鋁合金型材擠壓工藝及模具計(jì)算

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書(shū)</p><p>　　題目:鋁合金型材擠壓工藝及模具計(jì)算</p><p>　　學(xué)院:材料與能源學(xué)院</p><p>　　專(zhuān)業(yè): 03金屬材料工程（1）</p><p><b>　　學(xué)號(hào):</b></p><p><b>　　學(xué)生: <

2、/b></p><p><b>　　指導(dǎo)老師： </b></p><p>　　日期：2006年6月21日</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)</b></p><p>　　材料與能源學(xué)院金屬材料工程專(zhuān)業(yè) </p><p><b>　　題目:</b&

3、gt;</p><p>　　鋁合金型材擠壓工藝及模具設(shè)計(jì)</p><p><b>　　設(shè)計(jì)基本內(nèi)容:</b></p><p>　　設(shè)計(jì)一件實(shí)心型材制品和一件空心型材制品的工藝過(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><b>　　完成后應(yīng)繳的資料:</b></p

4、><p><b>　　課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份</b></p><p>　　實(shí)心型材模AUTOCAD圖</p><p>　　空心型材模上模AUTOCAD圖</p><p>　　空心型材模下模AUTOCAD圖 </p><p>　　空心型材模上下模AUTOCAD裝配圖</p><p>

5、;<b>　　設(shè)計(jì)完成期限:</b></p><p>　　2005年6月14日------2005年6月24日</p><p>　　指導(dǎo)老師_袁鴿成 簽發(fā)日期___________</p><p>　　教研室主任_______批準(zhǔn)日期___________</p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)評(píng)語(yǔ):</b

6、></p><p><b>　　成績(jī):</b></p><p>　　設(shè)計(jì)指導(dǎo)教師_________</p><p>　　_____年_____月____日</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　一: 緒論………………………………………………………

7、5</p><p>　　二: 總設(shè)計(jì)過(guò)程概論…………………………………………8</p><p>　　三: 實(shí)心型材模設(shè)計(jì)…………………………………………10</p><p>　　四: 空心型材模設(shè)計(jì)…………………………………………19</p><p>　　五: 后記………………………………………………………28</p><

8、p><b>　　一緒論</b></p><p>　　鋁被譽(yù)為僅次于鋼鐵的第二大金屬，由于具有密度低、強(qiáng)度適中、加工性能好等一系列優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于建筑、包裝、交通運(yùn)輸?shù)刃袠I(yè)，鋁及鋁材的消費(fèi)已經(jīng)成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。近年來(lái)工業(yè)鋁型材應(yīng)用于交通行業(yè)呈上升趨勢(shì)。</p><p>　　鋁合金在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起著非常重要的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的高速

9、發(fā)展，鋁合金型材正向著大型整體化、薄壁扁寬化、尺寸高精化、形狀復(fù)雜化、外廓美觀化的方向發(fā)展，品種規(guī)格不斷增多，應(yīng)用范圍不斷拓展，已由民用建筑門(mén)窗型材為主體推廣到了航天航空、汽車(chē)船舶、交通運(yùn)輸、電子電力、石油化工、機(jī)械制造、家用電器等各行各業(yè)和人民生活各個(gè)方面。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前世界上每年需要的大型鋁合金型材約4o萬(wàn)噸，而且增漲勢(shì)頭不減。為了適應(yīng)這種市場(chǎng)需求趨勢(shì)，各國(guó)都在加速建設(shè)重型擠壓機(jī)或大型材擠壓生產(chǎn)線(xiàn)。近年來(lái)，隨著科技的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)的

10、發(fā)展，特別是交通運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)代化、高速化和輕量化，需要大量的大型特種型材。為了實(shí)現(xiàn)大型材國(guó)</p><p>　　產(chǎn)化，國(guó)家投入了大量的人力、物力和財(cái)力進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，除了將西南鋁原有的80MN臥式水壓機(jī)改造成一條具有現(xiàn)代化水平的油壓機(jī)生產(chǎn)線(xiàn)外，遼源麥達(dá)斯公司于2001年又建成了一條75MN臥式油壓擠壓機(jī)生產(chǎn)線(xiàn)。此外，天津Corus公司的一臺(tái)55MN臥式油壓機(jī)生產(chǎn)線(xiàn)已于1999年投人生產(chǎn)。正在建設(shè)或計(jì)劃建設(shè)60MN以上的

