一模多出(孔)鋁擠壓加工模孔配置
鋁擠壓加工中采用單孔棒模時(shí),應(yīng)將??椎闹行闹糜谀W又行纳?。采用多孔模擠壓時(shí),金屬流動(dòng)要比單孔模均勻,故可減少中心縮尾形成的幾率。但是,如果??着帕胁划?dāng),會(huì)使擠出的制品長(zhǎng)短不齊,增加幾何廢料,惡化表面質(zhì)量,或者由于靠近擠壓筒邊緣,使制品表面產(chǎn)生起皮、分層等缺陷。
此外,多??走^(guò)于靠近擠壓筒邊緣時(shí)由于內(nèi)側(cè)金屬供應(yīng)量大、流動(dòng)速度塊,而外側(cè)由于金屬供應(yīng)量不足,流動(dòng)速度慢,會(huì)造成制品出現(xiàn)外側(cè)裂紋。當(dāng)模孔太靠近鋁擠壓加工筒中心時(shí),外側(cè)金屬供應(yīng)量大于內(nèi)側(cè),則制品易出現(xiàn)內(nèi)側(cè)裂紋。
所以,應(yīng)將多孔模模孔的理論中心均勻分布距模子中心和擠壓筒邊緣有合適距離的同心圓周上,同心圓直徑D同與擠壓筒直徑D筒之間的關(guān)系由以下經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)確定:
式中:
D同——多孔模模孔理論重心的同心圓直徑;
D筒——擠壓筒直徑;
n ——??讛?shù)(n≧2);
ɑ——經(jīng)驗(yàn)系數(shù),鋁合金擠壓時(shí)取2.5~2.8,n值大時(shí)取下限,D筒值大時(shí)取上限,一般取為2.6。
D同求出之后,還必須綜合考慮模具鋼材的節(jié)約和工模具規(guī)格的系列化和互換性(如模支承、模墊、導(dǎo)路等的通用性等)以及提高生產(chǎn)效率和制品質(zhì)量等因素,然后對(duì)D同進(jìn)行必要的調(diào)整。
2)鋁及鋁合金型材一模多出擠壓模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與??撞贾?/span>
① 普通型材模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與??撞贾?/span>
采用多孔模擠壓普通型材的目的是為了提高擠壓機(jī)的生產(chǎn)率和成品率,降低擠壓系數(shù)和減少擠壓力,減短擠出長(zhǎng)度以適應(yīng)擠壓機(jī)工作臺(tái)的結(jié)構(gòu)等,在生產(chǎn)非對(duì)稱的復(fù)雜型材時(shí),為了均衡金屬的流速,有時(shí)也采用多孔模擠壓。
A. ??讛?shù)目的選擇原則
多孔型材模??讛?shù)目的選擇原則與多孔棒模的選擇基本相同,主要應(yīng)考慮擠壓系數(shù)λ的影響,保證模子強(qiáng)度,金屬流動(dòng)的均勻性和制品的表面質(zhì)量,與多孔棒模相比,在選擇多孔型材模??讛?shù)目時(shí)應(yīng)注意:
a. 應(yīng)保證有足夠大擠壓系數(shù),為了保證制品的力學(xué)性能,擠壓型材時(shí)的擠壓系數(shù)應(yīng)大于12.擠壓系數(shù)的最大值,應(yīng)根據(jù)擠壓筒的比壓、合金性質(zhì)、擠壓的難易程度等因素來(lái)決定,對(duì)于難擠合金,一般說(shuō)λ不應(yīng)大于50,對(duì)于易擠壓金屬或合金,λ可大于100以上,特別是對(duì)于軟鋁民用建筑型材來(lái)說(shuō),根據(jù)型材的形狀和尺寸,λ可大至300以上,由于型材的壁厚一般比較薄,容易中斷,因此其擠出長(zhǎng)度可不受擠壓機(jī)工作臺(tái)長(zhǎng)度的限制,所以也允許采用較大的擠壓系數(shù),擠出較長(zhǎng)的型材。
b.型材的形狀比棒材復(fù)雜得多,而且壁厚較薄且不均勻,所以金屬流動(dòng)的均勻性比棒材差得多,很容易產(chǎn)生擠出長(zhǎng)度不齊、波浪、扭曲等缺陷,所以??撞灰诉^(guò)多,否則可能纏繞在一起,大大影響制品的表面質(zhì)量,甚至引起堵模。對(duì)于鋁合金型材來(lái)說(shuō),一般取2,3,4,6個(gè)???。在特殊情況下,或采取了特殊的工藝措施之后也可多至12個(gè)孔。
B.多孔型材模的布置
擠壓兩孔或多孔型材時(shí),模孔的布置必須遵守中心對(duì)稱原則,而可以不遵守軸對(duì)稱原則。見圖1
在配置??讜r(shí),應(yīng)考慮到??纂x擠壓筒中心的距離不同,金屬流動(dòng)速度有差異的現(xiàn)象,因此型材斷面上薄壁部分應(yīng)向著模子的中心,而壁厚部分應(yīng)向著模子的邊緣,見圖2,這種布置,還可提高??字g的連接部分的強(qiáng)度。
對(duì)于對(duì)稱性較好,且斷面上各處的壁厚相差不大的型材,可將型材??椎闹匦木荚谝阅W又行臑閳A心的圓周上。為了保證模子的強(qiáng)度,多孔型材??字g應(yīng)保持一定的距離,在實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)于8000噸以上的大型擠壓機(jī)取60mm以上,5000噸擠壓機(jī)取35~50mm,而對(duì)于2000噸以下的擠壓機(jī)可取20~30mm。
為了保證制品的質(zhì)量,配置多孔模時(shí)還必須考慮模孔邊緣與擠壓筒壁之間的距離,當(dāng)這個(gè)距離太小時(shí),制品邊緣會(huì)出現(xiàn)成層等缺陷,表2列出了??着c擠壓筒壁間的最小允許距離。
??组g距和??走吘壟c擠壓筒壁之間的距離也應(yīng)系列化,以利于模墊、前環(huán)等大型基本工具及導(dǎo)路等有互換性和通用性。
根據(jù)具體的擠壓條件,對(duì)型材的形狀和尺寸,擠壓筒和模具的規(guī)格,產(chǎn)品的要求,模子的強(qiáng)度以及需要采用工具的情況等進(jìn)行了詳細(xì)分析,并確定出矛盾的主要方面之后,可以采用不同的形式對(duì)多孔模進(jìn)行排列。
② 一模多出用舌型模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與??撞贾门e例
用帶有多個(gè)舌芯的舌型模可同時(shí)擠壓多根空心型材。舌芯可布置在中心支柱上,也可布置在圓形橋上,但各根型材應(yīng)盡量對(duì)稱布置,以保證金屬流動(dòng)均勻,有利模具強(qiáng)度的提高,見圖3。
③ 一模多出用平面分流組合模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與模孔布置
平面分流組合模是鋁及鋁合金空心制品組合模的一種,但平面分流組合模更適合于鋁擠壓加工多孔內(nèi)腔十分復(fù)雜的空心型材與管材,也可以同時(shí)生產(chǎn)多根空心制品,所以生產(chǎn)效率高,這一點(diǎn)比橋式舌型模要優(yōu)越得多。一模多出的平面分流模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與一模單根的平面分流模完全相同,只是分流孔的形狀、斷面尺寸、數(shù)目及其分布有所區(qū)別。帶有可折式分流橋的叉架式分流模也可同時(shí)擠壓多根空心制品,見圖4為單根與多根平面分流模的分流孔的數(shù)目、大小、形狀與排列布置舉例。
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