1、二.總設(shè)計(jì)過程概論1. 擠壓工藝流程：鑄錠加熱f擠壓f切壓余f淬火f冷卻f切頭尾f切定尺f時(shí)效f表面處理f包裝f出廠2. 擠壓工藝條件1）鑄錠的加熱溫度6063鋁的最高允許加熱溫度為550°C,下限溫度為320°C,為了保證制品的組織,性能，擠壓時(shí)錠坯的加熱溫度不宜過高，應(yīng)盡量降低擠壓溫度2）擠壓筒的加熱溫度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400C450C。3）擠壓溫度熱擠壓時(shí)，加熱溫度一般是合金熔點(diǎn)絕對溫度的0.750.95倍，本設(shè)計(jì)擠壓溫度為450C500C，擠壓過程中

2、溫度控制在450C左右4）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)備的能力限制，本設(shè)計(jì)的擠壓速度取0.70.8m/s5）工模具的潤滑因本設(shè)計(jì)采用熱擠壓，故不采用潤滑6）模具模具應(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HRC45507）切壓余根據(jù)所選的設(shè)備：500T,切壓余厚為20mm；800T，切壓余厚為25mm8）淬火本工藝過程中，制品擠出后可通過設(shè)置風(fēng)扇對制品進(jìn)行吹風(fēng)來達(dá)到風(fēng)淬的目的9）冷卻直接露置在空氣中冷卻，達(dá)到自然時(shí)效的目的10）切頭尾本

3、工藝過程統(tǒng)一去頭尾各300mm三實(shí)心型材模設(shè)計(jì)1所要設(shè)計(jì)的實(shí)心型材制品本制品的形狀和尺寸如下4圖1牌號XC111（L型）制品的截面積F制=116.4mm2?？淄饨訄A直徑D外=46.28mm現(xiàn)有設(shè)備（如下表）：設(shè)備噸位500T800T1630T擠壓筒直徑D095125187擠壓截面積F070851226627451錠坯尺寸DLdd90x270/320120X400/450178X540/600/660冷床長26m32m44m填充系數(shù)1.1141.0851.104壓余厚202530最大擠壓比97.48273.6加工范圍最大外接圓直徑6595147擠一根最小制品斷面積F制min721503722.選

4、坯和選設(shè)備根據(jù)加工范圍要求(F制三F制min,及D外WD外max)只有500T的可用，按成才率最高的原則，進(jìn)一步優(yōu)化，計(jì)算列表序號D0Dd(mm)Ld(mm)單重wd填充系數(shù)KLe壓余厚hy(mm)Ld擠壓比入制品長L制(m)成品數(shù)nx6(m)成品重W制(kg)成材率W制/Wd(%)195902704.641.1142422022254.6513.512X6m3.8983.84%295903205.501.1142872026754.6516.252X6m3.8970.73%最后選擇成才率最高的83.84%對應(yīng)的方案1即：500T的擠壓機(jī)設(shè)備錠坯尺寸為：DxL二90X270mmdd入=54.6

5、53擠壓力的計(jì)算根據(jù)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)公式：P二11.775x0.8D2xb,丿D為擠壓筒內(nèi)徑，d為制品等面積直徑，b為b某溫度下坯料的抗拉強(qiáng)度，450°C下6063的b12MPab帶入數(shù)據(jù)求得：952x12二253.8T即理論技術(shù)可行FV額定噸位500T，設(shè)備選擇符合要求,4.實(shí)心型材模具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模組的結(jié)構(gòu)如下圖鋁合金型材擠壓工藝及模具計(jì)算5圖21.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8.模套9.剪刀10.擠壓筒模組的結(jié)構(gòu)：對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模組尺寸如下表設(shè)備噸位500T800T163

6、0T1X2XH160X180210X250310X350X190X240X340H1203030H2809090100110150H3506050606080擠壓模具的尺寸如下表設(shè)備噸位500T800T1630Td1/d2Xh20135/01450165/01750250/0260X2025X2530X3040h112121312135.實(shí)心模尺寸數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)1).選坯和選擇設(shè)備根據(jù)前面的計(jì)算錠坯尺寸：DL=090X270dd擠壓筒內(nèi)直徑D=95mm0擠壓比入=54.652) .模組及模子尺寸外形的計(jì)算鋁合金型材擠壓工藝及模具計(jì)算26根據(jù)前面計(jì)算，從表5選取Hl=20H2=90H3=60模子外形尺