11、臥式油壓機(jī)生產(chǎn)線(xiàn)的有山東的叢材鋁業(yè)、南山鋁業(yè)，遼寧的忠旺鋁業(yè)，廣東的興發(fā)鋁業(yè)等，到2005年左右這些擠壓生產(chǎn)線(xiàn)建成投產(chǎn)后，我國(guó)大型鋁合金型材的生產(chǎn)能力可達(dá)10萬(wàn)噸／年以上，完全可以滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需求，并可部分出口。大型特種鋁合金型材之所以能獲得如此高速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，主要是由于具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，能滿(mǎn)足市場(chǎng)的各種需求。然而，大型特種鋁合金型材是一種高難度的高新技術(shù)產(chǎn)品，除了必需配備80MN以上的重型擠壓機(jī)外，尚需解決一系列關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。

12、</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)生擠壓痕，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)，其成敗的關(guān)鍵是模具，模具設(shè)計(jì)以及其質(zhì)量，事關(guān)產(chǎn)品的質(zhì)量，成本。</p><p>　　在擠壓設(shè)計(jì)的過(guò)程中擠壓工藝條件：應(yīng)考慮擠壓溫度、擠壓速度、潤(rùn)滑、模具（種類(lèi)、形狀、尺寸等）、切壓余、淬火、冷卻、切頭切尾等多方面的因素。其中

13、，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>　　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>　　這次的設(shè)計(jì)任務(wù)是

14、設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)心型材和一個(gè)空心型材模，實(shí)心型材模采用單模，空心型材模采用分流組合模，擠壓制品所有的材料是6063。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)。其化學(xué)成分表示如下:</p><p>　　6063AL的成分: GB/T3190-1996：</p><p>

15、<b>　　表1</b></p><p><b>　　6063機(jī)械性能:</b></p><p><b>　　表2</b></p><p><b>　　二 總設(shè)計(jì)過(guò)程概論</b></p><p><b>　　1.擠壓工藝流程：</b>

16、</p><p>　　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→出廠(chǎng)</p><p><b>　　2.擠壓工藝條件</b></p><p>　　1）.鑄錠的加熱溫度</p><p>　　6063鋁的最高允許加熱溫度為550℃，下限溫度為320℃，為了

17、保證制品的組織，性能，擠壓時(shí)錠坯的加熱溫度不宜過(guò)高，應(yīng)盡量降低擠壓溫度。</p><p>　　2）.擠壓筒的加熱溫度</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℃。</p><p><b>　　3）.擠壓溫度</b>&

18、lt;/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)程中溫度控制在500℃左右。</p><p><b>　　4）.擠壓速度</b></p><p>　　擠壓速度快雖然可以提高生產(chǎn)力，但擠壓速度過(guò)快會(huì)影響材料的擠壓性和使擠壓溫度過(guò)高，因此必須控制好擠壓速度。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

19、限制，本設(shè)計(jì)的擠壓速度取40～60m/min。</p><p><b>　　5).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>　　6）.模具</b></p><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

20、，低的膨脹系數(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3Cr2W8V作為模具的材料，熱處理的硬度為HRC44～47。</p><p><b>　　7）.切壓余</b></p><p>　　根據(jù)所選的設(shè)備：500T,切壓余厚為20mm；800T，切壓余厚為25mm。</p><p><b>　　8).淬火</b><

21、;/p><p>　　本工藝過(guò)程中，采用在線(xiàn)淬火，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)淬的目的。</p><p><b>　　9）.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><b>　　10）.切頭尾</b></p><p&

22、gt;　　本工藝過(guò)程統(tǒng)一去頭尾各300mm～500mm。</p><p><b>　　三.實(shí)心型材模設(shè)計(jì)</b></p><p>　　1.所要設(shè)計(jì)的實(shí)心型材制品</p><p>　　本制品的形狀和尺寸如下</p><p><b>　　圖1</b></p><p>　　牌號(hào)（X

23、C311-20）</p><p>　　用CAD計(jì)算得: 制品的截面積F制= 655.1294 mm2 </p><p>　　以型材的底部為X軸,以型材縱向的對(duì)稱(chēng)軸為Y軸,得出重心的位置（0，19.7476）</p><p>　　模孔外接圓直徑D外＝71.45mm 現(xiàn)有設(shè)備</p><p><b>　　表3<

