金屬擠壓模具課程設(shè)計(jì)--鋁合金型材擠壓工藝及模具設(shè)計(jì)

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì)（論 文） </p><p>　　題目鋁合金型材擠壓工藝及模具設(shè)計(jì)</p><p>　　姓 名 </p><p>　　系 （部） </p><p>　　專 業(yè) 材料成型及控制工程</p><p>

2、　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 </p><p>　　2013年12月18日 </p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)要求</b></p><p><b>　　一、題目:</b></p><p>　　

3、鋁合金型材擠壓工藝及模具設(shè)計(jì)</p><p><b>　　二、設(shè)計(jì)基本內(nèi)容:</b></p><p>　　設(shè)計(jì)一件實(shí)心型材制品或一件空心型材制品的工藝工藝過(guò)程及模具設(shè)計(jì),包括擠壓工藝參數(shù),模具結(jié)構(gòu),制造工藝等要求</p><p>　　三、完成后應(yīng)繳的資料:</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份<

4、/b></p><p><b>　　實(shí)心型材模零件圖</b></p><p>　　實(shí)心型材導(dǎo)流模零件圖</p><p><b>　　實(shí)心型材模裝配圖</b></p><p><b>　　四、設(shè)計(jì)完成期限:</b></p><p>　　2013年12

5、月5日------2013年12月22日</p><p>　　2013年12月18日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　這次設(shè)計(jì)任務(wù)是設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)心型材或一個(gè)空心型材模，實(shí)心模采用單模，擠壓所用材料是6063鋁合金或銅。選擇設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)心型材，選材為6063鋁合金。</p><p>　　設(shè)計(jì)中分

6、析了擠壓模具及U形結(jié)構(gòu)型材結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分析其加工工序，結(jié)合工件的產(chǎn)量和模具設(shè)計(jì)的復(fù)雜程度，確定了生產(chǎn)過(guò)程的各個(gè)詳細(xì)的工藝參數(shù)及生產(chǎn)流程。</p><p>　　設(shè)計(jì)重點(diǎn)闡述了模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程，選擇500噸的擠壓設(shè)備，選用4Cr5MoSiV1作為模具材料，并確定采用平面分流模、模孔數(shù)為2、?？诪橹行膶?duì)稱分布、?？淄庑纬叽绲男拚澳？坠ぷ鲙чL(zhǎng)度并對(duì)其進(jìn)行了強(qiáng)度校核；考慮添加了?？仔螤铑愃品至骺椎膶?dǎo)流模，計(jì)算了錠坯尺寸、

7、擠壓比和擠壓力。</p><p>　　關(guān)鍵詞：U形結(jié)構(gòu)型材、擠壓模具，平面分流模，分流孔、導(dǎo)流模</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　前 言1</b></p><p>　　第一章、鋁合金相關(guān)概況2</p><p>　　1.1 擠壓加工方

8、法2</p><p>　　1.2 鋁加工行業(yè)的分布2</p><p>　　1.3鋁及鋁合金的特點(diǎn)與應(yīng)用2</p><p>　　1.4擠壓工模具的材料5</p><p>　　第二章、總設(shè)計(jì)過(guò)程概論6</p><p>　　2.1 擠壓工藝流程6</p><p>　　2.2擠壓工藝及工藝參

9、數(shù)條件的確定6</p><p>　　第三章、導(dǎo)流模的設(shè)計(jì)8</p><p>　　第四章、實(shí)心型材模設(shè)計(jì)10</p><p>　　4.1所要設(shè)計(jì)的實(shí)心型材制品10</p><p>　　4.2選坯和選設(shè)備11</p><p>　　4.3擠壓力的計(jì)算12</p><p>　　4.4實(shí)心型材

10、模具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)13</p><p>　　4.5 實(shí)心模尺寸數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)15</p><p><b>　　4.6校核21</b></p><p><b>　　4.7畫(huà)圖22</b></p><p><b>　　結(jié) 論25</b></p><p>&l

11、t;b>　　謝 辭26</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)27</b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，世界鋁及鋁加工業(yè)獲得了迅猛的發(fā)展，鋁及鋁加工技術(shù)也進(jìn)入了嶄新的發(fā)展時(shí)期，同時(shí)我國(guó)的鋁及鋁加工產(chǎn)業(yè)也掀起了第三次發(fā)展高潮。為了促進(jìn)我國(guó)鋁及鋁