7、寸的確定(如下圖)hl.172依據(jù)表6的數(shù)據(jù)可以確定dl=135mmd2=145mmhl=12mmh2=25mm3) 模子內(nèi)形尺寸的確定擠壓比入=54.65V入MAX，故不需要多孔擠壓確定?？壮叽纾河晒綖槌叽绻钔庑纬叽鏏二A(1+C)+AC為裕量系數(shù)0則A=30(1+0.0085)+0.6=30.855mm壁后尺寸S二S+C+A鋁合金型材擠壓工藝及模具計(jì)算C=0.05-0.15薄壁取上限，后壁取下限，本設(shè)計(jì)取0.12貝US=2+0.2+0.1=2.3mmk型材的圓角及圓弧沒有偏差要求，故可按名義尺寸設(shè)計(jì)由于這種角材在擠壓的過程中由并口現(xiàn)象，角度取91°制造偏差為爲(wèi)2皿，主要尺寸如

8、下圖.J-U.C2«-|冗I/;:4）孔形在模子端面位置的確定（由于本型材為等壁厚的型材，故型材的幾何重心在置模子的中心）壓力中心的計(jì)算（以左下端點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)）算得x=8.47y=8.475）工作帶長度的確定鋁合金工作帶一般最短可取2.53.0mm，最長可取810mm由于是等壁厚型材，故工作帶長度h定各處相等，本次設(shè)計(jì)取h=4mm，如下圖：87）模子強(qiáng)度的校核本設(shè)計(jì)為L型薄壁型材，故模子的強(qiáng)度校核可以忽略8）畫圖，如下圖:四.空心型材模設(shè)計(jì)1所要設(shè)計(jì)的制品本設(shè)計(jì)制品的的牌號為1513回型管具體參數(shù)為B=50.8H=38.1T=1.4重量：0.653Kg/m具體如下圖鋁合金型材擠壓工藝

9、及模具計(jì)算2.選坯核選設(shè)備制品的截面積：F制=241mm2?？淄饨訄A直徑D外=63.5mm根據(jù)加工范圍要求(F制三F制min,及D外WD外max)由表3知只有800T的可用按成才率最高的原則，在進(jìn)一步計(jì)算優(yōu)化，計(jì)算列表如下表7序號D0(F0)Dd(mm)Ld(mm)單重wd填充系數(shù)KLe壓余厚hy(mm)Ld擠壓比入制品長L制(m)成品數(shù)nx6(m)成品重W制(kg)成材率W制/Wd(%)112512040012.201.0853692534450.917.52X67.8464.2212512045013.731.0854152539050.919.83X611.7585.6最后選擇成才率最高

10、的85.6%對應(yīng)的方案2即800T的擠壓設(shè)備錠坯尺寸為：DdXLd二120X450mm入=50.903擠壓力的計(jì)算根據(jù)經(jīng)驗(yàn)系數(shù)公式P=a*Kf(ln入+4uL/D)F=A*Pa表征擠壓難易程度的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，對于空心型材取a=l.l1.5,本設(shè)計(jì)取a=1.3P為單位擠壓力，MPaF為最大擠壓力，NA擠壓筒內(nèi)孔的面積，mm2入擠壓系數(shù)Kf材料在擠壓溫度下的變形抗力(查表)，MPau摩擦系數(shù)L鑄錠敦粗后額長度，mmKf查表取16u取0.30故P=1.3X16(h50.90+4X0.30X415/125)=164.6MPaF=164.6XnX1252/4=2.02MN換算成噸位：約202TFV額定噸位8