24、;/b></p><p><b>　　2.選坯和選設(shè)備</b></p><p>　　根據(jù)加工范圍要求（F制≥F制min,及D外≤D外max）有800T和1630T的設(shè)備可用，按成才率最高的原則，進(jìn)一步優(yōu)化，計(jì)算列表</p><p><b>　　表4</b></p><p>　　最后選擇成才率最

25、高的87.38％對(duì)應(yīng)的方案3</p><p>　　錠坯尺寸為：Dd * Ld=Φ178*540mm</p><p><b>　　λ=41.90</b></p><p><b>　　α＝90°</b></p><p><b>　　3.擠壓力的計(jì)算</b></p&g

26、t;<p><b>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)公式</b></p><p>　　P=α*Kf(㏑λ+4υL(fǎng)/D)</p><p><b>　　F=A*P</b></p><p>　　α表征擠壓難易程度的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，對(duì)于實(shí)心型材取α＝1.0～1.1,本設(shè)計(jì)取α＝1.1</p><p>　　P――為單

27、位擠壓力，MPa</p><p>　　F――為最大擠壓力, N</p><p>　　A――擠壓筒內(nèi)孔的面積，mm2</p><p><b>　　λ――擠壓系數(shù)</b></p><p>　　Kf－――材料在擠壓溫度下的變形抗力（查表），MPa</p><p><b>　　υ――摩擦系數(shù)&l

28、t;/b></p><p>　　L――鑄錠敦粗后額長(zhǎng)度，mm,即填充后長(zhǎng)度Le</p><p><b>　　Kf查表取16</b></p><p><b>　　υ取0.30</b></p><p>　　故P=1.1×16(㏑41.90+4×0.30×485/187

29、)</p><p>　　=120.3175MPa</p><p>　　F=120.3175*∏*187*187/4=3308285.52N</p><p>　　換算成噸位：約337.58T</p><p>　　F=337.58T＜額定噸位1630T，設(shè)備選擇符合要求，即理論技術(shù)可行</p><p>　　4.實(shí)心型材模具

30、體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　模組的結(jié)構(gòu)如下圖</b></p><p><b>　　圖2</b></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>

31、<b>　　模組的結(jié)構(gòu)：</b></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3</p><p><b>　　模組尺寸如下表</b></p><p><b>　　表5</b></p><p>　　擠壓

32、模具的尺寸如下表</p><p><b>　　表6</b></p><p>　　5. 實(shí)心模尺寸數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)</p><p>　　1)．選坯和選擇設(shè)備</p><p><b>　　根據(jù)前面的計(jì)算</b></p><p>　　擠壓筒內(nèi)直徑D0=187㎜ 錠坯尺寸：Dd X

33、 Ld＝Φ178mm×540mm</p><p>　　擠壓比λ=41.90mm α＝90°</p><p>　　2).模組及模子尺寸外形的計(jì)算</p><p>　　根據(jù)前面計(jì)算，從表5選取</p><p>　　H2=100 H3=60 H1=30</p><p>　　

34、模子外形尺寸的確定（如下圖4）</p><p>　　圖4 </p><p>　　依據(jù)表6的數(shù)據(jù)可以確定</p><p>　　d1=250㎜ d2=260㎜ h1=12㎜ h2=40㎜</p><p>　　3)模子內(nèi)形尺寸的確定</p><p>　　擠壓比λ=41.90＜λMAX=73

35、.6,所以不需要多孔擠壓</p><p>　　確定?？壮叽纾河晒?lt;/p><p>　　A=A0+M+( +KT)A0</p><p>　　KT=tα－t1α1</p><p>　　對(duì)于3Cr2W8V鋼，取α1＝0.000014/C, t1=400℃</p><p>　　對(duì)于6063合金，α＝0.000025

36、 t=500℃</p><p><b>　　故KT＝0.007</b></p><p>　　Ky和Kp的值查書(shū)第82頁(yè)，計(jì)算得到:</p><p>　　尺寸50±0.60的模孔尺寸為:</p><p>　　δ=50+0.60＋（0.0055＋0.007＋0.007）×50＝51.575㎜<

37、/p><p>　　尺寸38±0.60的?？壮叽鐬?</p><p>　　B=38+0.60＋（0.0065＋0.0075＋0.007）×38＝39.398㎜</p><p>　　尺寸5±0.3的模孔尺寸為:</p><p>　　h=5+0.3＋（0.015＋0.015＋0.007）×5=5.485mm<

