铝型材设计说明书讲解Word格式.docx

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现有设备（如下表）：

设备吨位

500T

800T

1630T

挤压筒直径

Φ95

Φ125

Φ187

挤压截面积

7085

12266

27451

锭坯尺寸

Φ90x270/320

Φ120X400/450

Φ178X540/600/660

冷床长

26m

32m

44m

填充系数

1.114

1.085

1.104

压余厚

20

25

30

最大挤压比

97.4

82

73.6

加工范围

最大外接圆直径

Φ65

Φ147

挤一根最小制品断面积

F制min

72

150

372

2.选坯和选设备

根据加工范围要求（F制≥F制min,及D外≤D外max）只有500T的可用，按成才率最高的原则，进一步优化，计算列表

序号

（mm）

单重wd

填充系数K

填充后长度Le

压余厚hy

切压余后的有效长度Ld

挤压比

λ

制品长

L制

（m）

成品数

nx6

成品重

W制（kg）

成材率

W制/Wd

（％）

1

Φ90

270

4.64

242

222

54.65

13．51

2×

6m

3．89

83．84％

2

320

5.50

287

267

16．25

70．73％

最后选择成才率最高的83.84％对应的方案1

即：

500T的挤压机设备

锭坯尺寸为：

=Φ90X270mm

λ=54.65

3.挤压力的计算

根据经验系数公式：

，D为挤压筒内径，d为制品等面积直径，为某温度下坯料的抗拉强度，450℃下6063的≈12MPa

带入数据求得：

F＜额定吨位500T，设备选择符合要求，即理论技术可行

4.实心型材模具体结构设计

模组的结构如下图

图2

1.模子2.模垫3.前环4.后环5.保护垫板6.前机架7.模座

8.模套9.剪刀10.挤压筒

模组的结构：

对于不同吨位的挤压机，下图中的主要结构尺寸都是配套设置的，可以从有关资料中查得。

模组的主要结构尺寸如图3

模组尺寸如下表

Φ1×

Φ2×

H

Φ160×

Φ180×

190

Φ210×

Φ250×

240

Φ310×

Φ350×

340

H1

H2

80～90

90～100

110～150

H3

50～60

60～80

挤压模具的尺寸如下表

Φd1/d2×

h2

Φ135/Φ145×

20～25

Φ165/Φ175×

25～30

Φ250/Φ260×

30～40

h1

12

12～13

5.实心模尺寸数据设计

1）．选坯和选择设备

根据前面的计算

挤压筒内直径=95㎜锭坯尺寸：

＝Φ90×

挤压比λ=54.65

2）.模组及模子尺寸外形的计算

根据前面计算，从表5选取

H1=20H2=90H3=60

模子外形尺寸的确定（如下图）

依据表6的数据可以确定

d1=135㎜d2=145㎜h1=12㎜h2=25㎜

3）模子内形尺寸的确定

挤压比λ=54.65＜λMAX，故不需要多孔挤压

确定模孔尺寸：

由公式

外形尺寸C为裕量系数△为尺寸公差

则A＝30（1＋0.0085）+0.6=30.855mm

壁后尺寸

＝0.05-0.15薄壁取上限，后壁取下限，本设计取0.1

则＝2＋0.2+0.1＝2.3mm

型材的圆角及圆弧没有偏差要求，故可按名义尺寸设计

由于这种角材在挤压的过程中由并口现象，角度取91°

制造偏差为mm，主要尺寸如下图

4）孔形在模子端面位置的确定

（由于本型材为等壁厚的型材，故型材的几何重心在置模子的中心）

压力中心的计算

（以左下端点为坐标原点）算得

x=8.47

y=8.47

5）工作带长度的确定

铝合金工作带一般最短可取2.5～3.0mm，最长可取8～10mm

由于是等壁厚型材，故工作带长度h定各处相等，本次设计取

h＝4㎜，如下图：

6）阻碍角

由于h定≤10～15㎜，故不采用阻碍角

7）模子强度的校核

本设计为L型薄壁型材，故模子的强度校核可以忽略

8）画图，如下图：

四.空心型材模设计

1.所要设计的制品

本设计制品的的牌号为I513回型管

具体参数为

B=50.8H=38.1T=1.4重量：