11、00T，設(shè)備選擇符合要求，即所選設(shè)備理論可行4. 模組及模子外形尺寸確定：模組尺寸結(jié)構(gòu)簡圖如前圖3所示根據(jù)前面計(jì)算，從表6選取H1=30H2=100H3=50模子外形尺寸簡圖如前圖4依據(jù)表6的數(shù)據(jù)可以確定d1=165mmd2=175mmh1=12mmh2=88mm因?yàn)楸驹O(shè)計(jì)采用孔道式分流組合模故：取H上=48H下=40模墊厚10m5. 組合模相關(guān)參數(shù)的確定：1) .分流孔的個(gè)數(shù)取4個(gè)，形狀為扇形2) .扇形面積的確定：因?yàn)榉至骺酌娣e與制品斷面積的比值刀F分/F型=K,K即為分流比，一般K對于空心型材時(shí)，取K=1030。本設(shè)計(jì)取K=10分流孔的面積刀卩分=&F型=10X241=2410m

12、m2且分流孔面積的大小按Fmax/Fmin二fmax/fmin其中,F分流孔的面積，f相應(yīng)型材面積EF分=卩皿3乂+卩山訕故Fmax=711.2.Fmin=493.83) .分流孔位置的確定 分流孔中心圓的直徑D分=0.7D0=0.7X125=87.5 暫時(shí)先取其外接圓直徑為100 確定a,a,B的大小如圖圖7a依據(jù)經(jīng)驗(yàn)a一般取25mm,有的取8mm.本設(shè)計(jì)取8mm圖8關(guān)于a的計(jì)算，由上圖知h二H/2+8=38.1/2+8=27.05mFmax=f扇一f三角形得a47.4°同理關(guān)于B的計(jì)算，由下圖知b二B/2+8=50.8/2+8=33.4mFmin=f扇一f三角形得B42.8

13、76;圖94) .分流孔的形狀分流孔由一定的傾斜錐度，這樣可以改善焊縫的質(zhì)量，孔道錐面與其軸線的夾角為2°4°，本設(shè)計(jì)取4°5) .分流橋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?。築二b+(320)mm本設(shè)計(jì)采用倒梯形結(jié)構(gòu)，取B=26見下圖圖106) .焊合室焊合室的形狀和大小對焊縫的質(zhì)量有很大的影響。按經(jīng)驗(yàn)公式：95130mmh=1015mm本設(shè)計(jì)取h=14，形狀為碟形如圖：圖1112鋁合金型材擠壓工藝及模具計(jì)算6. 模

14、子內(nèi)形尺寸的確定工件及模具如圖所示圖1241J，J11-模具圖如下圖1313鋁合金型材擠壓工藝及模具計(jì)算按經(jīng)驗(yàn)公式A=AO+KAOA制品外形的?？壮叽鏏0制品外形的公稱直徑K-經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，由于本設(shè)計(jì)爭對6063合金，取K=0.012得HK=38.1+0.5=38.6,BK=50.8+0.6=51.4制品型材壁厚可由經(jīng)驗(yàn)公式B=BO+確定由于B0=1.4mm.本設(shè)計(jì)=0.1故Tk=1.4+0.1=1.5mm7. 模孔工作帶長度hg的確定由于本型材制品的對稱性較好，外形相對較小，一般可取26mm,生產(chǎn)實(shí)踐中對鋁合金常用615m本設(shè)計(jì)取hg=6mm8. 模芯的設(shè)計(jì)一般伸出下模工作帶35mm，本設(shè)計(jì)取4mm，模腔外形按空心型材的空心部分確定。9. 上模凸臺長取21mm.用于裝配定位10定位銷，螺釘按GB標(biāo)準(zhǔn)選取標(biāo)準(zhǔn)件定位銷的直徑取8,螺釘采用M10,具體說明見裝配圖11. 模子強(qiáng)度校核：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焊合室尚未進(jìn)入金屬和金屬充滿焊合室以后流出?？字H，故強(qiáng)度的校核主要是爭對模子的分流橋，模橋的彎曲應(yīng)力和抗剪強(qiáng)度：分流橋彎曲應(yīng)力校核Hmin=LVp/2*Vob式中：Hmin二分流橋的最小高度L分流橋?qū)挾?經(jīng)計(jì)算L=20.6P擠壓機(jī)的最大的比壓.在450500下，對于3Cr2W8V取。b模