12、加工技術(shù)的發(fā)展，努力趕超世界先進(jìn)水平，向鋁業(yè)強(qiáng)國(guó)和鋁加工強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)還有很多工作要做：其中一項(xiàng)最重要的工作就是總結(jié)我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)在鋁加工方面的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和科研成果；普及和推廣先進(jìn)鋁加工技術(shù)；提出我國(guó)進(jìn)一步發(fā)展鋁加工的規(guī)劃和方向。</p><p>　　鋁合金型材具有強(qiáng)度高、重量輕、穩(wěn)定性強(qiáng)、耐蝕性強(qiáng)、可塑性好、變形量小、無(wú)污染、無(wú)毒、防火性強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)（可達(dá)50-100年），回收性好，可以回爐重?zé)挕?063合金是AL-M

13、g-Si系列合金中的典型代表，具有優(yōu)良的可擠壓性和可焊接性，良好的抗腐蝕性性、韌性，易于拋光，上包膜，是建筑門(mén)窗型材的首選材料。</p><p>　　鋁材在擠壓過(guò)程中，如擠壓模具不是很好或模具擠壓鋁材過(guò)多，鋁材表面會(huì)產(chǎn)生壓痕，用手可能觸摸到鋁材表面不平，因此，在現(xiàn)代化大生產(chǎn)中實(shí)施擠壓加工技術(shù)，成敗的關(guān)鍵是模具，模具設(shè)計(jì)以及它的質(zhì)量。</p><p>　　在擠壓設(shè)計(jì)過(guò)程中擠壓工藝條件應(yīng)考慮擠

14、壓溫度、擠壓速度、潤(rùn)滑條件、模具（種類、形狀、尺寸等）、切壓余、熱處理、切頭切尾等多方面的因素。</p><p>　　第一章、鋁型材相關(guān)概況</p><p>　　1.1 擠壓加工方法</p><p>　　擠壓是有色金屬、鋼鐵材料生產(chǎn)與零件成型加工的主要方法之一，也是各種復(fù)合材料、粉末材料等先進(jìn)材料制備與加工的重要方法。從大尺寸金屬鑄錠的熱擠壓開(kāi)坯、大型管棒型材的熱擠

15、壓加工至小型精密零件的冷擠壓成型，從粉末、顆粒料為原料的復(fù)合材料直接固化成型到金屬間化合物、超導(dǎo)材料等難加工材料，現(xiàn)代擠壓技術(shù)得以廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　擠壓加工的方法主要有正擠壓，反擠壓，側(cè)向擠壓，玻璃潤(rùn)滑擠壓，靜液擠壓，連續(xù)擠壓。擠壓加工特點(diǎn)是處于強(qiáng)烈的三向壓應(yīng)力狀態(tài)，這有利于提高金屬的塑性變形能力，提高制品的質(zhì)量，改善制品內(nèi)部微觀組織和性能。除此以外，擠壓加工還具有應(yīng)用范圍廣，生產(chǎn)靈活性大，工藝流

16、程簡(jiǎn)單和設(shè)備投資少的特點(diǎn)。應(yīng)用擠壓加工工藝最多的材料是低熔點(diǎn)的有色合金，如鋁及鋁合金。</p><p>　　1.2 鋁加工行業(yè)的分布</p><p>　　中國(guó)的鋁加工企業(yè)主要集中于沿海(廣東、福建、浙江、上海、江蘇、山東、河北、天津、北京、遼寧)地區(qū)，即珠江三角洲(廣州一深圳為中心的經(jīng)濟(jì)圈)、長(zhǎng)江三角洲(上海為中心的經(jīng)濟(jì)圈)、環(huán)渤海灣地區(qū)(京津經(jīng)濟(jì)圈)所占比例較大，許多鋁加工企業(yè)都云集于此

17、三大經(jīng)濟(jì)圈。在珠三角地區(qū)，主要集中在佛山地區(qū)，其中大瀝更是全國(guó)，甚至世界地區(qū)鋁加工業(yè)的佼佼者。</p><p>　　1.3鋁及鋁合金的特點(diǎn)與應(yīng)用</p><p>　　鋁及鋁合金具有一系列特性，在金屬材料的應(yīng)用中僅次于鋼材而居第二位。目前全世界鋁材的消費(fèi)量在1800萬(wàn)噸以上，其中用于交通運(yùn)輸（包括鐵道車輛、汽車、摩托車、自行車、汽艇、快艇、飛機(jī)等）的鋁材約占27%，用于建筑裝修的鋁材約23%

