几种常见工业铝型材模具设计方案实例分享

1、 阶段变断面铝型材模的设计

1．1阶段变断面铝型材模具的结构要素与设计特点

用两套分瓣模分步挤压根基 铝型材部份 和年夜 头部份 的方式 是挤压阶段变断面铝型材的最经常使用 的方式 。这类 挤压用模具的特点是，铝型材和过渡区设计成一套模子，一而年夜 头部份 设计成另外一 套模子。

用两套可拆开的模子挤压阶段变断面铝型材时，要求其模具的拆开与装配应十分便利。同时，在挤压进程 中要连结 必然 的完全 性和不变性，即在挤压时尺寸不发生任何转变 ，是以 ，模具的外形结构和尺寸与一般铝型材模具分歧 ，而应合适 于阶段变断面铝型材挤压的特点。阶段变断面铝型材模具的外形结构和尺寸如图4—3—49和表4—3—9所示。

表4-3—9阶段变断面铝型材模具的外形尺寸表

挤压机吨位/MN

挤压的确 径/mm

模子种类

模子尺寸/ram

φ1

φ2

φ3

φ4

H

h

20

200

铝型材模

尾端模

225

225

200

―

216

216

―

205.5

125

105

93

93

20

170

铝型材模

尾端模

195

195

170

―

187

187

―

―

125

105

93

93

12.5

130

铝型材模

尾端模

195

195

130

―

187

187

175.3

133.4

110

95

82

82

图4—3—49阶段变断面铝型材模具的外形结构图

(a)——挤压根基 铝型材部份 的铝型材模；(b)——挤压尾端年夜 头部份 的尾端模

为了便利替换 模具，可拆开的铝型材模的厚度应比尾端“年夜 头”模厚15～20mm。为使模具在拆换进程 中的操作便利，在每瓣铝型材模块的后背均钻有一个φ20～30mm的孔。

为了连结 模具在挤压进程 中的完全 性，采取 前后锥角同时配合的方式 ，其前锥角为l0°，与挤压筒衬套相配合，厥后 锥角为4°，与压型嘴(模支承)相配合，并应响应 设计一套挤压阶段变断面铝型材专用的压型嘴和挤压筒内套。

压型嘴(模支承)的出口尺寸与外形 与变断面铝型材年夜 头部份 的外形 类似 ，在连结 年夜 头能顺遂 经由过程 的前提 下，其尺寸应尽量缩小以提高模孔尺寸的不变性。

应公道 选择和加工模子的线性配合尺寸h。当尺寸h跨越 上误差 时，模具不能组成抱负的整体，挤压出的铝型材尺寸可能超差，当尺寸h超下误差 时，虽然模具能组成一个抱负的整体，但拆卸模具时将造成很年夜 坚苦。是以 ，尺寸h的加工误差 应小于0.1mm。

1．2模子分模面切实其实 定

铝型材模分瓣情势 和块数凭据 铝型材外形 来肯定 。分模面的位置该当 是便于拆卸和安装，既包管 制品的尺寸，又不毁伤 铝型材轮廓。铝型材模一般可分成三瓣(对 “⊥”、“П”字铝型材)或四瓣(对 “工”字铝型材)。对 “工”字铝型材来讲 ，为了便利卸模，其上下平面之间应做成l°～2°的倾角，即拔模角，见图4—3—50。

年夜 头(尾端)模的模孔外形 应与铝型材类似 ，分瓣的情势 应便于装卸，不毁伤 制品轮廓，一般来讲 ，尾端模可分成摆布对称的两瓣，见图4—3—51。

图4—3—50“工”字铝型材的拔模角示意图

1．3过渡区的设计

在铝型材模上有一段长约25mm的联接年夜 头和根基 铝型材断面的过渡区，其进口 尺寸小于尾端模孔尺寸(沿周边缩小2mm)，而用平均 油滑 过渡的曲线与根基 铝型材模孔相联，图4—3—52为带有过渡区的“П”字铝型材的铝型材模孔立体剖视图，图4—3—53为“工”字铝型材模的过渡区，25mm为过渡区深度。如过渡区进口 与铝型材模孔之问的联接圆弧的曲率半径R较小时，将构成 一段死区，如α-α剖面Ⅱ侧所示，可能在铝型材过渡区部位呈现粗晶。为了削减 这类 粗晶的呈现，可把过渡区联接圆弧的曲率半径R增年夜 ，使之近似等于金属的天然 流动角，如。一口剖面所示。

图4—3—51分模面示意图

(a)——铝型材模；(b)——尾端模

图4—3—52阶段变断面铝型材模立体剖视图

1——过渡区；2——模孔

图4—3—53阶段变断面铝型材的过渡区示意图

R较年夜 ，构成 天然 流动角；Rl较小，易构成 死区

1．4模孔尺寸切实其实 定

影响阶段变断面铝型材模和尾端模的模孔尺寸与工作带长短的身分 及计较原则与通俗 铝型材模基底细同，然则 斟酌 到阶段变断面铝型材模具的结构特点，其模孔尺寸均应比通俗 铝型材模小0.1～0.2mm。为了包管 年夜 头部份 挤压时的金属流动平均 性，以削减 其对铝型材部份 根部的影响，尾端模的工作带长度可在很宽的局限 内转变 (2～25mm)。

模孔尺寸的具体计较可参照以下公式进行，外形轮廓尺寸、高度和宽度B的计较方式 统一 般铝型材模的计较方式 。

Bl=B(1+μ)+K(4—3—18)

Hl=H(1+μ)+K(4—3—19)

　　式中Bl、Hl——别离为模孔尺寸；

B、H——别离为铝型材公称尺寸；

μ——综合批改 系数，斟酌 到热缩短 量，拉矫变形量，模子自己 的弹塑性曲折 等身分 的影响，对铝合金来讲 ，取0.7～1.0%。

K——尺寸正公役 。

b1=b+k(4—3—20)

式中　b1——模孔尺寸；

b——铝型材壁厚尺寸；

K——尺寸正公役 。

扩口尺寸l

l1=l–1/2K(4—3—21)

式中　l1——扩口处模孔尺寸；

l——铝型材扩口处尺寸；

K——扩口尺寸正公役 。

1．5阶段变断面铝型材模具设计举例

图形卡4—3—54～图4—3—56别离为某飞机上用的7075-T6合金阶段变断面铝型材的产物 图、铝型材模具图和尾端模具图。

图4—3-547075-T6合金变断面铝型材图

(a)——年夜 头部份 ；(b)——铝型材部份

①、②、③——别离为年夜 头、铝型材和过渡区取样处

图4—3—55变断面铝型材模具图

图4—3—56变断面铝型材的尾端(年夜 头部份 )模具图

2、 年夜 型扁宽壁板铝型材挤压模具设计手艺

2．1年夜 型扁宽壁板铝型材挤压模具结构及其特点

1)模具结构

较为经常使用 的有扁模结构系统、圆模结构系统、宽展模结构系统、分流组合模结构系统和带筋管挤压对象 结构系统。

(1)扁模结构系统

扁模挤压的首要 长处 是可节约年夜 量珍贵 的高级合金模具钢材，由于模子的体积削减 ，质量变轻，在加工制造时对照 轻便 。但用这类 模子挤压时，壁板的腹板会明明变薄，此中间 部位尤其 严重。这是由于感化 于模子端面上的磨擦 应力(等于塑性变形区的单元 流动压力)，使模子发生 了曲折 变形。