0.653Kg/m

具体如下图

图6

2.选坯核选设备

制品的截面积：

F制＝241mm2

模孔外接圆直径D外＝63.5㎜

根据加工范围要求（F制≥F制min,及D外≤D外max）由表3知

只有800T的可用

按成才率最高的原则，在进一步计算优化，计算列表如下

表7

D0

（F0）

Dd

Ld

120

400

12．20

369

344

50.9

17.5

2X6

7.84

64.2

450

13．73

415

390

19.8

3X6

11.75

85.6

最后选择成才率最高的85.6％对应的方案2

即800T的挤压设备

DdXLd=Φ120X450mm

λ=50.90

根据经验系数公式

P=α*Kf（㏑λ+4υL/D）

F=A*P

α表征挤压难易程度的经验系数，对于空心型材取α＝1.1～1.5,

本设计取α＝1.3

P――为单位挤压力，MPa

F――为最大挤压力,N

A――挤压筒内孔的面积，mm2

λ――挤压系数

Kf－――材料在挤压温度下的变形抗力（查表），MPa

υ――摩擦系数

L――铸锭敦粗后额长度，mm

Kf查表取16

υ取0.30

故P=1.3×

16（㏑50.90+4×

0.30×

415/125）

=164.6MPa

F=164.6×

∏×

1252/4=2.02MN

换算成吨位：

约202T

F＜额定吨位800T，设备选择符合要求，即所选设备理论可行

4.模组及模子外形尺寸确定：

模组尺寸结构简图如前图3所示

根据前面计算，从表6选取

H1=30H2=100H3=50

模子外形尺寸简图如前图4依据表6的数据可以确定

d1=165㎜d2=175㎜h1=12㎜h2=88㎜

因为本设计采用孔道式分流组合模

故：

取H上＝48H下＝40模垫厚10㎜

5.组合模相关参数的确定：

1）.分流孔的个数取4个，形状为扇形

2）．扇形面积的确定：

因为分流孔面积与制品断面积的比值∑F分/F型＝K,K即为分流比，，一般K对于空心型材时，取K=10～30。

本设计取K=10

分流孔的面积∑F分＝K.F型=10×

241=2410mm2

且分流孔面积的大小按Fmax/Fmin=fmax/fmin

其中,F---分流孔的面积,f----相应型材面积

∑F分＝Fmax＋Fmin

故Fmax＝711.2.Fmin=493.8

3）.分流孔位置的确定

①分流孔中心圆的直径D分＝0.7D0=0.7×

125=87.5

②暂时先取其外接圆直径为100

③确定a，α，β的大小如图

图7

依据经验a一般取2～5㎜，有的取8㎜.本设计取8㎜

图8

关于α的计算，由上图知

h=H/2+8=38.1/2+8=27.05㎜

Fmax=f扇－f三角形得

α≈47.4°

同理

关于β的计算，由下图知

b=B/2+8=50.8/2+8=33.4㎜

Fmin=f扇－f三角形得

β≈42.8°

图9

4）.分流孔的形状

分流孔由一定的倾斜锥度，，这样可以改善焊缝的质量，孔道锥面与其轴线的夹角为2°

～4°

，本设计取4°

5）.分流桥

分流桥的宽窄和模具的强度以及金属的流量有关，从增大分流比，降低挤压力来考虑，分流桥的宽度B应该选择小些，但为了改善金属流动的均匀性，模孔最好受到分流桥的遮蔽，则B应该选择得宽些，一般取：

B=b+（3～20）㎜

本设计采用倒梯形结构，取B=26见下图

图10

6）.焊合室

焊合室的形状和大小对焊缝的质量有很大的影响。

按经验公式：

Φ95～130㎜h=10～15㎜

本设计取h=14，形状为碟形如图：

图11

6.模子内形尺寸的确定

工件及模具如图所示

图12

模具图如下

图13

按经验公式A=A0+KA0

A--制品外形的模孔尺寸

A0－制品外形的公称直径

K-经验系数，由于本设计争对6063合金，取K=0.012

得HK=38.1+0.5=38.6,BK=50.8+0.6=51.4

制品型材壁厚可由经验公式B=B0+△确定

由于B0=1.4㎜.本设计△＝0.1

故Tk=1.4+0.1=1.5㎜

7.模孔工作带长度hg的确定

由于本型材制品的对称性较好，外形相对较小，一般可取2～6㎜，生产实践中对铝合金常用6～15㎜

本设计取hg＝6mm

8.模芯的设计

一般伸出下模工作带3－5mm，本设计取4mm，模腔外形按空心型材的空心部