工业铝型材生产加工厂家

在充分考虑了影响铝型材挤压模具设计的各种因素之后，应根据铝型材的类型、工艺方法、设备与模具结构来设计模腔形状和尺寸，但是，在任何情况下，模腔的设计均应遵守如下的原则与步骤；

（1）确定铝型材挤压模具设计的基本参数

设计正确的挤压铝型材断面图，拟订合理的挤压工艺，选择适当的挤压筒尺寸、挤压比和挤压力，决定模孔数；这一步是设计铝型材挤压模具的先决条件，需要挤压工艺人员和模具设计人员根据生产现场的设备条件、工艺规程和基本大型工具的配备情况共同研究确定；

（2）模孔在模具平面上的布置

所谓模孔布置就是将单个或多个模孔，合理地分布在模具平面上，使之在保证模具强度的前提下获得最佳金属流动均匀性；对称性良好的铝型材模具，应将模孔的理论重心置于模子中心上；各部分壁厚相差悬殊和对称性很差的铝型材产品，应尽量保证模具平面x轴和y轴的上下左右的模孔面积大致相等，以获得较为均匀的金属流动，但也应考虑金属在挤压筒中的流动特点，使薄壁部分或难成形处尽可能靠近模具中心；多孔模的布置主要应考虑模孔数目、模具强度、铝型材的表面质量、金属流动的均匀性等问题；一般来说，多孔模应尽量布置在同心圆周上，尽量增大布置的对称性（相对于挤压筒的x轴和y轴），在保证模具强度的条件下，模孔间应尽量紧凑和尽量靠近挤压筒中心；

（3）模孔尺寸的计算

计算模孔尺寸时，主要考虑被挤压合金的化学成分，铝型材的形状、公称尺寸及其允许公差，挤压温度及在此温度下模具材料与被挤压合金的热膨胀系数，铝型材断面几何形状的特点及其在挤压和拉伸矫直时可能产生的变化，挤压力的大小及模具的弹塑性变形情况等因素；对于铝型材来说，一般用下式计算模孔尺寸；

A=Ao+M+（Ky+Kp+Kt）Ao

式中Ao—铝型材断面的公称尺寸；

M—铝型材公称尺寸的允许偏差（即公差）；

Ky—对于边缘较长的丁字形、槽形等铝型材来说，考虑由于拉力作用而使铝型材部分尺寸减小的系数；

Kp—考虑到拉伸矫直时尺寸缩减的系数；

Kt—铝型材的热收缩量，Kt按下式确定；

Kt=Ta—T1a1

T、T1—坯料和模具的加热温度；

a、a1—挤压温度下被挤压铝型材和模具材料的线膨胀系数；

对于壁厚差很大的铝型材，其难于成形的薄壁部分及边缘的尖角区应适当加大尺寸；对于宽厚比大的扁宽薄壁铝型材及壁板型材的模孔，桁条部分的尺寸可按一般型材设计，而腹板的厚度尺寸，除考虑式中所列因素外，尚需考虑模具的弹性变形与塑性变形及整体弯曲、距离挤压筒中心远近等因素；此外，挤压速度、有无牵引装置等对模孔尺寸也有一定的影响；

（4）金属流动速度的调整

金属流动速度调整的理想目标，就是要保证铝型材断面上的每一个质点应以相同的速度流出模孔；合理调整金属流速的方法主要有在模具平面上合理布置模孔，尽量采用多孔对称排列，根据铝型材的形状、各部分壁厚的的差异、比周长的不同以及距离挤压筒中心的远近，设计不等长的定径带等；一般来说，铝型材某处的壁厚越薄，比周长越大，形状越复杂，离挤压筒中心越远，则此处的定径带应越短；当用不等长定径带方法仍难于控制金属流速时，对于形状特别复杂，壁厚很薄，离中心很远的部分可采用促流角或采用导料锥来加速金属的流动；相反，对于那些壁厚大得多的部分或离挤压筒中心很近的地方就应采用阻碍角进行补充阻碍，以减缓此处的金属流速；此外，还可以采用工艺平衡孔，工艺余量或者采用前室模、导流模，改变分流孔的数目、大小、形状和位置来调节金属的流速；

（5）保证足够的模具强度

由于挤压时模具的工作条件是十分恶劣的，所以模具强度是模具设计中的一个非常重要的问题；除了合理布置模孔的位置，选择合适的模具材料，设计合理的模具结构和外形之外，精确地计算挤压力和校核各危险断面的许用强度也是十分重要的；目前计算及压力的公式很多，经验公式、初等解析公式虽然精度较低，但由于简便，具有较好的工程应用价值；挤压力的上限解法，由于可用于求解复杂断面铝型材的挤压变形问题，也有较好的实用价值；对于某些特别重要的模具或受力十分复杂的模具可用有限元法求解；

模具强度的校核，应根据铝型材的类型、模具结构等的不同进行不同内容的校核；一般平面模具只需要校核剪切强度和抗弯强度；舌形模和平面分流模则需要校核抗剪、抗弯和挤压强度，舌头和针尖部分还需要考虑抗拉强度等；强度校核时一根基本而又重要的问题是选择合适的强度理论公式，并正确地确定模具材料在使用温度下的许用应力；

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