由于单元 流动压力的标的目的与磨擦 力的标的目的相反，模孔端面上受的力，在很年夜 水平 上可用模子端面上构成 的倾斜度来平衡。模子端面的倾角每每不该 年夜 于7°～l0°。

由于 在挤压进程 中引发 模孔缩短 的力是不平均 的，因此 模孔变形可呈现明明的差别 ，这类 差别 沿壁板标的目的可达0.3mm以上。

(2)圆模结构系统

与扁模子系统比拟 ，圆模子系统具有比扁挤压筒长轴标的目的上年夜 很多 的抗弯矩能力。所以，在年夜 多半 情形 下，用圆模结构系统来挤压带筋壁板。

图4—3—57为用于50MN挤压机上挤压宽带筋壁板的圆模结构系统及尺寸。

图4—3—57用扁挤压筒挤压壁板的圆形模具结构组件图

(a)——50MN挤压机用；(b)——l25MN挤压机用

圆形模子结构系统包罗圆形模子、模垫、模环及与之相配的模支承。

在挤压进程 中，把安装在圆形模支承中的圆模子接近 挤压筒的端面。为了确保接触慎密 和避免 金属溢出，要尽量削减 模子与挤压筒的接触面，增年夜 接触应力。

圆模子的变形比扁模子的变形小很多 ，虽然 如斯 ，圆模子依然 会发生相昔时 夜 的弹性变形，在很多情形 下，挤压时还会发生塑性变形。

(3)宽展模结构系统

在没有扁挤压筒的挤压机上，为了挤压外接圆直径年夜 于圆筒直径的扁宽铝型材或壁板，可以在一般的成形模(平面模或 组合模)前边，接近 挤压筒的工作端，增设一个宽展模，宽展模的模腔具有哑铃形断面，呈喇叭形向前扩大 。当圆形铸锭镦粗后经由过程 宽展模时，发生 第一次变形，其厚度变薄，宽度逐步 增年夜 到年夜 于圆挤压筒直径，然后经由过程 成形模发生 二次变形，如许 ，宽展模起到了扁挤压筒的感化 。

(4)空心壁板挤压模系统

跟着 挤压手艺 的成长 和模具结构的改良，呈现了用舌型模挤压法，叉架模挤压法和平面分流模挤压法生产多孔空心壁板的方案。从扩年夜 产物 品种局限 ，提高生产效力 和制品 率等方面来看，平面分流组合挤压法是生产多孔空心壁板最有用 的方式 。用这类 方式 可以在通俗 型棒挤压机上用实心铸锭经由过程 圆筒法、扁筒法和宽展法获得分歧 材料，分歧 宽度，外形 复杂，表里 轮廓光洁的多孔空心壁板。

(5)带筋管挤压对象 结构系统

在圆挤压筒上用挤压圆带筋管并随后剖分、睁开 、精整的方式 可以生产宽度2m以上的特年夜 型整体带筋壁板。因采取 空心铸锭和穿孔针，故提高了挤压筒的比压，但响应 削减 了铸锭的体积，从而使壁板的长度遭到 了限制。

带筋管挤压一般在50MN以上的年夜 型挤压机长进 行，为了提高产物 品质，削减 挤压力，提高生产效力 ，带筋管的反挤压法获得了普遍 的运用 。

带筋管挤压对象 结构与无缝管挤压的对象 结构基底细同，首要 包罗穿孔针系统和模子组件。若是生产内带筋管，则在穿孔机针上应开出筋槽，针的加工和补缀 十分坚苦。若是生产外带筋管，则筋槽开在模子上，这与通俗 铝型材模生产类似 ，加工、装配和补缀 都对照 便利，是以 ，在生产中均采取 后一种对象 结构。

2．2模具设计及举例

1)模具设计

用平板法挤压壁板时的应力应变状态十分复杂，金属流动极不平均 ，挤生产 物 的前端与尾端、中间 与边沿 的尺寸常常 相差很年夜 (有时达0.8～1.0mm)；易发生 海浪 、扭拧、刀弯等废品，模子易开裂变形。是以 ，除 公道 设计铝型材，严酷节制 工艺身分 之外，对铝型材在平面模子上的安顿，模腔尺寸和工作带(阻碍角或助推角)，模子外形等应作公道 的斟酌 。

为了调剂 流速，公道 分派 金属流量，改良 流动特征 ，对称型壁板应尽量使模孔截面中间 与挤压筒截面中间 相吻合。纰谬 称型壁板应恰当 增添 工艺余量，以削减 其纰谬 称性。对 腹板厚度分歧 的壁板，应使较薄的部份 接近 挤压筒的中间 。

在肯定 模孔尺寸时，首要 斟酌 热缩短 、模孔的弹性与塑性变形，模子的整体曲折 和拉伸矫直时制品尺寸的转变 等身分 。在挤压壁板时，由于各部份 的尺寸转变 纪律 有很年夜 差别 ，所以在设计时，模孔尺寸应分成几部份 来进行计较。好比 ，带“T”字形筋条的壁板，可以分为两部份 ——底板部份 和筋条部份 来斟酌 。宽厚比年夜 的底板尺寸(包罗相干 尺寸)，由于模子的弹性与塑性变形、模子整体曲折 的影响，挤压时有严重的减薄现象，减薄的水平 与合金成份 、壁板的外形 、规格、宽厚比、工艺轨制 、模子强度(模子材料和外形尺寸)等有关，有时达3mm以上。所以在肯定 底板部份 的模孔尺寸时，名义尺寸应加上手艺 前提 所答应 的最年夜 正公役 ；为了抵偿弹性和塑性变形，凭据 壁板宽度及其与挤压筒的相对位置，应把模孔尺寸增年夜 0.8～1.3mm；为了抵偿模子的整体弹性曲折 ，模孔尺寸应从双方 向中部平均 地增添 l～1.65mm。

生产实践表白，模孔的整体曲折 首要 取决于壁板底板模孔的宽度、厚度及相对 挤压筒中间 的位置。在设计模孔尺寸时，一般来讲 ，中间 部份 应比壁板的名义尺寸年夜 2.5mm摆布，而两侧边的尺寸应比名义尺寸年夜 l.5mm摆布。

除 底板之外 的筋条部份 ，受弹性、塑性紧缩 的和 整体曲折 的影响极小，可按通俗 铝型材的转变 纪律 来设计这些部份 的模腔尺寸。为了调理 金属流速，改良 变形前提 ，必需 公道 设计模子的工作带长度，它首要 与铝型材设计的部位距挤压筒中间 的距离有关，一般取5～15mm。经验证实 ，对宽厚比年夜 的壁板阻碍角的意义其实不 年夜 。

为了加速金属向窄流动，填补 挤压模孔的变形，有时在模子工作端面上作6°～8°的助推角，如图4—3—58。

模子强度对壁板的成形和尺寸精度有很年夜 影响，所以要选择公道 的模子外形、优良 的模具材料和恰当 的热处置硬度。对 年夜 型挤压机，一般采取 如图4—3—59所示的模子外形结构和尺寸，选用3Cr2W8V钢或4Cr5MoSiVl钢作为