38、;/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>　　由于這種角材在擠壓的過(guò)程中出現(xiàn)并口現(xiàn)象,角度取91°</p><p><b>　　模孔尺寸如下圖所示</b></p><p>　　4)．孔形在模子端面位置的確定</p><p>　?。ㄓ捎诒拘筒臑榈缺?/p>

39、厚的型材，故型材的幾何重心在置模子的中心）</p><p>　　壓力中心的計(jì)算：用CAD制圖計(jì)算得:</p><p>　　以型材的底部為X軸,以型材縱向的對(duì)稱(chēng)軸為Y軸,x=0，y=19.7476</p><p>　　5).定徑帶長(zhǎng)度的確定</p><p>　　由于是等壁厚型材，故定徑帶長(zhǎng)度h定各處相等，本次設(shè)計(jì)取</p><

40、;p><b>　　h定＝4㎜。</b></p><p>　　6).出口直徑. dch</p><p>　　由于模子的出口直徑一般應(yīng)比工作帶直徑大3~6mm,以免因過(guò)小而劃傷表面。</p><p>　　本設(shè)計(jì)出口直徑dch=6mm。</p><p><b>　　7).阻礙角</b></p&

41、gt;<p>　　由于h定≤10～15㎜，故不采用阻礙角。</p><p><b>　　8).校核</b></p><p><b>　?。?）擠壓力的校核</b></p><p>　　擠壓力為337.58噸，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于額定噸位1630噸，所以符合要求。</p><p>　?。?）模子強(qiáng)度

42、的校核</p><p>　　對(duì)于槽形模的突出部分,可以認(rèn)為是一個(gè)懸臂梁，可按下述步驟校核其危險(xiǎn)面I-I處的模子最小厚度。</p><p>　　危險(xiǎn)面I-I處在擠壓是所受的彎矩為：</p><p>　　M=P*a*l*l/2=(P*a*l)/2</p><p>　　抗彎斷面系數(shù)為：W=b*h/6</p><p>　　則彎

43、曲應(yīng)力為 =M/W=3*p*l*a/(h*b)≤[]</p><p>　　固模具的最小厚度為 h=</p><p><b>　　式中</b></p><p>　　h——模具（包括模子和支承環(huán)的總厚度）的最小厚度，mm</p><p>　　l——槽型模子懸臂梁的長(zhǎng)度，即槽形型材的槽深尺寸，mm</p>

44、<p>　　P——擠壓筒的比壓，擠壓機(jī)噸位與擠壓筒內(nèi)截面積之比，MPa</p><p>　　A——?？讘冶哿焊繑嗝嫣幍膶挾?，mm</p><p>　　B——模孔懸臂梁根部斷面出口處的寬度，mm,b=a-2c,</p><p>　　C——?？讘冶哿焊砍隹诳盏冻叽纾ㄒ话闳?.5-3），mm</p><p>　　[]——模具材料的許可

45、彎曲應(yīng)力，其植一般取許用抗拉應(yīng)力的（0.4-0.5）倍左右，在溫度450-500C下對(duì)于4Cr5MoSiVi取[]=600Pa</p><p><b>　　符合要求</b></p><p>　　模子的最大撓曲變形按如下公式計(jì)算</p><p>　　——懸臂梁端部最大撓度，mm</p><p>　　l——懸臂梁長(zhǎng)度，mm&

46、lt;/p><p>　　q——等于Q/l，懸臂梁?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度上的壓力，N/mm</p><p>　　E——模具材料的彈性模量2.2×10MPa</p><p>　　J——懸臂梁斷面慣性矩，J=</p><p>　　B,h——分別為懸臂梁的寬度和高度，mm</p><p>　　Q——懸臂梁承受的總壓力</p>

47、;<p><b>　　本設(shè)計(jì)中</b></p><p>　　要是模子的抗剪強(qiáng)度.</p><p>　　對(duì)于抗剪強(qiáng)度的校核,取角型材斜邊為危險(xiǎn)端面,進(jìn)行強(qiáng)度校核</p><p>　　危險(xiǎn)面I-I處的彎距為：M= P*a*l*l/2 = 185kg.m</p><p>　　抗彎斷面系數(shù)：W= b*h*h /6

48、=0.73 m3</p><p>　　彎曲應(yīng)力：σ彎 ＝M/W ＝253.4MPa < 600 MPa，符合要求。</p><p>　　最小模具厚度：hmin =l * (3P * a / b [σ彎]) 1/2 = 9.1 mm</p><p>　　δ最大 ＝ （q * l4）/ ( 8E * J ) = 0.368 mm < 1 mm</p&g