18、，用于包裝工業(yè)的鋁材約占20%。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，中國(guó)的建筑行業(yè)發(fā)展迅速，包括鋁型材在內(nèi)的建筑裝飾材料不斷增加。鋁型材的應(yīng)用已經(jīng)擴(kuò)展到了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域和人民生活的各個(gè)層面。</p><p>　　根據(jù)鋁合金的成分和生產(chǎn)工藝特點(diǎn),通常分為變形鋁合金與鑄造鋁合金兩大類。變形鋁合金也叫熟鋁合金，根據(jù)據(jù)其成分和性能特點(diǎn)又分為防銹鋁，硬鋁，超硬鋁，鍛鋁和特殊鋁等五種。</p>

19、<p>　　鋁合金比純鋁具有更好的物理力學(xué)性能：易加工、耐久性高、適用范圍廣、裝飾效果好、花色豐富。鋁合金分為防銹鋁、硬鋁、超硬鋁等種類，各種類均有各自的使用范圍，并有各自的代號(hào)，以供使用者選用。 鋁合金型材具有強(qiáng)度高、重量輕、穩(wěn)定性強(qiáng)、耐腐蝕性強(qiáng)、可塑性好、變形量小、無(wú)污染、無(wú)毒、防火性強(qiáng)，使用壽命長(zhǎng)（可達(dá)50—100年），回收性好，可回爐重?zé)挕６嗄陙?lái)世界各國(guó)均采用6063鋁合金（鋁合金近百種）作為門(mén)窗框架。主要是為了該

20、金屬表面陽(yáng)極氧化效果好，開(kāi)始陽(yáng)極氧化是白色，后進(jìn)一步改變電解質(zhì)才達(dá)到古銅色，這兩種主體顏色在國(guó)內(nèi)用了十多年。</p><p>　　表1.1：鋁合金化學(xué)成分(Chemical Composition Limits wt%): </p><p>　　本設(shè)計(jì)選用6063鋁合金,由于其強(qiáng)度高，質(zhì)量輕，加工性能好，在退火狀態(tài)下，該合金有優(yōu)良的耐蝕性及物理機(jī)械性能，是一種可以時(shí)效強(qiáng)化的AL-Mg-Si

21、系合金，廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)性建筑行業(yè)以及一些機(jī)械制造業(yè)。</p><p>　　6063合金中的主要合金元素為鎂與硅，具有加工性能極佳、優(yōu)良的可焊接性、擠出性及電鍍性、良好的抗腐蝕性、韌性，易于拋光、上色膜，陽(yáng)極氧化效果優(yōu)良，是典型的擠壓合金。廣泛應(yīng)用于建筑型材、灌溉管材、供車輛、臺(tái)架、家具、升降機(jī)、柵欄等用的管、棒、型材。</p><p>　　表1.2：6063 室溫下的機(jī)械性能（M

22、echanical & Physical Properties）:</p><p>　　表1.3：6063鋁合金隨溫度變化的力學(xué)性能</p><p>　　從表可以看出隨著溫度的升高抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度逐漸變小，伸長(zhǎng)率增大。</p><p>　　1.4擠壓工模具的材料</p><p>　　表1.4：常用擠壓工具鋼化學(xué)成分</p>

23、;<p>　　表1.5：常用擠壓工具鋼及其機(jī)械性能：</p><p>　　本設(shè)計(jì)選用模具材料為4Cr5MoSiV1，又稱H13鋼。鋼中碳化物類型有、。釩在鋼中起回火時(shí)二次硬化作用；Cr、Mo、W、V能提高鋼抗回火軟化能力，保持高溫下的強(qiáng)度、韌度；硅提高鋼的回火穩(wěn)定性和抗熱疲勞能力。鉻和硅還能提高抗氧化和抗燒蝕性。</p><p>　　第二章、總設(shè)計(jì)過(guò)程概論</p>

24、<p>　　2.1 擠壓工藝流程</p><p>　　金屬制品是經(jīng)若干個(gè)工序制作出來(lái)的，每個(gè)工序按一定順序連接起來(lái)，就形成了工藝。工藝要在一定條件下完成，有特定的工藝參數(shù)。</p><p>　　擠壓工藝流程：鑄錠加熱→擠壓→切壓余→淬火→冷卻→切頭尾→ 切定尺 →時(shí)效→表面處理→包裝入庫(kù)</p><p>　　2.2擠壓工藝及工藝參數(shù)條件的確定</