模具材料，热处置后硬度为46～50HRC。

2)典型年夜 型壁板模具设计举例

图4—3—59到4—3—62别离为用扁挤压筒法和圆筒带筋管法挤压壁板及空心壁板模具设计方案图。

图4—3—58壁板模子设计中的助推角示意图

β推角，取6°～8°

图4—3—59年夜 型七孔空心壁板模具结构图

125MN挤压机φ650mm圆挤压筒

图4-3-60在200MN挤压机上用1100mm×300mm扁挤压筒挤压壁板的模孔尺寸和工作带图示

图4—3—61125MN挤压机上φ800mm挤压筒挤压带筋管模具图(反向挤压法)

3、 航天航空、交通运输用年夜 型特种铝型材挤压模的设计手艺

3．1航天航空用年夜 型特种铝型材模的设计

航空航天用年夜 梁铝型材是承受重载的关头结构部件，首要 用2XXX系硬铝合金和7XXX系超硬铝合金制造，近些年 来，愈来愈 普遍 地使用6061、6013等6XXX系合金和5056、5083等5XXX系合金。这些铝合金的变形抗力较年夜 ，挤压性较差，很难用焊接挤压法生产空心制品。同时，这类铝型材的断面尺寸年夜 ，外形轮廓年夜 并且 外形 复杂，壁厚转变 猛烈 ，对称性很差。这些都给挤压模具的设计带来坚苦。

航空航天用年夜 型铝合金特种铝型材种类很多，挤压模具的设计方式 也各别 。图4—3—63为典型的飞机机翼年夜 梁铝型材模具设计方案图。图4—3—64为典型飞机用整体带筋壁板铝型材挤压模具设计图。图4—3-65和图4—3—66为飞机用无缝异形空心铝型材和导弹挂排挤 心铝型材挤压模具设计图示。

图4—3—62年夜 型空心壁板模具图

(200MN挤压机，φ650mm圆挤压筒，叉架势 )

图4—3—63飞机机翼实心年夜 梁铝型材挤压模具设计图示

(125MN，φ650mm挤压筒，2024－T4，阻碍角l0°)

(c)

续(c)

图4—3—64飞机用机翼带筋壁板铝型材挤压模具图示及尺寸设计表

(80/95MN，口670×270mm，扁挤压筒7075-T6)

(a)——设计方案图；(b)——尺寸设计图示；(c)——模孔尺寸与制品尺寸对照表

图4—3—65直升机无缝异形空心旋翼年夜 梁铝型材挤压模具设计图示

(80/95MN，φ500mm挤压筒，6061-T6)

(a)——铝型材图；(b)——针尖设计图；(c)——模具设计图

图4—3—66导弹挂架无缝空心异形铝型材挤压模具设计图示

(35MN，φ320mm挤压筒，7075－T6)

3．2交通运输用年夜 型特种铝型材模的设计

交通运输用年夜 铝型材首要 用作车体和其他重要受力部件。一般用6005A、6061、6082和7005铝合金制造。这些中等强度铝合金，其挤压性年夜 年夜 低于6063合金。同时，交通运输年夜 铝型材品种多，年夜 多为年夜 型、薄壁、高精、复杂的空心和实心铝合金铝型材，断面尺寸年夜 ，精度要求高，壁厚转变 急剧，并且 长度一般在12～30m，形位公役 很严。这些都给模具设计与制造带来了很年夜 的坚苦，是以 ，轨道车辆年夜 铝型材都要求用专用模具来挤压。不但 设计要采取 特别办法 和进行切确查对 ，并且 其制造加工也要求采取 特种装备 和专用工艺。材料一般用4Cr5MoSiVl或3Cr2W8V高强耐热模具钢，经特别热处置后，达45～50HRC。图4—3—67～图4—3—70为典型的交通运输铝合金铝型材挤压模设计方案图。

4、 其他几种常见的挤压模设计手艺

4．1宽展模设计手艺

宽展模的设计既要斟酌 金属易流动，能充实填充，尽量 削减 挤压力，又要包管 有足够的强度，能作为圆挤压筒的延长 部份 ，在卑劣 的前提 下进行工作。是以 ，在设计宽展模时首要 应斟酌 ：宽展量△B、宽展变形率δB％、宽展角β、宽展模的内腔尺寸、宽展模的外径DB和厚度HB。计较示意图见图4—3—71。

1)宽展量△B、宽展变形率δB和宽展角β切实其实 定

宽展量△B是铸锭经宽展变形后的最年夜 宽度与圆挤压筒直径之差，△B=B2－DH。

为了阐扬宽展挤压的感化 ，△B应越年夜 越好，但△B的年夜 小又受金属流动、压力的角度传递损掉 和模子强度等身分 的影响，不宜过年夜 。△B的值可凭据 挤压筒尺寸和挤压机吨位取20～180mm，10MN以下的挤压机取下限，80MN以上的挤压机取上限。

宽展变形率

图4—3—67高速列车车厢 用地板铝合金铝型材挤压模具设计图示

(80/95MN，670×270扁挤压筒，6005A-T6)

(a)——铝型材图；(b)——模具设计方案图

B1、B2别离为宽展模进口 与出口处的宽度。凭据 挤压筒的尺寸和比压和 铝型材宽度，δB可取l5%～35%。

宽展角β由宽展量和模子厚度来肯定 ，tgβ=（B2-B1）/2HB为了便于金属流动，削减 挤压力，一般应使β与金属的天然 流动角相吻合，在λ=10～30的情形 下，β可取30°摆布。

2)宽展模尺寸切实其实 定

(1)生齿 宽度B1一般比挤压筒直径小l0mm摆布，B1过年夜 会影响产物 品质，B1太小 则阐扬不了宽展挤压的感化 。

(2)出口宽度B2应凭据 挤压铝型材尺寸、宽展量、模子外径和厚度等因夙来 选择。

(3)宽展孔的高度hB应凭据 铝型材高度、第一次变形量年夜 小(μ)和模子强度等来肯定 。一般应包管 μ1≤3～5。

(4)宽展模的厚度HB，首要 决议于模子强度、宽展角和 挤压力等身分 。

3)强度校核与材料选择

宽展模是圆挤压筒的延长 部份 ，其受力状态和工作前提 根基 上与圆挤压筒类似 ，并且 没有挤压筒的多层预紧力感化 ，所以应选择优良 高强耐热合金钢制造。一般采取 3Cr2W8V或4Cr5MoSiVl钢，包管 在500℃的前提 下[σb]≥1000MPa，HRC=44～52。为了包管 宽展模的强度，必需 校订 宽展模危险断面处的抗压强度，知足 σ压≤0．7[σb]。

图4-3-68地铁车厢 转角铝合金铝型材挤压模具设计图示

(80/95MN，φ580mm挤压筒，6005A-T6)

图4-3-69奢华 年夜 巴汽车铝型材挤压模具设计图示

(25MN，φ260mm挤压筒，6082－T6)

图4—3—70集装箱铝合金铝型材挤压模具设计举例

(36MN，φ320mm挤压筒，6061－T6)