49、t;<p>　　各項(xiàng)指標(biāo)均滿(mǎn)足要求，故強(qiáng)度符合。</p><p>　　9).畫(huà)圖 （見(jiàn)圖紙）</p><p><b>　　四.空心型材模設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1.所要設(shè)計(jì)的制品</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)制品的的牌號(hào)為I531回型管</p>

50、<p><b>　　具體參數(shù)為</b></p><p>　　B=101.6 H=44.5 T=2.8 重量：2.215Kg/m</p><p><b>　　具體如下圖</b></p><p><b>　　2.選坯核選設(shè)備</b></p><p>　

51、　制品的截面積：F制＝786.8 mm2</p><p>　　?？淄饨訄A直徑D外＝55.46*2=110.92㎜</p><p>　　根據(jù)加工范圍要求（F制≥F制min,及D外≤D外max）由表3知</p><p>　　只有1630T的可用</p><p>　　按成才率最高的原則，在進(jìn)一步計(jì)算優(yōu)化，計(jì)算列表如</p><p

52、><b>　　表7</b></p><p>　　最后選擇成才率最高的85.8％對(duì)應(yīng)的方案3</p><p>　　即1630T的擠壓設(shè)備</p><p>　　錠坯尺寸為：Dd X Ld=Φ178X660mm</p><p><b>　　λ=34.889</b></p><p&

53、gt;<b>　　3.擠壓力的計(jì)算</b></p><p><b>　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)公式</b></p><p>　　P=α*Kf(㏑λ+4υL(fǎng)/D)</p><p><b>　　F=A*P</b></p><p>　　α表征擠壓難易程度的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，對(duì)于空心型材取α＝1.1～1

54、.5,</p><p><b>　　本設(shè)計(jì)取α＝1.5</b></p><p>　　P――為單位擠壓力，MPa</p><p>　　F――為最大擠壓力, N</p><p>　　A――擠壓筒內(nèi)孔的面積，mm2</p><p><b>　　λ――擠壓系數(shù)</b></p&g

55、t;<p>　　Kf－――材料在擠壓溫度下的變形抗力（查表），MPa</p><p><b>　　υ――摩擦系數(shù)</b></p><p>　　L――鑄錠敦粗后額長(zhǎng)度，mm</p><p><b>　　Kf查表取16</b></p><p><b>　　υ取0.30</b

56、></p><p>　　故P=1.5×16(㏑34.889+4×0.30×544/187)</p><p><b>　　=169.0MPa</b></p><p>　　F=169.0*∏*187*187/4=4639162.385N</p><p>　　換算成噸位：約473.38T&l

57、t;/p><p>　　F=473.38T＜額定噸位1630T，設(shè)備選擇符合要求，即所選設(shè)備理論可行</p><p>　　4.模組及模子外形尺寸確定：</p><p>　　模組尺寸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如前圖3所示</p><p>　　根據(jù)前面計(jì)算，從表6選取</p><p>　　H2=90㎜ H3=60㎜</p>

58、<p>　　模子外形尺寸簡(jiǎn)圖如前圖4依據(jù)表6的數(shù)據(jù)可以確定</p><p>　　d1=250㎜ d2=260㎜ h1=12㎜ h2=40㎜</p><p>　　因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)采用孔道式分流組合模</p><p>　　故：取H上＝80mm H下＝60 mm</p><p>　　5.組合模相關(guān)參數(shù)的確定：</p>&l

59、t;p>　　1).分流孔的個(gè)數(shù)取4個(gè)，形狀為扇形</p><p>　　2)．扇形面積的確定：</p><p>　　因?yàn)榉至骺酌娣e與制品斷面積的比值∑F分/F型＝K,K即為分流比，，一般K對(duì)于空心型材時(shí)，取K=10～30。本設(shè)計(jì)取K=10</p><p>　　分流孔面積的大小按Fmax/Fmin=fmax/fmin</p><p>　　f

60、max =(101.6-2.8*2)=268.8 mm2</p><p>　　Fmax=10* fmax=2688 mm2</p><p>　　fmin=944.5*2.8=124.6 mm2</p><p>　　Fmax=10*fmin=1246 mm2</p><p>　　3).分流孔位置的確定</p><p>　