25、p><p>　　應(yīng)考慮擠壓溫度、擠壓速度、潤(rùn)滑、模具（種類形狀、形狀等）、切壓余、切頭尾、淬火、冷卻、等多方面的因素，合理地選擇工藝或參數(shù)。</p><p><b>　　鑄錠的加熱溫度</b></p><p>　　6063鋁的最高允許加熱溫度為550℃，下限溫度為320℃，為了保證制品的組織，性能，表面質(zhì)量，為了降低變形抗力，擠壓時(shí)錠坯的加熱溫度不

26、宜過(guò)高，應(yīng)盡量降低擠壓溫度。一般取490～530℃。</p><p><b>　　2）擠壓筒預(yù)熱</b></p><p>　　模具的成分多為合金鋼，由于導(dǎo)熱性差，為避免產(chǎn)生熱應(yīng)力，擠壓前擠壓筒要預(yù)熱，為保證擠壓制品的質(zhì)量，并且具有良好的擠壓效應(yīng)，擠壓筒溫度可取400℃～450℃?？刹捎猛娮孕蓄A(yù)熱。</p><p><b>　　3）模

27、子預(yù)熱</b></p><p>　　避免急熱，延長(zhǎng)模具壽命，應(yīng)對(duì)模具進(jìn)行預(yù)熱。</p><p><b>　　4）擠壓溫度</b></p><p>　　熱擠壓時(shí)，加熱溫度一般是合金熔點(diǎn)絕對(duì)溫度的0.75～0.95倍，擠壓過(guò)程中溫度最好控制在500℃左右。</p><p><b>　　5）擠壓速度<

28、;/b></p><p>　　考慮金屬與合金的可擠壓性，制品質(zhì)量要求及設(shè)備的能力限制，本設(shè)計(jì)的擠壓速度取，。</p><p><b>　　6）工模具的潤(rùn)滑</b></p><p>　　因本設(shè)計(jì)采用熱擠壓，故不采用潤(rùn)滑。</p><p><b>　　7）模具</b></p><

29、;p>　　模具應(yīng)具有足夠的耐高溫疲勞強(qiáng)度和硬度，較高的耐回火性及耐熱性，足夠的韌性，低的熱膨脹系數(shù)和良好的導(dǎo)熱性，可加工性，及經(jīng)濟(jì)性，本設(shè)計(jì)采用4Cr5MoSiV1作為模具的材料，熱處理的硬度為HRC48～52。</p><p><b>　　8）切壓余</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)視擠壓設(shè)備而定，一般20～30mm，要控制質(zhì)量，切去</p>

30、<p><b>　　9）淬火</b></p><p>　　本工藝過(guò)程中，制品擠出后可通過(guò)設(shè)置風(fēng)扇對(duì)制品進(jìn)行吹風(fēng)來(lái)達(dá)到風(fēng)淬（固溶強(qiáng)化）的目的，或采用噴水霧的方法。</p><p><b>　　10）冷卻</b></p><p>　　直接露置在空氣中冷卻，達(dá)到自然時(shí)效的目的。</p><p>

31、<b>　　11）切頭尾</b></p><p>　　一般擠壓制品的頭部和尾部都存在缺陷，為了不影響制品的性能，需要進(jìn)行切頭尾的工</p><p>　　作。切頭尾的量可以是300～500mm或500～1000mm，本次設(shè)計(jì)頭尾各切300mm。</p><p><b>　　12）切定尺 </b></p>&

32、lt;p>　　本次設(shè)計(jì)取每根制品6m長(zhǎng)作為切定尺的標(biāo)準(zhǔn)。</p><p><b>　　13）時(shí)效 </b></p><p>　　時(shí)效處理可以分為兩種：自然時(shí)效和人工時(shí)效。自然時(shí)效即讓擠壓制品在空氣中停放；</p><p>　　人工時(shí)效對(duì)6xxx系鋁合金可在180～240℃下保溫6～8h。</p><p><

33、b>　　14）表面處理</b></p><p>　　為了提高制品的耐蝕性和抗疲勞性等，可以對(duì)其進(jìn)行表面處理。表面處理一般有：陽(yáng)極氧化、著色、噴粉、噴涂、電泳、拋光等。</p><p><b>　　15）包裝入庫(kù)</b></p><p>　　將鋁合金成品進(jìn)行包裝入庫(kù)。</p><p>　　第三章、導(dǎo)流模的