(a)——上模；(b)——下模

图4—3—71宽展模设计计较示意图

4)宽展模设计举例

图4—3—72为LX725铝型材的宽展模与铝型材模孔图，表4—3—10为其模孔设计尺寸。

图4—3—72LX725铝型材宽展模设计图

(a)——铝型材图；(b)——宽展模设计图

表4-3—10LX725铝型材模孔设计尺寸表(与图4—3—72(a)对应)

尺寸

L

H

B

b

S

S1

L1

L2

铝型材名义尺寸/mm

模孔设计尺寸/mm

挤压铝型材现实 尺寸/mm

429+10

439+1

436

43±0.6

43.8

43.5

51±0.6

51.8

50.9

7±0.3

7.5

6.9

13±0.4

13.4

13.1

6.5±O.25

6.9

6.3

nok="f" gradientshapeok="t" o:connecttype="rect">

60

59

116±1.2

118.5

118

4．2导流模的设计

导流模又称前室模，其本色 是在铝型材模前面加放一个型腔，其外形 为与铝型材外形类似 的异形或与铝型材最年夜 外形尺寸相当的矩形(见图4—3—73)。铸锭镦粗后，先经由过程 导流模发生 预变形，金属进行第一次分派 ，构成 与铝型材类似 的坯料，然后再进行第二次变形，挤压出各类 断面的铝型材。采取 导流模不但 可增年夜 坯料与铝型材的几何类似 性，便于节制 金属流动稀奇是当挤压截面不同很年夜 的铝型材时能起到调理 金属流速的感化 ，使壁薄、外形 复杂、难度年夜 的铝型材易成形，并且 能挤压外接圆尺寸较年夜 的铝型材(如宽展挤压)，削减 产物 扭拧和曲折 变形，改良 模具的受力前提 ，实现一连 挤压，年夜 年夜 提高制品 率和模具寿命，稀奇是对 舌比年夜 于3的散热片铝型材及其他外形 异常复杂的铝型材来讲 ，用通俗 平面模几近 没法 挤压，而采取 导流模可以使 模具寿命提高几十倍。

图4—3—73导流模结构图

1——导流模；2——铝型材模；3——模垫

这类 模具的首要 弱点是金属需经二次变形，挤压力高于一般平面模，是以 ，首要 用于挤压纯铝，或软合金铝型材。除 难于成形的散热片铝型材之外 ，6063平易近 用建筑铝型材也经常使用 这类 情势 的模子挤压。导流模与挤压机后部的牵引机构配合，可最年夜 限度的削减 铝型材的弯扭变形、简化工艺流程节约 工艺装备，从而年夜 年夜 提高了铝型材的生产效力 和产物 品质。

导流模的根基 结构情势 有两种，一种是将导流模和铝型材模分隔制造，然后组装成一个整体进行使用，另外一 种是直接将导流模和铝型材模加工成一个整体。可以凭据 挤压机的结构、产物 特点和 模具装配结构的分歧 ，选择分歧 的模具结构。

导流模的设计原则是有益 于金属预分派 和金属流速的调剂 ，一般来讲 ，导流模的轮廓尺寸应比铝型材的外形轮廓尺寸年夜 6～15mm。导流孔的深度可取15～25mm，导流孔的进口 最好作成3°～l5°的导流角，导流模腔的各点应平均 油滑 过渡，轮廓应光洁，以削减 磨擦 阻力。

图4—3—74为模孔经由过程 平模圆心的薄板挤压和设置装备摆设 三种分歧 型腔的导流模及挤出铝合金铝型材的前端外形 。

图4—3—74挤压薄板的平模和设置装备摆设 分歧 型腔的导流模后挤出板料的前端外形

由图4—3—74第二格可以看出，采取 初始设计的导流模腔，挤出铝型材的前端中间 部位的外凸量由不加导流模的3.5mm减小到2.5mm。加年夜 导流模两侧端部的圆角半径后，挤出铝型材的前端根基 平齐。继续加年夜 两真个 圆角半径，并加年夜 中间 到双方 的启齿 宽度转变 ，则挤出板料前真个 中间 部位呈现内凹。这申明 板料两侧的流速已年夜 于中间 部位。

图4—3—75为一种复杂铝型材设置装备摆设 分歧 型腔导流模后的实验 效果 。为战胜 铝型材前端起皱和海浪 等缺点 ，导流模子 腔不单要在端部加年夜 尺寸，并且 在支叉和折弯处也要恰当 加年夜 ，不然 会发生 局部滞后，有时还可配合在局部削减 工作带。实验 表白，如导流模子 腔局部过年夜 ，也要影响其余部份 ，使出口流速散布 不平均 。

以上实验 效果 表白，平模上设置装备摆设 设计公道 的导流模后，可有用 地节制 变形金属的出口流速，获得 及格 的挤压抑 品。

图4—3-75铝型材平模和设置装备摆设 分歧 孔型导流模挤压件的前端示意图

　　当导流模(槽)首要 起焊合感化 时，导流模(槽)的厚度按表4—3—11设计，以包管 铝型材跟尾 处焊缝具有必然 的力学机能 ，使挤压牵引铝型材和随后的拉伸矫直时不拉断，而能平安 的一连 的功课 。图4—3—76为导流模设计的两个实例。图4—3—77和图4—3—78为两种典型导流槽设计方案。

表4—3—11导流模(槽)的厚(深)度H表

筒径φ/ram

115

130

170

225

250

≥360

H/mm

10

15

20

25

30

40

图4—3—76导流模设计两个实例

(未注工作带为0.4mm)

图4—3—77双孔等壁铝型材导流槽的设计原则

H=0.7Tmax：Tmin=H

图4—3—78对称挤压导流模(槽)的设计原则

H为导流模(槽)厚(深)度

导流孔的外形应滑腻 (图4—3—79)，今朝 有两种定见 ，一种是外形不答应 保存尖角；另外一 种是内圆角处可所以 尖角。一般来讲 ，导流孔外形不但 滑，金属在模面上会发生紊流而发生 轮廓应力，或不能同步导流模而呈现流线，铝型材经氧化后呈现色差。而内圆角处做成尖角的来由 是由于 这类 情势 能更好地节制 金属流动，当呈现轮廓品质问题时再修成圆角也很便利，所以很多工场 采取 图4—3—79所示(a)种情势 。

导流腔壁通常为 垂直模子平面的。切残料时常常 把导流腔内的金属拉出，而使端面呈现洞窟，再挤下一个锭时就把空气封锁在洞窟里，而使铝型材轮廓呈现气泡，影响轮廓品质。当呈现这类 情形 时，可将导流孔做成如图4—3—80所示的情势 。导流孔壁与挤压标的目的成3°～5°角。