61、?、俜至骺字行膱A的直徑D分＝0.7D0=0.7×187=130.9 mm</p><p>　　②暫時(shí)先取其外接圓直徑為148 mm</p><p>　?、鄞_定a，α，β的大小如圖</p><p><b>　　圖7</b></p><p>　　依據(jù)經(jīng)驗(yàn)a一般取2～5㎜，有的取8㎜.本設(shè)計(jì)取8㎜</p>

62、<p><b>　　圖8</b></p><p>　　關(guān)于α的計(jì)算，由上圖知</p><p>　　h=H/2+8=101.6/2+8=58.8㎜</p><p>　　0.5 Fmax=f扇－f三角形得</p><p><b>　　α≈42°</b></p>&l

63、t;p><b>　　同理</b></p><p>　　關(guān)于β的計(jì)算，由下圖知</p><p>　　b=B/2+8=44.5/2+8=30.25㎜</p><p>　　0.5 Fmin=f扇－f三角形得</p><p><b>　　β≈71.0°</b></p><

64、p><b>　　圖9</b></p><p><b>　　4).分流孔的形狀</b></p><p>　　分流孔由一定的傾斜錐度，，這樣可以改善焊縫的質(zhì)量，孔道錐面與其軸線(xiàn)的夾角為2°～4°，本設(shè)計(jì)取3°</p><p><b>　　5).分流橋</b></p

65、><p>　　分流橋的寬窄和模具的強(qiáng)度以及金屬的流量有關(guān)，從增大分流比，降低擠壓力來(lái)考慮，分流橋的寬度B應(yīng)該選擇小些，但為了改善金屬流動(dòng)的均勻性，?？鬃詈檬艿椒至鳂虻恼诒?，則B應(yīng)該選擇得寬些，一般取：</p><p>　　B=b+(3～20)㎜</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用倒梯形結(jié)構(gòu)，取B=26見(jiàn)下圖 </p><p>　　圖10

66、 </p><p><b>　　6).焊合室</b></p><p>　　焊合室的形狀和大小對(duì)焊縫的質(zhì)量有很大的影響。</p><p>　　按經(jīng)驗(yàn)公式：Φ95～130㎜ h=10～15㎜</p><p>　　本設(shè)計(jì)取h=14，形狀為碟形如圖：</p><p>

67、　　圖11 </p><p>　　6. 模子內(nèi)形尺寸的確定</p><p><b>　　工件及模具如圖所示</b></p><p><b>　　圖12</b></p><p><b>　　模具圖如下</b></p><p>&

68、lt;b>　　圖13</b></p><p>　　按經(jīng)驗(yàn)公式A=A0+K A0</p><p>　　A--制品外形的模孔尺寸</p><p>　　A0－制品外形的公稱(chēng)直徑</p><p>　　K-經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，由于本設(shè)計(jì)爭(zhēng)對(duì)6063合金，取K=0.012</p><p>　　得BK=101.6*(1+0.

69、012)=102.82mm,</p><p>　　HK=44.5*(1+0.012)=45.03mm</p><p>　　制品型材壁厚可由經(jīng)驗(yàn)公式B=B0+△確定</p><p>　　由于B0=2.8<3.0㎜.本設(shè)計(jì)△＝0.1</p><p>　　故Tk=2.8+0.1=2.9㎜</p><p>　　7.?？坠?/p>

70、作帶長(zhǎng)度hg的確定</p><p>　　由于本型材制品的對(duì)稱(chēng)性較好，外形相對(duì)較小，一般可取2～8㎜，生產(chǎn)實(shí)踐中對(duì)鋁合金常用8～15㎜ </p><p>　　本設(shè)計(jì)取hg＝8mm</p><p><b>　　8.模芯的設(shè)計(jì)</b></p><p>　　一般伸出下模工作帶3－5mm，本設(shè)計(jì)取4mm，模腔外形按空心型材的

71、空心部分確定。</p><p>　　9.上模凸臺(tái)長(zhǎng)取21mm.用于裝配定位</p><p>　　10.定位銷(xiāo)，螺釘按GB標(biāo)準(zhǔn)選取標(biāo)準(zhǔn)件</p><p>　　定位銷(xiāo)的直徑取Φ8，螺釘采用M10,具體說(shuō)明見(jiàn)裝配圖</p><p>　　11.模子強(qiáng)度校核：</p><p>　　這種模子在工作時(shí)承受載荷最不利的情況是分流孔道和