34、設(shè)計(jì)</p><p>　　采用導(dǎo)流模的方法無(wú)論是對(duì)空心型材、半空心型材或?qū)嵭男筒亩际沁m用的。特別是對(duì)于異常復(fù)雜的型材來(lái)說(shuō)，采用普通型材模具無(wú)法擠壓生產(chǎn)時(shí)，采用導(dǎo)流模不僅能實(shí)現(xiàn)擠壓，而且可使模具使用壽命延長(zhǎng)幾十倍。導(dǎo)流?；窘Y(jié)構(gòu)形式有兩種：一種是蔣導(dǎo)流模和型材模分開(kāi)制造然后再組裝成一個(gè)整體；另一種是將導(dǎo)流模和型材模加工成一個(gè)整體。采用導(dǎo)流模擠壓鋁合金時(shí)，鑄錠墩粗后，首先通過(guò)導(dǎo)流模?？桩a(chǎn)生預(yù)變性，金屬進(jìn)行第一次分配，

35、形成與型材相似的坯料。然后通過(guò)?？自龠M(jìn)行第二次變形，擠壓出合格的各種端面的形狀。采用導(dǎo)流模擠壓可以增加坯料與型材的幾何相似性，便于控制金屬分配與流動(dòng)：當(dāng)擠壓型材壁厚差很大時(shí)能起調(diào)節(jié)金屬流速的作用，使壁薄、形狀復(fù)雜、難度大的型材容易成型。</p><p>　　導(dǎo)流模的設(shè)計(jì)原則是要有利于金屬的預(yù)分配和調(diào)整金屬流速。一般來(lái)說(shuō)導(dǎo)流模的輪廓尺寸應(yīng)比型材的外形輪廓尺寸大5～15mm；導(dǎo)流孔的深度可取15～30mm，導(dǎo)流孔的入

36、口最好做成3°～15°的導(dǎo)流角導(dǎo)流模腔的各點(diǎn)應(yīng)均勻圓滑過(guò)渡，表面光潔，以減少摩擦阻力。</p><p>　　第四章、實(shí)心型材模設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1所要設(shè)計(jì)的實(shí)心型材制品</p><p>　?。?）已知：要求本制品的形狀和尺寸及公差如下</p><p>　　圖4.1 U型材截面</p><p

37、>　　牌號(hào)XC311-5（U型） </p><p>　　制品的截面積 </p><p>　　制品材料為6063，制品擠一米的重量</p><p><b>　　?？淄饨訄A直徑</b></p><p><b>　　(2)現(xiàn)有設(shè)備</b></p><p>　　表4.1

38、型材擠壓機(jī)參數(shù)表</p><p><b>　　4.2選坯和選設(shè)備</b></p><p>　　選擇擠壓筒直徑D0是一個(gè)最核心的問(wèn)題，有以下的選擇原則：</p><p>　　1）保證產(chǎn)品表面質(zhì)量原則</p><p>　　≥（為?？拙嗤矁?nèi)表面的距離，為經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可取15、20、30）</p><p>

39、　　2）保證擠壓模強(qiáng)度的原則</p><p>　　3）保證產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量的原則</p><p>　　4）經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)化原則－生產(chǎn)成本最低；成材率最大；產(chǎn)量最高</p><p>　　模孔外接圓直徑=28.18mm，制品的截面積＝113.4，根據(jù)加工范圍要求（=113.4mm2≥,及=28.18mm≤）所以只有500T可用，按成才率最高的原則，進(jìn)一步優(yōu)化，計(jì)算如下表所示：&

40、lt;/p><p><b>　　表4.2成材率表</b></p><p>　　最后選擇成才率最高的81.8％方案1</p><p>　　即：選擇500T的擠壓機(jī)設(shè)備，擠壓筒內(nèi)徑D0=Φ95mm</p><p>　　錠坯尺寸為：Dd×Ld=Φ90×270mm</p><p><

41、b>　　λ=62.48</b></p><p><b>　　4.3擠壓力的計(jì)算</b></p><p>　　根據(jù)擠壓力經(jīng)驗(yàn)系數(shù)公式，</p><p><b>　　P——擠壓力, N</b></p><p>　　D——擠壓筒內(nèi)直徑，mm</p><p>　　d

42、——制品的當(dāng)量直徑，mm；（）</p><p>　　——材料在擠壓溫度下的變形抗力，MPa；查表3，并由外推法得出500℃時(shí)的變形抗力為12MPa。</p><p>　　所以d===12.02mm</p><p><b>　　P=</b></p><p><b>　　=</b></p>

