建筑铝型材挤压模具设计难点分析

按用处1.建设铝型材(分为门窗和幕墙二种).2.散热器铝型材。3.正常产业铝型材:紧要用于产业临盆创造用的,如主动化死板设施、封罩的骨架以及各公司凭借本身的死板设施请求定制开模,比方流水线运送带、擢升机、点胶机、探测设施、货架等等,电子死板行业和无尘室用得占多数。4、轨道车辆布局铝合金型材:紧要用于轨道车辆车体系造。5、装裱铝型材,制做成铝合金画框,装裱各类展览、妆饰画。按合金成份可分为、、、、、等合金商标铝型材,此中6系的最为罕见.不同的商标差别在于各类金属成份的配比是不相同的,除了罕用的门窗铝型材如60系列、70系列、80系列、90系列、幕墙系列等建设铝型材之外,产业铝型材没有明晰的型号辨别,大普遍临盆厂都是遵守客户的理论图纸加工的.

1.弁言

长远以来,建设业,稀奇是民用建设业一向是很多国度的第一支撑资产,由于它与黎民经济的进展、国民生存水准的擢升,以及社会文化的超过息息干系,在黎民经济的继续高速进展中起着举足轻重的效用。铝合金布局具备高性价比,耐腐化,无需按时修理和防腐管教,永远密封技艺和特别打算保证不漏水,精良的隔音和吸音成就,单节点起码可承袭50kg以上的悬挂分量,最大内部自承载高出吨,可直接吊装灯光、声响,无需附加安装。因而建设铝型材的模具打算也是重中之重。。。。。。

二、民用建设铝型材的特性

经济的进展和国民生存水准的擢升,督促民用建设铝合金铝型材的品种和数量敏捷增加。暂时,寰宇列国建成了上千条民用建设铝型材临盆线,其工艺安装、临盆工艺和模具的打算与创造均已基础定型,具备准则化、系列化的特性。

(1)民用建设铝型材绝大普遍采取-T5/T6铝合金临盆,这是由于铝合金质轻,有精良的塑性,工艺成形功用好,表面管教功用优秀。也许用它临盆出变通、美妙、耐用的优良铝型材。(2)寰宇上已研发出上万般建设铝型材。其横截面积范畴为0.1~cm2,外接圆直径范畴为φ8~mm,腹板厚度范畴为0.6~15mm。(3)铝型材壁薄,绝大普遍铝型材的壁厚度为0.6~2mm,形态极度繁杂,且断面变动激烈,干系尺寸精度请求高,技艺难度大,大普遍为超高精度薄壁铝型材。(4)建设铝型材中的空腹成品比例很大,空腹铝型材与实心铝型材的比例大略为1:1,况且内腔多为异型孔,有的往往为多孔异形薄壁空腹成品。(5)一组建设铝型材需求组装成不同的门窗系列或其余的建设布局,因而合营面多,安装尺寸多,妆饰面多。为了削减铝型材品种,请求铝型材具备通用性和交换性,这就擢升了铝型材的精度要乞降表面德行请求。由于民用建设铝型材具备上述特性,加大了模具打算与创造的难度。

三、民用建设铝型材模具打算难点

民用建设铝型材模具的打算除了遵守平凡模具的打算法则之外,还犹下列特性:(1)挤压机(挤压筒)的最好比压范畴为~Mpa;(2)挤压系数的最好范畴为30~80;(3)最好比压和挤压系数可经过挤压机、挤压筒、挤压工艺参数、铸锭长度以及模孔孔数来举办调理。3.1模具品种及其布局特性挤压民用建设铝型材的模具可分为平面模和空腹模两大类。空腹模又可分为平面分流组合模、星形组合模、舌型模,此中平面分流组合模最为罕用,占95%以上。平面模用于挤压实心铝型材,模型也许做得很薄,在14.7MN下列的中袖珍挤压机上哄骗的模型也许薄到25~35mm,15.7~34.3MN挤压机用的模型也许取40mm左右厚。薄模易加工创造,便于修模和抛光办事带表面。为了保证模型强度和产物尺寸褂讪性,要增多模垫的厚度或数量。平面分流组合模用于挤压空腹铝型材,因需经二次变形,故所需挤压力较大,易形成闷车。用这类模具挤压空腹铝型材,成品率较高,模具易加工创造,临盆职掌简单,能临盆各类高精度、高光洁表面的、形态繁杂的薄壁空腹铝型材和多孔空腹铝型材,但在挤压中或挤压了却时修模和整理残料较难题。星形组合模合用于形状尺寸较大的空腹铝型材,挤压力较分流模的小,铝型材成品率较高,残料整理也较简单,但模型加工较难题。舌型模残料较长,铝型材成品率低,模具加工难度介于两者之间,但挤压阻力较小,且在挤压中或挤压结果时残料简单整理纯洁,修模便利,故多用于需求较高挤压力的德行请求较高的薄壁空腹铝型材或硬合金兵工铝材,表3.1列出了3种空腹铝型材模的优毛病。