72、焊合室尚未進(jìn)入金屬和金屬充滿(mǎn)焊合室以后流出?？字H，故強(qiáng)度的校核主要是爭(zhēng)對(duì)模子的分流橋，模橋的彎曲應(yīng)力和抗剪強(qiáng)度：</p><p><b>　　分流橋彎曲應(yīng)力校核</b></p><p>　　Hmin=L√p/2*√[σb]</p><p>　　式中: Hmin=分流橋的最小高度</p><p>　　L分流橋?qū)挾?經(jīng)計(jì)算

73、L=80mm</p><p>　　P擠壓機(jī)的最大的比壓</p><p>　　P=1630×1000×9.8/27451=581.91</p><p>　　[σb]模具材料在溫度下的許用應(yīng)力.在450~500℃下,對(duì)于4Cr5MoSiVi取[σb]=900Pa</p><p><b>　　代入數(shù)據(jù)得</b&g

74、t;</p><p><b>　　Hmin≈12mm</b></p><p>　　由于上模厚度H上＝20＞12mm</p><p><b>　　故符合要求</b></p><p>　　②分流孔道抗剪強(qiáng)度的校核</p><p>　　τ=P /n*F≤[τ]有:</p>

75、;<p>　　τ=(0.5~0.6) [σb],在450~500℃下,對(duì)于4Cr5MoSiVi</p><p>　　取[σb]=900Pa</p><p><b>　　P擠壓機(jī)的公稱(chēng)壓力</b></p><p>　　P=(1630×1000×9.8/27451) ×125.68×41.6=3

76、042393.07N</p><p>　　n 分流孔的數(shù)目:4</p><p>　　F. 以分流孔間的最短距離為長(zhǎng)度.以模子厚度為高度所形成的面積</p><p>　　F=2411.97mm2</p><p><b>　　代入公式有:</b></p><p>　　τ=3042393.07÷

77、;4÷2411.97=315.3≤450MPa</p><p><b>　　故強(qiáng)度符合要求</b></p><p><b>　　12．零件圖裝配圖</b></p><p><b>　?。ㄒ?jiàn)圖紙）</b></p><p><b>　　后 記</b&

78、gt;</p><p>　　通過(guò)兩周的課程設(shè)計(jì)以及袁老師的細(xì)心指導(dǎo)，我對(duì)模具以及模具設(shè)計(jì)的一般步驟有了初步的了解。值得驕傲的是我的實(shí)踐動(dòng)手能力有了很大的提高，尤其是在電腦AutoCAD制圖方面。</p><p>　　我想象中的大學(xué)生活本來(lái)就應(yīng)該以手動(dòng)為主,而不是整天只接受書(shū)本知識(shí)的”填鴨式”教育.這種類(lèi)型的課程設(shè)計(jì)無(wú)疑體現(xiàn)了崇尚西方素質(zhì)教育的袁老師的一貫主張和作風(fēng).雖然課程設(shè)計(jì)的最終目的不

79、是為了體現(xiàn)某一種思想,而是為了在很大程度上提高了我們的實(shí)踐水平,事實(shí)上我們也的確在這個(gè)過(guò)程中受益匪淺.</p><p>　　在大量反復(fù)的計(jì)算中，進(jìn)一步培養(yǎng)了科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度。同時(shí)通過(guò)這次設(shè)計(jì)，也感受到了袁老師在模具知識(shí)這方面經(jīng)驗(yàn)豐富以及自己的孤陋寡聞所以在這里討論模具方面的知識(shí)無(wú)疑是班門(mén)弄斧。</p><p>　　模具在制造業(yè)的地位舉足輕重，這并不是我們要學(xué)好模具知識(shí)的唯一原因,我們更多的是

80、要在最短的時(shí)間了學(xué)到最好對(duì)多的知識(shí),為祖國(guó)的將來(lái)為模具事業(yè)作出貢獻(xiàn)..</p><p>　　由于學(xué)識(shí)有限，水平有限，設(shè)計(jì)中有許多疏漏和錯(cuò)誤之處，懇請(qǐng)?jiān)蠋煹闹刚?，今后我定?dāng)努力改正. </p><p>　　金材1班34號(hào) 甄堂</p><p>　　2006年6月22日</p><p>　　參考書(shū)籍：《鋁型材擠壓模具設(shè)計(jì)·制造&#