43、<p><b>　　=2564895N</b></p><p>　　換算成噸位：約262T</p><p>　　P=236T＜額定噸位500T，設(shè)備選擇符合要求，即理論技術(shù)可行</p><p>　　4.4實(shí)心型材模具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　模組的結(jié)構(gòu)如下圖</b><

44、/p><p>　　圖4.2 模組的結(jié)構(gòu)</p><p>　　1.模子 2.模墊 3.前環(huán) 4.后環(huán) 5.保護(hù)墊板 6.前機(jī)架 7.模座</p><p>　　8.模套 9.剪刀 10.擠壓筒</p><p>　　對(duì)于不同噸位的擠壓機(jī)，下圖中的主要結(jié)構(gòu)尺寸都是配套設(shè)置的，可以從有關(guān)資料中查得。模組的主要結(jié)構(gòu)尺寸如圖4.2模組尺寸如下表</p&g

45、t;<p><b>　　表4.3模組尺寸</b></p><p>　　擠壓模具的尺寸如下表</p><p>　　表4.4擠壓模具的尺寸</p><p>　　4.5 實(shí)心模尺寸數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)</p><p>　?。?）選坯和選擇設(shè)備</p><p><b>　　根據(jù)前面的計(jì)算<

46、;/b></p><p><b>　　選500T擠壓機(jī)</b></p><p>　　擠壓筒內(nèi)直徑=95㎜ 錠坯尺寸：Dd×Ld=Φ90×320mm</p><p>　　擠壓比λ=62.48</p><p>　　（2）模組及模子尺寸外形的計(jì)算</p><p>　　

47、圖4.3模組主要結(jié)構(gòu)尺寸標(biāo)注</p><p>　　模組主要結(jié)構(gòu)尺寸確定</p><p>　　根據(jù)前面計(jì)算，從表4.3選取</p><p>　　H=190mm =20mm =80mm =55mm ＝φ160mm ＝φ180mm</p><p>　　模子外形尺寸的確定（如下圖4.4）</p><p>　

48、　圖4.4 模子外形尺寸</p><p>　　依據(jù)表4.4的數(shù)據(jù)可以確定</p><p>　　=Φ135㎜ =Φ145㎜ =12㎜ =25㎜</p><p>　?。?）模孔幾何尺寸的確定</p><p>　　擠壓比λ=62.48＜，故不需要多孔擠壓。</p><p>　?、倌？椎耐庑纬叽纾ㄖ感筒牡膶捙c高）A

49、K：由公式</p><p>　　式中：——型材的名義尺寸，mm</p><p>　　——裕量系數(shù)，見(jiàn)《金屬塑性加工學(xué)》，冶金工業(yè)出版社，P67表5－1鍛鋁取0.007~0.010，本設(shè)計(jì)取0.010</p><p>　　——型材外形尺寸的正偏差，mm</p><p>　?、谛筒牡谋诤竦某叽鏢K由公式</p><p>　

50、　式中：——型材壁厚的名義尺寸，mm</p><p>　　——型材壁厚的正偏差，mm</p><p>　　——裕量系數(shù)，對(duì)鋁合金取0.05～0.15，其中壁薄的取下限，厚壁</p><p>　　取上限。本設(shè)計(jì)取0.1</p><p>　　③計(jì)算得出幾何尺寸:</p><p>　　?？淄庑统叽纾?長(zhǎng)度方向25±

51、0.45mm尺寸 </p><p><b>　　=(1+ ）+</b></p><p>　　=32×（1＋0.01）+0.45</p><p><b>　　=25.7mm</b></p><p>　　寬度方向13±0.45mm尺寸</p><p><

52、b>　　= (1+）+</b></p><p>　　=13×（1＋0.01）+0.45</p><p><b>　　=13.58mm</b></p><p><b>　　壁厚的尺寸 </b></p><p>　　=2.4＋0.1＋0.2 </p><

53、;p><b>　　=2.7㎜</b></p><p>　　型材的圓角及圓弧沒(méi)有偏差要求，故可按名義尺寸設(shè)計(jì)</p><p>　　由于這種型材在擠壓的過(guò)程中有并口現(xiàn)象，角度取91°</p><p>　　制造偏差為 ㎜，主要尺寸如下圖</p><p>　　圖4.5 ?？讕缀纬叽?lt;/p>&l