图4—3—79导流孔的模腔图

图4—3—80锥式进口 导流模图

4．3异形空心铝型材穿孔挤压用模具的设计

1)异形空心铝型材的挤压方式

今朝 生产铝合金异形空心铝型材的方式 首要 有两种：一种是用空心圆锭，在挤压力的感化 下，迫使挤压筒中的金属从针尖与模孔的间隙中流出而构成 无缝异形空心铝型材。另外一 种是用实心圆锭，在挤压力的感化 下，迫使挤压笥中的金属经由过程 平面分流模或桥式舌形模被劈成两股或多股流人焊合室，然后在高温、高压、高真空的前提 下从头焊归并 流经舌头与模孔间的间隙构成 异形空心铝型材。前者是今朝 生产单孔管材最经常使用 的方式 ，但不宜生产异形空心铝型材。由于 用此法需要严酷的工艺润滑，产物 内轮廓不但 滑，易发生 擦伤、划伤、气泡、起皮等缺点 ，壁厚误差 也难于节制 ，是以 ，制品 率较低，尔后 者虽内轮廓品质好，壁厚平均 ，但存在焊缝、产物 断面组织机能 不平均 ，焊缝品质不不变，所以制品 率也很低。

为了战胜 上述方式 的弱点，比来 几年来，起头时研究用穿孔挤压法生产年夜 型无缝异形空心铝型材。用该法生产的产物 ，外形 复杂，无焊缝，组织机能 平均 不变，内轮廓滑腻 ，制品 率年夜 为提高。例如直升飞机空心旋翼年夜 梁，国表里 的传统方式 是用舌形挤压有缝空心铝型材，不但 模具的设计、制造十分坚苦，残料长且离散未便 ，制品 率较低，并且 ，因有焊缝，组织机能 不不变。稀奇是整体疲惫 陛能低，所以旋翼的航行寿命短(仅400h摆布)，而用穿孔法挤压的无缝空心旋翼年夜 梁，可以使 旋翼的航行寿命延长到1600h摆布。固然 ，用穿孔法生产异形空心铝型材仍有很多 问题，如偏疼、断针、“袋形管”的真空度等等。

2)对象 装配图及模具设计特点

(1)穿孔挤压的对象 装配简图

穿孔挤压就是在带自力 穿孔系统的挤压机上，穿孔针在穿孔力的感化 下强迫 穿透实心铸锭，然后把针尖固定在模孔工作带的恰当 位置，用挤压轴将挤压筒中的金属挤出针尖与模孔间的间隙而构成 空心制品的方式 。在125MN挤压机的+650mm挤压筒上用穿孔法挤压Z8X－3的对象 装配简图示于图4—3—81中。

图4—3—81穿孔挤压对象 装配简图

1——模套；2——模垫；3——模子；4——针前端；5——针后端；6——铜套；7——导套；

8——针支承；9——压杆背帽；10——背帽；11——空心挤压轴；l2——筒内套；l3——筒外衣 ；

14——挤压垫片；15——铸锭；l6——支承环；l7——八方套；l8——导路

　　(2)模具设计特点

　　穿孔挤压法的对象 装配和模具结构与通俗 无缝管材挤压法类似 ，但穿孔挤压时的金属流动特点和应力应变状态和 变形进程 中的挤压力和穿孔力的转变 有其奇特 的地方 ，故其年夜 型对象 和模具较之一般空心锭挤压的工模具也有一些不同，以下以Z8X－3铝型材为例来讲 明一下这些不同要点。

①Z8X－3是一种直升飞机用的异形空心旋翼年夜 梁铝型材，其断面积较年夜 (约140cm2)，定尺长(9.5—11m)，外形 复杂，尺寸多，公役 要求来，(见图4—3—65(a))加上 采取 无润滑穿孔挤压工艺，要求避免 断针和削减 偏疼，是以 给工模具的设计带来了很年夜 坚苦。

②导向铜套与挤压轴内孔间和 挤压垫片与针后端间的间隙较小，以包管 对正中间 。

③应调剂 各罗纹 毗连部份 的公役 ，确保在紧固状态下工作，使穿孔系统能承受拉、压应力。

④为减缓针后端向针尖的突变，避免 针尖变形和断裂，用特制木模在仿形铣床长进 行特别过渡。同时将针尖工作部份 由200mm缩短到80mm摆布。

⑤为削减 穿孔力，削减 偏疼，改良 内轮廓质量和便于清算 残料，对穿孔针，挤压垫片和模子的结构，尺寸进行了恰当 的点窜 。

⑥为削减 偏疼，模具与压型嘴间的间隙公役 较一般挤压要小l～2mm。

⑦针尖是节制 内孔尺寸、外形 和轮廓质量的关头对象 。凭据 铝型材内腔尺寸及其公役 ，斟酌 到线膨胀系数和拉伸量等，Z8X－3铝型材用针尖的外形 、结构与工作尺寸等示于图4—3—65(b)中。

⑧模子用来节制 铝型材外形，模腔尺寸应凭据 铝型材尺寸、公役 、线膨胀系数和拉伸量来肯定 。

为避免 扭曲、刀弯等对其工作带进行了严酷的计较，图4—3—65(c)为Z8X－3铝型材模子简图。

⑨年夜 型对象 用5CrNiMo合金钢制造，淬火后硬度为42～46HRC，针尖和模子用4Cr5MoSiVl或3Cr2W8V钢制造，淬火后硬度为44～48HRC。为提高针尖和模子的精度，建造 了精度极高的样板，为了提高其轮廓硬度和下降 轮廓粗拙 度，热处置落后 行了软氮化处置，氮化层为0.1～0.2mm，轮廓硬度为900～1200HV。

⑩模具和对象 的加热与装配。为下降 穿孔力和挤压力，避免 断针，避免 轮廓粘金属和提高内轮廓质量，针尖应加热到350～400℃，其他对象 加热到300～350℃，挤压筒温度定温为460～480℃。

对象 、模具在热状态下装配。穿孔系统的罗纹 部份 要拧紧，避免 穿孔时松动或破坏 螺扣。用转针机构微调穿孔系统，使针尖与模孔工作带严酷对中，以包管 铝型材各部份 尺寸调和 。

4．4变宽度宽展导流模

该模的设计特点是在通俗 的平面模或平面分流组合模的前面加设一个变宽度的有宽展功能的导流模。首要 用来挤压薄壁的宽厚比很年夜 的外形 复杂的纯铝或软铝合金实心铝型材或多孔空心铝型材。下面以图4—3—82的宽厚比为103的扁宽薄壁铝型材为例子，简单介绍这类模子的设计方式 。

(1)肯定 铝型材在模子平面上的位置并简化铝型材(图4—3—83)。

(2)将铝型材模的型孔划分为若干单元，并编出单元序号，然后计较出各单元模子 孔的面积oi和各单元中间 至挤压筒壁的最短距离Si。

(3)选择金属最轻易 流动处中间 部位为根本，并取该根本单元所对应的导流模宽为12mm，可算出该处的二次挤压比λ=7.5。

(4)引入公式：

　　（4—3—22）

式中　λ——第i单元的二次挤压比；

ti——第i单元模孔壁厚的等效宽度，此处，设ti=t0；

图4—3—82宽厚比年夜 的铝型材截面图

图4—3—83简化后型孔图

Li——第i单元型孔的工作带长度，此处设Li=L0；

αi——端部系数，端部单元αi=0.38，非端部单元αi=1

　（4—3—23）

　　由式(4-3-23)求出各单元的二次挤压比λ。

设A1为对应于铝型材模第i单元面积αi的导流模腔面积，则凭据 公式：

Ai=λiαi(4—3—24)

