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1. 大悬臂半空心铝型材模具的特点

大悬臂半空心铝型材模具悬空部分（悬臂）的面积与根部宽度的平方之比称为舌比，即：q=A/a²；

式中q—半空心铝型材舌比；

A—铝型材模具悬臂部分的面积；

A—悬臂部分根部的宽度；

当a为1.58~3.15mm时，q应小于2才能保证模具的强度；而实际上，特别是对于某些散热器、电子通讯、轨道车辆等部门用的大型铝型材来说，q远远大于2，有时甚至超过10；由于挤压压力经过坯料直接作用在铝型材模具悬臂的表面上，使其产生沿挤压方向的挠曲变形，使悬臂根部靠近模面的部位承受拉应力，而靠近空刀的部位承受压应力；当悬臂呈弹性变形时，悬臂顶端部位的模孔宽度将减小，其减小量随挤压力的变化而变化，致使铝型材的壁厚难以控制；当挤压力较大时，悬臂会出现塑性变形，挤压结束后，悬臂的弯曲变形不能恢复；在挤压过程中，模具的温度逐渐上升，模具的强度明显降低，这对模具的作用极为不利；另外，如坯料温度偏低而使金属流动应力上升，将导致作用在悬臂表面的正压力急剧上升，易在悬臂的根部发生断裂，造成模具报废；

综上所述，采用传统的平面模具生产悬臂铝型材存在许多缺点，如质量难以保证，模具通过量低等，必须研究这类铝型材模具设计的最佳方案；

2. 大悬臂半空心铝型材模的新结构

以上分析可以看出，用传统的平面模具挤压大悬臂半空心铝型材的缺点在于悬臂表面直接与坯料接触，压力直接作用在模具表面上，使其产生弯曲变形；如果支撑边的相邻两边的模孔宽度不均，金属通过模孔的速度存在差异，则悬臂还要发生径向弯曲，铝型材的壁厚尺寸更难保证；实际上，距模具中心的距离不同，金属的流速始终存在差异，总会影响悬臂的稳定性；因此，在改进模具设计时必须考虑以下两点：其一是减小作用在悬臂表面的正压力；其二是提高悬臂承压的强度；只有这样，才能达到提高模具使用寿命，提高铝型材质量的目的；实践中证明，采用平面分流模或保护模的形式来设计悬臂铝型材模具，收到了满意的效果；

A遮蔽式设计法

遮蔽式设计方法是用相当于分流模的模芯部分遮蔽下模模孔的悬臂部分，使悬臂部分不直接承受变形金属的作用力；下模的悬臂部分设计成凸台状，其凸起部分与悬臂内边的空刀量为c，悬臂凸起部分的顶面与上模模面留有间隙δ1，用来消除因上模中心弹性弯曲变形或压陷后对悬臂的压力；这种方法可有效改善由悬臂顶端部位模孔挤出铝型材的壁厚偏差，较好地保证铝型材的质量；

但是，由于悬臂凸起部分相应地增加了金属的摩擦面积，悬臂承受的摩擦力增加，使其仍有一定量的挠曲变形；

B镶嵌式设计法

镶嵌式设计方法是遮蔽式结构的改进型式，将上模模芯的中部挖空，而下模悬臂相对的位置向上凸起，镶嵌于模芯的中空部分，悬臂凸起部分的顶面与上模模芯中空部分顶面的孔隙为δ2，其值与模芯的端面和下模模面的间隙值相等；采用这种形式同样是为了消除因上模弹性弯曲变形而造成对下模悬臂的压迫；悬臂凸起部分的侧表面与模芯空腔的侧表面之间有间隙δ3，两表面处于动配合；模芯低端与悬臂内边的空刀量为C；

这种方法具有遮蔽式分流模的优点，又克服了因金属对裸露的悬臂凸起部分的摩擦所带来的悬臂挠曲的缺点，金属对模芯表面的摩擦力转化为上模与下模接触面上的正压力；因此，悬臂的受力状况进一步得到了改善，只要合理地选取空刀量c值和δ2、δ3值，便能达到生产合格铝型材的目的；

C替代式设计法

替代式设计法用上模的模芯取代下模的悬臂，并在原悬臂的根部处，使模芯与下模模面互相搭接，以保证悬臂的完整性；这种模具在形式上完全同分流模一样，具有较以上两种模具更为简便，使用寿命更长的特点，更适合那些“舌比”值很大，用上述两种方法都难以设计和生产的铝型材；

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