54、t;p>　?。?）孔形在模子端面位置的確定</p><p>　　由于本型材為等壁厚的型材，故型材的重心與模子的中心重合。</p><p>　　?？字匦牡挠?jì)算，如下圖建立坐標(biāo)系：</p><p>　　圖4.6?？讕缀沃行拇_定</p><p>　　設(shè)壓力中心為（， ）由于U型截面具有一條對(duì)稱軸，如圖6關(guān)于Y軸稱 </p>&l

55、t;p>　　所以=0 ，則壓力中心為（0， ）</p><p>　　各邊中心坐標(biāo)為：,,,</p><p><b>　　,,,,</b></p><p>　　各邊長(zhǎng)分別為：=25mm，==13mm，==2.4mm，==10.6mm，=20.2mm</p><p><b>　　=</b><

56、/p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=4.82</b></p><p>　　由于制品對(duì)稱，所以（，）=（0，4.82）</p><p>　?。?）工作帶長(zhǎng)度的確定</p><p>　　工作帶又稱定徑帶，是用以穩(wěn)定制品尺寸和保證制品質(zhì)量的關(guān)鍵部分。由于

57、是等壁厚型材，故定徑帶長(zhǎng)度各處相等，一般可取2～3.5㎜，生產(chǎn)實(shí)踐中對(duì)鋁合金常用3～8㎜，</p><p><b>　　本次設(shè)計(jì)取＝4㎜</b></p><p>　　模角工作帶與工作端面的連接都有一個(gè)尖棱角，擠壓過(guò)程中易于出現(xiàn)裂紋和壓禿、壓塌等現(xiàn)象從而會(huì)改變?？壮叽?，導(dǎo)致難以保證擠壓制品的尺寸精度，因此，必須采用過(guò)渡圓角半徑r。</p><p>

58、;<b>　　（6）出口直徑</b></p><p>　　模子的出口直徑一般應(yīng)比工作帶直徑大3～5mm，以防止劃傷制品表面，本設(shè)計(jì)取4mm。工作帶與出口的過(guò)渡部分以圓角半徑等于4～5mm的圓弧連接，或做成20°~45°的斜面。</p><p><b>　?。?）入口圓角半徑</b></p><p>　　

59、入口圓角半徑r的作用是為了防止低塑性合金在擠壓時(shí)產(chǎn)生表面裂紋和減輕金屬在進(jìn)入工作帶時(shí)所產(chǎn)生的非接觸變形，也是為了減輕在高溫下擠壓時(shí)模子的入口棱角被壓頹而很快改變?？壮叽缬玫?，但擠壓鋁合金時(shí)不應(yīng)有入口圓角，而要求保持銳利的角度，一般取r=0.2~0.5mm。</p><p><b>　?。?）阻礙角</b></p><p>　　由于≤10～15㎜，故不采用阻礙角<

60、/p><p><b>　　4.6校核</b></p><p>　?。?）設(shè)備能力的校核</p><p>　　根據(jù)前面=262T<500T,即擠壓力小于所選設(shè)備的噸位。所以符合要求。</p><p>　　（2）模子強(qiáng)度的校核</p><p>　　對(duì)于半空心型材,可以認(rèn)為是一個(gè)懸臂梁突出的舌部，可按

61、下述步驟校核其危險(xiǎn)面I-I處的模子最小厚度。舌部尺寸如圖5所示。</p><p>　　圖4.7舌形尺寸結(jié)構(gòu)圖</p><p><b>　　1）求單位擠壓力p</b></p><p>　　==362.40MPa</p><p>　　式中：p——單位擠壓力，MPa</p><p><b>　

62、　P——擠壓力，N</b></p><p>　　——擠壓筒斷面面積，</p><p>　　2）舌部載荷===77597.1N</p><p>　　式中：Q——作用在舌部的總載荷，N</p><p><b>　　——舌部的面積，</b></p><p>　　、——舌部的長(zhǎng)寬尺寸，mm&l

63、t;/p><p>　　3）舌部彎曲應(yīng)力計(jì)算</p><p><b>　　=</b></p><p>　　式中：——舌部彎曲應(yīng)力，MPa</p><p>　　——彎矩，N·mm；==77597.1×=411264.6 N·mm（e為重心至危險(xiǎn)斷面出的距離）</p><p>

64、　　——截面模數(shù)，；===2104.17</p><p><b>　?。℉為模子高度）</b></p><p>　　所以===195.8MPa</p><p>　　4）剪切應(yīng)力τ的計(jì)算</p><p>　　τ===153.7MPa</p><p><b>　　5）等效應(yīng)力的計(jì)算</