计较出导流模腔各单元的面积，然后凭据 各单元的面积和宽度计较出导流模腔各单元的高度。先假定 导流模腔各对应单元的为矩形，毗连各单元矩形宽度连长的中间 点，凭据 经验处置端部后，便可 获得 导流模腔的初步轮廓(图4—3—83)。

(5)凭据 生产现实 情形 ，斟酌 挤压筒直径、模子外径、产物 的轮廓品质、模具的强度和 导流模的宽展功能和便于铣床加工等身分 ，将导流模腔的外形 作恰当 简化，并恰当 缩小端部面积，见图4—3—84。

(6)凭据 公式计较导流模的厚度H。

H=0.7Tmax(4—3—25)

式中Tmax——导流模腔最年夜 宽度。

凭据 计较效果 ，可选择临近 的尺度 模具厚度。然后按宽展模的要求计较出宽展角度、宽展量等参数，最后得出如图4—3—84所示的变宽度的导流模。

(7)核算批改 后的导流模腔各单元的二次挤压比。综合斟酌 原铝型材图中被简化的部份 ，凭据 有关公式和生产经验，设计出铝型材模孔各部份 的工作带长度(图4—3—85)。

图4—3—84变宽度宽展导流模简图

图4—3—85铝铝型材模孔工作带长度示意图

4．5半空心铝型材模的设计

铝型材所包抄的面积A与铝型材启齿 宽度W2之比A/W2称为舌比尺，当尺年夜 于如表4—3—12所示数值的铝型材称为半空心铝型材或年夜 悬臂铝铝型材(图4—3—86)在铝挤压时模子的舌头悬臂面要承受很年夜 的正向压力。当发生 塑性变形时会致使 舌头断裂而掉 效。是以 ，这类铝铝型材的模具强度很难包管 ，并且 也增年夜 了制造的难度。为了削减 感化 在悬臂轮廓的正压力，提高悬臂的承压能力，挤压出及格 的产物 又能提高模具寿命，列国 挤压工作者近些年 来开辟 研制了很多 新型模具，现将经常使用 的几种结构介绍以下 。

表4—3—12舌比R=A/W2的答应 值

W

R=A/W2

1．O～1.5

1.6～3.1

3.2～6.3

6.4～l2.6

12.7以上

2

3

4

5

6

图4—3—86年夜 悬臂半空心铝型材示意图

(1)回护模或掩蔽 式模(图4—3—87)这类 模子的设计是用分流模的中间 部份 掩蔽 或回护下模模孔的悬臂部份 ，下模的悬臂部份 向上崛起 ，其崛起 的部份 与悬臂内边的空刀量为，悬臂崛起 部份 的顶面与上模模面留有间隙b，用来消弭 因上模中间 压陷后对悬臂的压力，从而不变了悬臂支持 边的对边壁厚的误差 ，较好地包管 了铝型材的质量。但由于悬臂凸起 部份 相对增年夜 了磨擦 面积，悬臂承受的磨擦 力增添 ，仍有必然 的压塌。

(2)镶嵌式结构模(图4—3—88)。这类 模具结构是将上模舌头的中央 部份 挖空，而下模悬臂相对的位置向上崛起 ，镶嵌在舌头中空部份 里，悬臂崛起 部份 的顶面与上模舌头中空腔部份 的顶面有空地空闲a，其值与舌头的轮廓和下模空腔轮廓的间隙值相等，如许 可消弭 因上模压陷而造成对下模悬臂的榨取 。悬臂崛起 部份 的垂直轮廓(相对 模面而言)与舌头空腔的垂直轮廓有间隙c，两轮廓处于动配合。舌头底端与悬臂内边的空刀量为b。这类 结构的模具战胜 了上述掩蔽 式分流模具的弱点，悬臂受力状态 获得 进一步改良 ，只要公道 拔取 空刀量b和a、c值，便能获得及格 的产物 。

图4—3—87掩蔽 式模或回护模结构简图

图4—3—88镶嵌式结构模简图

　　(3)替换 式结构模具(图4—3—89)。这类 结构完全将下模的悬臂作废 ，而以上模的舌头取而代之，在原悬臂的根部处，采取 舌头与下模空腔轮廓相互 搭接，完成悬臂的完全 性，其情势 与分流模完全不异。这类 结构的模具加工轻便 ，使用寿命高，更合适 那些“舌比”很年夜 而用以上两种模具难于挤压的铝型材。

图4—3—89替换 式结构模示意图

4．5铝合金散热器铝型材挤压模具设计手艺

1)铝合金散热器铝型材的特点与分类

铝合金的导热机能 正本 就很好，若是增年夜 铝型材的轮廓积，那末 散热效果会更佳，是以 ，铝合金散热器铝型材在空调、电子等需要控温的工业中获得了普遍 的运用 。今朝 ，铝合金散热器铝型材首要 分为集中空和谐 交通运输业用的年夜 型铝合金散热器铝型材和电子及紧密机械与仪表工业中使用的小型紧密高倍齿散热器铝型材。前者的断面尺寸年夜 ，舌比R一般不年夜 于10，宽度为200～800mm，需要在年夜 型挤压机上生产；后者一般断面尺寸较小，而精度更严，舌比R一般年夜 于l0，有的乃至 年夜 于20，是一种难度很年夜 的挤压铝型材。

铝合金散热器铝型材多用纯铝或软铝合金生产，是以 答应 使用宽展导流模挤压。

2)年夜 型散热器铝型材模的设计结构特点与方式

年夜 型散热器上用铝合金挤压铝型材多为实心，其特点是外接圆尺寸年夜 ，断面外形 复杂，壁厚相差差异 ，散热齿距小而悬臂年夜 。当统一 截面的断面比值和舌比(悬臂长齿距=舌比)值及铝型材外接圆直径跨越 必然 局限 时，用平面模挤压很难使金属流动平均 ，且极易破坏 模具。为认识 决上述问题，开辟 研制了几种典型结构的模具。

(1)宽展导流模

宽展导流模(图4-3-90)是在25MN挤压机上用φ260mm的挤压筒挤压的外接圆直径为φ200～340mm的年夜 型梳状散热器铝型材，这些铝型材的平面间隙要求极其 严酷，舌对照 年夜 ，并且 筋板与齿的壁厚相差差异 。该种模具采取 了宽展结构和导流结构，导流板中间 部位对照 接近 模孔，而边部呈扇形扩年夜 以调剂 金属流速。

图4—3—90两种年夜 型梳状散热铝型材的宽展导流模结构方案

1——进料板；2——模子；3——模垫

　　(2)分流组合模结构

该种结构可挤压如图4—3—91和图4—3—92所示的复杂断面的散热铝型材。这类铝型材的壁厚差过于差异 ，断面比值跨越 100以上；放射型齿顶处于挤压筒边沿 ，中间 与边部流速差十分差异 ，难以节制 ；齿多且为波纹状，增年夜 了轮廓积，加重 了流速节制 和成形难度；舌比年夜 ，悬臂长和支承刚度难以包管 。按常规的方式 设计与加工模具明显 难以获得及格 的产物 。为此，在充实研究了金属流动纪律 、模具各结构要素的感化 及其对流动速度的影响与相互 感化 关系以后 ，人们研制出了如图4—3—93和图4—3—94所示的结构。图4—3—93结构模具首要 用于挤压放射形散热铝型材，其特点是：①按断面外形 进行一次金属流量预分派 。扩年夜 接近 挤压筒边沿 的分流面积，使之呈扇形按必然 的局限 向中间 缩小过渡，以顺应 中间 部份 金属从头焊合速度的需要。分流孔边部沿模子直径标的目的呈必然 角度扩大 ，以加速 齿尖的流速，便于在分流空间上为二次填充挤压缔造 前提 。②由于铝型材中间 面积过年夜 ，为节制 该部份 的流速，在设计四个分流孔的根本上，再在中间 部位加一个φ40mm并带有罗纹 状的分流孔，以顺应 金属二次焊合的流量需要。