表3.23种空腹铝型材模具的对比表

模型品种

挤压工艺性

产物德行

(成品率)

模型加

工难度

整理金属和修模

合用范畴

平面分流组合模

星形组合模

舌型模

正常

中等

精良

精良

精良

不好

中等

中等

一切空腹成品

形状尺寸大的空腹铝型材

硬合金高质薄壁空腹铝型材

四、模孔在模型平面上的安置法则

(1)招斟酌铝型材挤出模孔时在出料台上的褂讪性,以防扭弯铝型材。

(2)妆饰面不要与出料台直接来往,以防划伤表面。

(3)招斟酌到靠拢挤压筒核心的金属比靠拢边际的金属崎岖较快,因而铝型材的薄壁部份应尽也许靠拢挤压筒核心。

(4)关于槽形铝型材,其模孔安置时应避免金属崎岖快慢不均而形成的舌头偏私,引发铝型材壁厚不均。

(5)断定模孔最大外接圆与模型外径间的瓜葛。

五、分流孔的形态及其在模型平面上的安置

模型入料腔的数量、形态、巨细及其在模型平面上的布列,对金属崎岖影响极大,应凭借挤压筒的巨细、产物形态、挤压产物的根数及其布列地方来断定入料腔的形态和数量。模腔的打算应保证模孔金属崎岖的平均性,在保证模型强度的前提下,应尽管打算得大一些。

5.1模孔加工尺寸确实定

模孔形状尺寸=A0+A0(1.01%~l.02%)

式中A0——铝型材形状的形式尺寸。模孔壁厚尺寸=S0+S0(1.01%~l.02%)+C式中S0——铝型材壁厚形式尺寸;C——阅历修适值。

六、模孔办事带确实定法则和办法

办事带厚薄是调度金属崎岖速率的关键要素,办事带打算不妥,铝型材各部份流出模孔的速率就不平均,挤压出的成品就会形成扭拧、蜿蜒、平面空隙大等弊病。为了正当给定办事带,招斟酌影响办事带长度的两个紧要要素。6.1,模孔布列地方对金属崎岖的影响,挤压时金属的崎岖性格是靠拢挤压筒核心部位的金属崎岖快,阔别核心的渐渐放慢。为此,如要使金属崎岖平均,必需把核心部位的模孔办事带做得厚一些,阔别核心处渐渐减薄。模孔办事带变动数值与挤压筒直径干系。6.2,铝型材壁厚对金属流速的影响。铝型材壁厚越大即模孔尺寸越大,则金属崎岖就越快,因而,为了调度流速,此处的办事带就应做得厚一些。凭借上述两个要素,模孔办事带可按下列公式盘算:

L=t·Kl·K2(4-3-15)

式中L——办事带长度/mm;t——铝型材厚度形式尺寸/mm;Kl——模型材质强度系数(≈1.5~2.0);K2——模孔地方流速差之比。

6.3,平面模模孔办事带长度确实定办法

①打算办事带长度时,以周全铝型材最难挤出(成形)部份为基准点,取该处办事带长度为成品厚度的l.5~2倍。铝型材的壁厚为t,由于其宽度较大,两头部出料较难(见虚线部份),故以此处做为打算办事带的基准点,取L=(1.5~2)t。

②与基准点相邻部位的办事带长度比基准点办事带长1mm。③铝型材厚度不异部位,如其间隔挤压筒核心的间隔相等,办事带的长度应相等。④由模型中默算起,每阔别核心10mm则其办事带应响应削减。

表6铝型材厚度及离核心间隔与办事带长度对应瓜葛

铝型材厚度/mm

离核心每相距l0mm办事带增减数值/mm

1.2

1.5

2.0

2.5

3.0

0.2

0.23

0.30

0.35

0.40

⑤其余环境不异时,办事带的长度与该处的厚度成正比。比方:t1=1mm处办事带长L1,=2mm,t2=1.5mm处的办事带长度L2为3mm。

⑥铝型材螺孔处,办事带应增多1mm,铝型材双方交代处有圆弧R的处所,办事带应增大1mm。⑦铝型材模孔的端部,因三面碰壁,金属流速较慢,故此处的办事带应削减lmm。

