挤压产品的质量和性能也至关重要。

通过减少模具的摩擦阻力、改善铝合金流动路径等措施，可以减少挤压过程中的应力和变形，提高产品的一致性和表面质量。

4. 个人观点和理解作为一名铝合金挤压工艺的写手，我对这个主题有着深刻的认识和理解。

铝合金挤压模具技术铝合金挤压模具技术是一种常用的金属加工技术，主要用于生产铝合金挤压型材。

该技术以模具为工具，将铝合金预热坯料加热到一定温度后，通过挤压机将其挤压成型，进而获得所需形状尺寸的产品。

这种技术具有高效、高精度、节能环保等特点，在很多行业得到广泛应用。

铝合金挤压模具技术的发展历史可以追溯到20世纪20年代，当时该技术主要应用于轻工业和航天航空领域。

随着科学技术的进步和工业化的发展，铝合金挤压模具技术得到了迅速普及和应用。

目前已经形成了一整套完善的挤压模具制造技术体系，广泛应用于汽车制造、建筑装饰、工程机械等多个领域。

铝合金挤压模具技术涉及到模具设计、加热坯料的选用、挤压机的选择等多个方面。

在模具设计方面，需要根据产品的形状、尺寸和技术要求进行合理的设计，以确保产品的质量和生产效率。

在挤压加工过程中，模具表面受到高温高压力的作用，因此需要选用具有高温耐磨性和高强度的材料制作模具，同时还需进行适当的表面处理，以提高模具的使用寿命。

在挤压过程中，为了保证产品的质量和尺寸精度，还需要进行一系列的控制和调整。

首先是挤压温度的控制，一般来说，铝合金的挤压温度应该在其熔点的0.7-0.8倍。

其次是挤压速度和挤压压力的控制，这两个参数的选取要根据具体产品的要求和挤压机的性能来确定。

此外，还需对挤压过程中产生的气泡、裂纹等缺陷进行控制和修复。

首先是制造成本低。

相比于其他金属加工工艺，铝合金挤压模具技术可以减少材料的浪费和加工的成本，提高生产效率和利润率。

其次是产品质量高。

铝合金挤压模具技术能够制造出形状复杂、尺寸精确、表面光滑的产品，其物理性能和力学性能优于其他加工工艺制造的产品。

再次是生产效率高。

铝合金挤压模具技术采用连续挤压的方式进行生产，不仅能够实现大批量生产，还能够实现自动化控制，提高生产效率。

最后是节能环保。

铝合金挤压模具技术不需要使用大量的能源和水资源，对环境的影响较小，符合可持续发展的要求。

铝合金挤压技术
铝合金挤压技术是一种重要的金属成形加工技术，是利用挤出机将铝合金材料加热至
一定温度后，通过挤出机挤压成型的一种技术。

铝合金挤压技术的主要优点是可以制作出
各种形状和尺寸的高强度和轻质铝合金材料，广泛应用于工程、建筑、汽车、航空航天、
电子等领域。

铝合金挤压技术的基本原理是将铝合金材料通过挤出机的料筒加热至一定温度后，通
过模具挤压成型。

在挤压过程中，铝合金材料的变形主要包括压缩变形和剪切变形。

铝合
金材料在模腔中经历表面流变变形和冷却，从而得到所需的形状和尺寸。

挤压过程中需要
严格控制挤压速度、温度和模具温度等参数，确保成品的精度和质量。

铝合金挤压技术的应用广泛，既可以制作大批量的标准化产品，也可以为客户量身定制。

在工程领域，铝合金挤压制品常用于桥梁、高速公路、地铁、轻轨、隧道、水利工程
等建设工程中，可以制作高强度的坚固、耐腐蚀的结构件。

在建筑领域，铝合金挤压制品
被广泛应用于幕墙、门窗、铁路车站、机场航站楼、商业中心等建筑物的立柱、横梁等结
构件。

在汽车工业领域，铝合金挤压制品逐渐替代了钢铁制品，用于汽车门窗、车身等组
件的制造，可以有效节约材料、降低车身重量，提高汽车整体性能。

在航空航天工业领域，铝合金挤压制品广泛用于飞机、卫星、导弹等航空航天器材的制造，具有优异的力学性能、腐蚀性能和导电性能。

总之，铝合金挤压技术是一种基础技术，可以广泛应用于各个领域，对于提高产品质量、降低成本、提高效率都具有重要意义。

随着科技的不断进步和技术的不断发展，铝合
金挤压技术也将不断得到创新和应用，为各个行业的发展和进步贡献自己的力量。