图4—3-91放射状散热器铝型材图

图4—3—92年夜 型非对称散热器铝型材图

图4—3—94所示结构模具的首要 特点是综合了宽展导流模和平面分流模的功能及长处 ，采取 二次变形(即宽展变形、分流调剂 变形和挤出成形)的工艺道理 设计而成，从而拓宽了挤压工艺局限 ，提高了模具使用寿命，包管 了产物 的品质。

图4—3—93放射状散热器铝型材模具结构图

1——进料板；2——模子

图4—3—94年夜 型非对称散热器铝型材模具结构图

1——l号进料板；2——2号进料板；3——模子

3)电子用高倍齿散热器铝型材模的设计特点与方式

该类铝型材属高精度高难度铝型材，必需 采取 特别的工艺和设计制造特种模具才能挤压成功。模具材料必然 要优良 的高强耐热合金钢，必需 经由 铸造 、预处置和探伤。模具硬度不宜太高 ，且不宜氮化处置。模具设计可凭据 其外形 和手艺 要求，采取 特种导流模、宽展模及平面组合模等方式，对每一个 尺寸、每一个 部位的结构和尺寸进行紧密计较和调配。如工作带、出口带和 宽展角、导流模尺寸等都要进行紧密设计，以紧密分派 金属流量和流速。另外 ，在制模时必然 要按图纸处处到位，并包管 公役 。在生产此类散热器铝型材时，修模和挤压工艺的节制 也十分重要。

4)铝合金散热器铝型材模子设计举侧

图4—3—95～图4—3—98为各类铝合金散热器铝型材挤压模的设计方案。这些设计图都是经生产实践考验过的，但在选用时应连系 本企业的使用前提 。

图4—3-95年夜 型铝合金散热器铝型材挤压模设计方案图

(36MN，Φ320mm挤压筒，l070－F或6063－T5)

图4—3—96实心纰谬 称铝合金散热器铝型材挤压模设计方案图

(18MN，φ180mm挤压筒，6063-T5)

图4—3—97高倍齿异形空心散热器铝型材挤压模具设计方案

图4—3—98散热器9孔口琴扁管模子结构图

4．6子母模的设计

子母模就是在一个年夜 尺寸的母体模上，按铝型材的外形 与规格将其划分成若干区域，在每一个 区域上设计子模系统。母体模相对 子模除完成金属流动功能外，现实 起第二模支承感化 。子母模首要 用在年夜 中型挤压机上挤压小截面铝型材。图4—3—99为小截面实心铝型材用子母模结构图，图4—3—100、图4—3—101和图4—3—102别离为年夜 悬臂半空心铝型材和空心铝型材用子母模结构图。

图4—3—99小截面实心铝型材子母模结构图

1——上压垫；2——子模；3——模垫；4——母模；5——销钉；6——母模垫

图4—3—100年夜 悬臂半空心铝型材用子母模结构图

l——上压垫；2_子模的上模；3——子模下模；4——母模主体；5——母模模垫

图4—3—101空心铝铝型材子母模组合示意图

1——上压垫；2——子模上模；3——子模下模；4——母模；

5——子模、母模、模垫圆柱销；6——母模专用垫；7——母模圆柱销

子母模的首要 长处 为：

①能实现高速挤压和一连 挤压；

②子模是工作部份 破坏 时便于替换 ，子模体积小，可节约 昂贵的合金钢材，缩短制模时候 ，削减 热处置和轮廓处置费用，从而年夜 年夜 下降 本钱 ；

③小体积的子模可用硬质合金、陶瓷材料等新型模具材料建造 ，从而年夜 年夜 提高模具寿命；

④一个母模体可配备多种子模情势 ；

⑤对小批量产物 ，可实现几种铝型材同时组合挤压，以缩短生产周期，提高生产效力 和制品 率。

图4—3—102空心铝型材用子模结构图

1——上压垫；2——子模上模；3——子模下模

4——母模体；5——销钉；6——母模模垫

4．7改良分流模结构设计的几种新思绪

(1)等分流孔设计

为了简化工艺，削减 设计、加工与修模的难度，增年夜 试模和修模的可操作性，对某些壁厚差小于3倍的中小空心铝型材模，建议采取 等分流孔设计方案，即对各类 外形 的铝型材，只斟酌 总的分流比，而不计较子分流比，并使每一个 分流孔到模子中间 的距离基底细等，并且 其截面积和外形 完全不异或基底细同，在包管 模具强度前提 下尽量加年夜 分流比，以下降 挤压力，减小模具变形，而金属流速首要 依托 公道 设计工作带、型腔与分流孔的安顿和焊合室及模芯外形 与尺寸等来调理 。成功的实例如图4—3—103所示。

图4-3—103等分流孔设计空心铝型材模具实例

(a)——异形空心铝型材；(b)——l00mm×25mm方管

(2)不等分流孔设计

为了公道 分派 金属量，调理 金属流速，凭据 铝型材的外形 、壁厚和尺寸设计分歧 外形 、年夜 小和离中间 不等距的分流孔，在包管 总分流比的情形 下，还要计较子分流比，使之与铝型材各部份 的外形 与尺寸相匹配。这类 设计方案把分流孔作为调理 金属流速的首要 身分 ，是以 在修模时首要 靠补缀 分流孔的外形 和尺寸，而对工作带的调剂 感化 减小了。图4—3—104所示的方管模是不等腰三角形分流孔设计的成功实例。

(3)预变形设计法

为了公道 调理 金属流速，改正 铝型材在挤压

进程 中发生的不良变形，把模孔外形 预先设计成与铝型材挤压时变形相反的标的目的从而获得 契合图纸要求的产物 。如图4—3—105所示，图中各参数的关系以下 ：

图4—3—104不等分流孔设计空心模实例

(o内尺寸为工作带长度)

　　　(4—3—27)

R2=R1+l(4—3—28)

式中l、t——模孔尺寸，可按常规设计方式 肯定 ；

δ——设定的预变形量；

R1、R2——别离为下模模孔和上模芯头的曲率半径。

图4—3—105矩形扁管模预变形结构方案图

(a)——按常规设计方案；(b)——带预变形上模芯和下模模孔设计方案

　　(4)整体式分流模

将分流模的上、下模联成一个整体，由分流套、整体分流模及模座组成(见图4—3—106)，可年夜 年夜 改良 铝型材悬臂处受力状态，提高模具强度，但制模难度增年夜 ，故只限于悬臂较年夜 的半空心铝型材使用。