(a)——螺丝孔处增多lmm;(b)——圆弧处增多1mm。

6.4,分流组合模模孔办事带长度确实定办法

①桥底人料难题处办事带长度为铝型材厚度之两倍,即L=2t。靠拢入料口处的模孔,因金属崎岖较好,办事带应为2t+1mm。②铝型材空腹部份办事带长度与通位长度L干系。当L=15~20mm时,办事带长度为2t+1+0.5mm;L=21~30mm时,办事带长度为2t+1+1mm;L=30mm以上时,按上述比例增多。

③与空腹部份(通心部份)贯串的实心模孔部份的办事带,与分流孔的巨细、形态和散布干系,桥底及入料不直接流人的模孔办事带取3倍厚度加lmm,即L=3t+1mm,入料直接流人的模孔办事带取厚度的4~5倍,即L=(4~5)t。

七、调度金属流速的特别办法

(1)导流法。在模型办事端面上做一个深度15~20mm的凹兜,将金属导入模孔并用正当打算导流孔的巨细和形态来调理金属的流速。如关于槽形铝型材,罕见的两种弊病便可用导流法来办理。

(2)促流法。在模型办事端面做成各类不同的促流角,来调度金属的流速,如壁厚变动的楔形铝型材,在窄孔处促流角做得大一些,在宽孔处促流角做得小一些,但最大促流角不得大于45°。

(3)阻塞法。在模型办事带端面凭借铝型材壁厚打算成不同的阻塞角,来调理金属流速。

八、空刀的打算安置法则

(1)关于正常铝型材模来讲,空刀部位尺寸比模孔尺寸大3mm(单边l.5mm),关于小规格或薄壁铝型材,为了调和干系地方或为了增大模型的强度,空刀尺寸可减小到单边0.5~1mm。(2)为了避免铝型材与模壁相擦,空刀部份可采取3°~5°的锥形出口。(3)铝型材的螺丝孔及毛条坑位后的空刀应合适减短。(4)易堵模的铝型材,空刀部份应做成锥形。(5)为保证铝型材能告成经过模孔,模型空刀部份、模垫、模支承垫的尺寸

正常按下列法则断定:模型空刀尺寸=模孔尺寸+(1~3)mm;模垫尺寸=模孔尺寸+(6~12)mm;模支承垫尺寸=模孔尺寸+(10~20)mm。

久、模型厚度的打算法则

关于民用建设铝型材,平面模的厚度正常取40~80mm,分流组合模的厚度由强度校核断定,正常而论取80~mm,导流模的厚度正常取35~75mm。

十、模型强度的校核安置

由于民用建设铝型材品种稠密,形态繁杂况且多系薄壁铝型材或空腹铝型材,这给模具的布局取舍和强度校核带来了确定的难题。为简化起见,将民用建设铝型材模概括为平面模和分流组合模来举办强度校核。(1)平面模举办强度校核的紧要有槽形模、双孔带板模和半空腹铝型材模。正常环境下可用下述公式来盘算:

式中n——平安系数;P——挤压机的最大比压;B、B1——模型和模垫危险断面的宽度;H、H1——模型和模垫的厚度;F——模型受压面积;[σb]、[σb’]——模型和模垫材料的许用强度。以一个半空腹铝型材为例盘算强度。挤压机为17.6MN,挤压筒的比压P=MPa,[σb]=[σb’]=MPa,H=38.1,H=38.1mm,Hl63.5mm,B=9mm,Bl12-(2×3.5)=5mm。

因而,基础上是平安的。(2)分流组合模的强度校核正常按上面公式盘算:

式中b、h——别离为分流组合模上模的桥宽和桥厚;[σb]——模具材料的许用强度;P——挤压筒最大比压;F——模型受压面积。以一个平面分流模为例盘算强度。挤压功用力为17.6MN,挤压筒比压P=MPa,[σb]=MPa,b=30mm,h=40mm。

十一

十一、模具的安装方法

十二

十二、模具的材料及硬度

民用建设铝型材模具罕用的材料H13钢及哄骗硬度下列:模型,材料3Cr2W8V,HRC为48~52;材料4CrMoSiVl,HRC为46~50。模垫及其余模具组件,材料5CrNiM0、5CrNiW等,HRC=40~45。受力较大的模垫,应采取4Cr5MoSiVl钢,热管教后HRC为46~50。

实心模具安装图1——模型;2——模垫;3——模套;4——模座;5——模后座;6——定位销

分流组合模安装图1——阳模;2——阴模;3——模套4——模座;5——模后座;6——定位销

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