65、b></p><p>　　===330.21MPa</p><p>　　計(jì)算的等效應(yīng)力應(yīng)小于工作溫度下的模子的材料的屈服強(qiáng)度。在500℃下,對(duì)于4Cr5MoSiV1取=1025Pa左右。=543MPa<1025MPa，故模具強(qiáng)度符合要求。</p><p><b>　　4.7畫(huà)圖</b></p><p><

66、;b>　　圖4.8型材模具圖</b></p><p>　　圖4.9導(dǎo)流模零件圖</p><p>　　圖4.10型材模裝配圖</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　本次模具設(shè)計(jì)的產(chǎn)品是u形結(jié)構(gòu)型材，結(jié)合課本和各方面資料完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，本文對(duì)u形結(jié)構(gòu)型鋁型材擠壓模具的設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)

67、行了詳細(xì)的敘述，總結(jié)設(shè)計(jì)得到以下幾個(gè)結(jié)論：</p><p>　　1本次設(shè)計(jì)的u形結(jié)構(gòu)型鋁型材擠壓模具是實(shí)心型材，不需要平面分流模結(jié)合導(dǎo)流模即可完成其生產(chǎn)。由于產(chǎn)品形狀是對(duì)稱的，擠壓一個(gè)成品不需要添加平衡?？?。考慮平面模的壽命等因素，在平面模前面添加了導(dǎo)流模，導(dǎo)流模的形狀與?？最愃?，可以起到預(yù)成型及保護(hù)作用。</p><p>　　2本套模具的缺點(diǎn)是經(jīng)濟(jì)性不是很好，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，模具的材料

68、選擇要求比較高，所以成本比較高。</p><p><b>　　謝 辭</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)兩個(gè)星期的努力我終于完成了本次課程設(shè)計(jì)。通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我對(duì)模具設(shè)計(jì)的一般步驟有了初步了解，進(jìn)一步增強(qiáng)了自己查閱相關(guān)資料的能力，同時(shí)加深了對(duì)擠壓這部分知識(shí)的理解。</p><p>　　在這次課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中我遇到了很多困難，比如相關(guān)數(shù)據(jù)的處理

69、、相關(guān)模具的設(shè)計(jì)等。一度止步不前，在金老師的悉心指導(dǎo)下我通過(guò)查閱相關(guān)資料弄明白了相關(guān)問(wèn)題，同時(shí)和身邊的同學(xué)相互幫助加快了這次課程設(shè)計(jì)的進(jìn)度，在這里我對(duì)給予我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)表示衷心的感謝。</p><p>　　這次課程設(shè)計(jì)使我感受到自己平時(shí)學(xué)習(xí)中對(duì)相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí)不夠牢固，在以后的學(xué)習(xí)中要加強(qiáng)對(duì)相關(guān)專業(yè)知識(shí)的學(xué)習(xí)。如今的生活離不開(kāi)計(jì)算機(jī)，在這次課程設(shè)計(jì)中我發(fā)現(xiàn)以前學(xué)的CAD以及PROE等繪圖軟件對(duì)于模具設(shè)計(jì)有很大幫

70、助。孔子說(shuō)“溫故而知新”，所以要在平時(shí)的學(xué)習(xí)中不斷溫習(xí)自己學(xué)過(guò)的東西也是學(xué)習(xí)中很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。</p><p>　　最后，我想大學(xué)開(kāi)設(shè)的課程設(shè)計(jì)是對(duì)我們一種能力的檢驗(yàn)，是培養(yǎng)我們解決實(shí)際問(wèn)題的能力的一種重要途徑，我們應(yīng)該感謝這樣難得的鍛煉機(jī)會(huì)，并好好利用它。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]劉靜安. 鋁

71、合金擠壓工模具技術(shù)的發(fā)展概況與趨勢(shì). 鋁加工.2010,(1).16-23</p><p>　　[2]劉靜安. 鋁型材擠壓工模具設(shè)計(jì)常用公式數(shù)據(jù)與典型圖集.重慶：西南鋁加工技術(shù)信息中心出版,2005</p><p>　　[3]劉靜安，鋁型材擠壓模具設(shè)計(jì)、制造、使用及維修，冶金工業(yè)出版社，1999</p><p>　　[4]劉靜安，邵蓮芬，鋁合金擠壓工藝模具典型圖冊(cè)，