图4—3—106整体分流模示意图

(5)导流回护式分流模

它是分流模的一种特别情势 ，由上、下模组成，也有焊合室。操纵模桥回护铝型材的悬臂，避免 金属流动过快，改变焊合室深浅，调剂 金属流速。它合用 于半空心铝型材生产，特别 合用 于外形尺寸年夜 ，断面外形 复杂，壁厚相差差异 ，舌比年夜 的半空心铝型材的生产，如图4—3—107至4—3—110所示。

图4—3—107导流回护模(散热铝型材)示意图

图4—3—108回护式分流模(建筑铝型材)示意图

1——回护模；2——铝型材模；3——模垫

(6)多模孔分流模的新结构

由于受挤压机装备 和挤压筒规格的前提 限制，当唯一 一台机械 及唯一 一种规格筒径时，为顺应 各类 薄壁小管及外形 复杂，尺寸精度要求严酷的微型空心铝型材生产，不能不 采取 多模孔工艺，但多模孔分流模生产中呈现的最年夜 困难 是壁厚误差 的问题，很多 设计者从模具结构、制造、装配方面也想过各类 门径，力求解决此困难 。

近些年 来，经由过程 鉴戒 国外的图例，并进行了频频 实验 ，获得 了一些进展，并成功地生产出了4型孔φ1l×l.0mm的小管，见图4—3—110。

图4—3—109回护模(工业铝型材)示意图

图4—3—110四型孔小管平面分流模示意图

两型孔分流模常见的设计结构有两种类型，图4—3—111所示的是各自自力 分流孔和部份 共用分流孔结构。这两种结构都存在铝型材偏疼、成形不良和 挤压阻力年夜 等问题。为了改良 成形，喷鼻 港某公司在10MN挤压机φ150mm挤压筒上挤压25mm×38mm方管时，将两种情势 的特点归并 ，设计出了如图4—3—112所示的自力 分流孔结构的模子。受挤压筒限制，各型孔靠边部的焊合室向外扩大 ；给定预偏疼量0.3mm；增年夜 模桥厚度至60mm。生产证实 ，该种模具成形较好，但阻力年夜 ，常呈现闷车，且仍存在偏疼。为认识 决以上问题，近些年 来开辟 研制了一种如图4—3—113所示的所谓“模芯整体刚性结构”模。该结构的模子将两模芯 以毗连梁连系 于一体，位于模子中间 部位，并以其他四桥与模子边沿 相连。

图4—3—111常见的两型孔分流模结构图

(a)——两型孔自力 分流结构；(b)、(c)——各模芯和桥组成 叉架结构；(d)——条状分流孔结构

图4—3—112喷鼻 港某公司设计的双型孔分流模结构图

图4-3—113双型孔新型模芯整体刚性结构模具图

这类 新结构的模子将两模芯设置得较慎密 ，尽量减短毗连梁，以使中央 部份 获得精良的刚性，使其相对 其他四桥成为一刚性整体。如许 ，模子在受压时，中央 刚性部份 只会因其他四桥组成 的柔性支座的变形而整体下沉，而其自己 不会发生 挠曲。同时因分流桥处于模圆周不异位置，变形平均 ，所以中央 部份 不会发生 倾斜，即模具的弹性变形不影响铝型材的壁厚精度，不会引发 流速不均，从而包管 了铝型材的精良成形。由于两模芯设置紧凑，和 采取 部份 配合 的分流孔情势 ，所以分流孔可以开得较年夜 ，因此 挤压阻力较小。

(7)带浮动芯头套结构的分流组合模

浮动芯头套是由芯头毗连杆、浮动套和毗连螺母组成的。浮动芯头套在挤压进程 中能调理 壁厚偏疼是借助于浮动套和芯头毗连杆之间的间隙而实现的，如图4—3—114所示。当被加工金属在分流组合模焊合室内经由过程 环状模孔流出时，只有在环状模孔隙平均 一致的前提 下，才能包管 焊合室内浮动套周围 的金属流量一致，压力平均 ，不然 ，焊合室内环状间隙较年夜 的一边金属流出量较年夜 ，与之相对的另外一 边流量较少，必将 造成焊合室内浮动套周围 的金属压力不平衡 。由于金属承受的压力分歧 ，从而感化 在浮动套轮廓的径向压力也不平衡 。间隙小的一边浮动轮廓承受的径向压力年夜 ，问隙年夜 的一边承受的径向压力小，如图4—3—115所示。由于感化 在浮动套轮廓的径向压力年夜 小与环状模孔间隙呈现不均时，借助浮动套的“主动 浮动”，必定 向压力小的一边即环形模孔间隙年夜 的一边移动，直至环状模孔间隙变得平均 即焊合室内金属的压力趋于平衡 为止。

图4—3—114带有浮动芯头套的　图4—3—115当环形模孔间隙呈现误差 时，

分流组合模结构示意图浮动套轮廓所承受的径向压力示意图

1——上模；2——上模芯头毗连杆；3——浮动套；l——芯头毗连杆截面；2——浮动截面；

4——下毗连螺母；5——下模模套；6——下模模块3——管材截面；4——径向压力散布

浮动芯头套能实现模孔间隙误差 改正 的重要 前提 是浮动套与芯头毗连杆必需 可以或许 实现“自由浮动”定位，是以 ，在浮动芯头套的设计时，不但 要包管 在挤压进程 中芯头毗连杆完全与浮动套脱离接触，并且 要包管 足够的间隙量(即浮动量)才能确保上模模芯与下模模孔发生 中间 轴线不重应时 浮动套的摆动不会受阻(图4—3—116)。

(8)半球形组合模

为了提高平面分流组合模的寿命，将平面分流桥改成 半球形分流桥，经计较，模芯和分流桥交叉处的拉应力只有舌型模的1/4，从而有用 节制 了裂纹的发生 和成长 。半球形模的质量只有舌型模的10%，但分流孔面积增年夜 ，在挤压速度不异时，挤压力仅为舌型模的96%。图4—3—ll7为35mm×35mm×3mm方管半球形模结构方案。

4．8Comform一连 挤压用工模具的设计特点

把坯料送人送料辊，坯料沿着模槽(模槽长度年夜 约为送料辊周长的1/4)标的目的进步 ，然落后 入模具，图4—3—118为Conform挤压法的对象 装配示意图。图4—3—119为扇形腔体构成 的模槽。

图4—3—116浮动芯头套的组装结构与浮动量示意图

1——上模；2——上模芯头毗连杆；3——浮动套；

4——毗连螺母；5——分流孔；6——焊合室

图4—3—117方管用半球形模结构方案

图4—3—118Conform挤压法的对象 装配图

(a)——挤压包覆铝型材装配 图；(b)——挤压管材装配 图

1——送料辊；2——模具；3——挤压轴或芯棒；4——挤压抑 品；5——供坯限制器

当坯料经由过程 送料辊与扇形体的模槽进行拔长时，坯料即发生 紧缩 应力和剪应力。在双辊挤压机中，送料辊别离按正、反时针标的目的相对扭转 ，坯料从双方 进入挤压模(图4—3—118)。Conform挤压机可生产棒材、线材、空心铝型材、管材和 两种分歧 金属包覆的铝型材。

Conform挤压机的模具和芯棒一般用硬质合金制造。

易于替换 的