复杂截面铝型材模具的结构优化设计

复杂截面铝型材模具的结构优化设计 ,,,,,,铝型材技术(国际)论坛文集 复杂截面铝型材模具的结构优化设计 李明环，唐性宇 【广东华昌铝厂有限公司，广东佛山,,,,,,)摘要:作者在工作实践中，不断探索更新设计思路，大胆采用国内外的先进设计理念，优化模具结构设计，在缩短交货期，降低挤压力及提高型材质量方面取得了良好的效果。关键词:铝型材;模具;设计 随着我国大规模的基建投资和工业化的高速发展，铝型材作为建筑领域和工业领域里重要的应用材料，全行业的产量及消费量也迅猛增长，使我国一跃成为世界最大的铝型材生产基地和消费市场。而产品在市场上的竞争则异常激烈，利润尤其是建筑型材利润不断下滑。迫使铝型材企业在扩展传统的建筑铝型材市场的同时，向应用更广、附加值更高的工业用铝型材市场进军，以实现产品结构和技 图,工业用换热器术含量的升级(只有迅速提升自身综合实力，企业 难点分析:由于型材模芯被腔筋分割成七个小才能跻身同行业前列。 模芯，而且腔筋的长度达,,毫米，壁厚也较薄， 铝型材挤压生产过程中，模具是保证产品成 因此模具中间的腔筋供料极其困难，同时，由于七形，具有正确形状、尺寸和精度的基本工具。合理 个小模芯的宽度较小，模芯的强度大大降低，模芯的模具结构是实现挤压工艺过程的基础，获得所需 容易发生严莺的偏移，甚至断裂报废。形状、尺寸精度、性能、及产品 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面质量合格的重 这类换热器型材，一直是很难挤压的产品，传要保证。由于模具原因导致个别产品不能按时交货 统的模具设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 一般是采用上中下三个分流孔供是长期困扰铝型材生产企业的难题之一，特别是对 料，如图,(,)所示，或者采用图三的分流孔布于一些挤压难度大的型材，模具结构设计的合理与 局方案。但是，这两种方案都存在难以克服的缺否则成了能否顺利挤出合格产品的关键。在生产实 陷，图,(,)的方案虽然保证了各条腔筋的供料，践中，我们通过不断的更新模具设计理念，采用国 但是由于模桥的跨度较大，中间的分流孔直冲模芯内外先进的制模设备和加工技术，优化模具结构， 的面积也较大，从而导致模具的整体刚度较差，在降低挤压力，使产品的交货期明显缩短，挤压速度 挤压过程中，模芯会发生严重变形，偏壁严重，起和型材的表面质量也得到了显著提高。下面通过几 波浪，成型差，整体的模具寿命极低。个具体生产实例，来谈谈我们的一点浅见。 图,(,)所示的设计方案，虽然模具的整体 刚性得到一定程度的提高，但是供料不均匀，两侧, 工业用换热器(如图,所示) 最边缘的腔筋难以供料，只能通过打通两侧的模芯 基本参数:挤压机吨位,,,,,，挤压简直径 来实现供料(如,处所示)，因此，这种方案同样，,,,,,，挤压系数,,。 会大大降低模芯的强度，成型很差，模具的寿命也 ,,, 复杂截面斜犁材模坫的结构优化世,，——很低，无法满足生产要求。 囤,按热型材的,种设计方案 在进行模具进?的过程,，一(貌,,提出了新的模 ,,进料直径的限制，两个小模芯的供料较难平街(具设计方案，如图,(;)所示，新方案模具采用 致使小模芯左靠受力小平衡，在受力水均的情况 ，(二个分流孔供料，增加了分洫桥的散璧，大太减 下，容易发一，:偏壁。小，单个横桥的跨度，减小,单个分,,,【扎的进料新 ， 、口,和单个分流桥的宽度，使分流桥在整体模具供料 , , 》布局中呈阿格状分布，这种类似于“蜂巢”的阿格结构大大增强,楼具的襻体刚度。减小了模具的弹性变形，同时也使犁材的各个部位的供料更趋均匀合理，分流扎供料时的金属流对模芯产生的作用力相巨,导副有效平衡，模芯的弹性变形现象得到,极大的改善。，目,，,，为,有效碱小挤压力，在设计时减薄,上模的厚度并设计丁减 压角。实践证明: 』 , 步 ,采用此方案制成的摸肄上机后的出料效果非常理 目, ，,,?盖板想(满足,蒋户,,,寸精度的要求，模具寿命也大 山于型材的形位公差要求严格(因此，枉模具大提高。 设计时如果采,,,普通的六孔或八孔的方案的话(模, 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 料大盖板(如图,所示) 具往挤压过程中锥容易发生偏壁，扭拧(斜角等, 题，且很难进行修模矫正。为了有救避免上述缺陷 簋奉挤压参数:挤压机吨位,,,,,，挤压筒直 的产生，我,『,在设计模具时采取导流板两次分流的径, ,,,,,，挤压系数,,。 模具结构，组装斟如剧,(,)所示，导流板如网, 模具设计难点分析:藏型材的儿何,寸较大， (,)所乐(上模分流,,如图,(;)所示。壁厚较薄(山于受到挤压简直径的限制，分流孔在设计时需要太角度宽展扩孔，同时，由于受到分流 离遂盛 ,, 目,导,板,次,,的模具结构 目装目;(,)一导施扭:(。)一上横分碗孔 鹱杂截面铝型材模具的结构优化设计 为,使型材成型良好，首先必须要保证模具喇 供料充分，导流板的分流桥采用斜面向外过渡，减腔的各个部位的,,料均匀充分，同时还要使两个小 小边缘部分的金属流动阻力。摇此打案制成的模扎摸芯在左右方向,的受力得到有效平衡，避免模芯 ,机后出料平稳，料头整齐，各处壁厚均匀(仪下变形而造成的偏壁，田此在进行横具设计时，我们 部，，，间的巾横处出料略快，两个小模芯位置出现轻始终以。平衡“作为,殳计的宗旨，包括供料平街， 微收口(在经过修横调接后(生产出的型材成型状流速半衡和受力平衡， 况非常理想(完全满足客户要求。 由于刹材上下部分币对称(在设汁导流板的进 ,工业型材结构件(如图,所示)料孔时，必须充分母虑，(下部分的分料,,例(根据经验公式计算，坤“,扳上下分流孔的进料而积比设 浚型材用,,,,吨挤压帆挤任，挤垭简直径为计为，:， , ,。为了使喇材远离挤压中心的边缘部分 , ,,,,,，挤压系数为,, 围, ，,?,镕构件?模景 设计难点分析:缓型材的外接凹尺寸较小，只 具结构方案:新打案采用导淀板二趺分流的结构，有,,×,,,,,(从里向外有“三层”空腔，』,几个 如图,所示(,羽,(,)为导流板(例,(,)为,摸芯，选样的模芯结构极易造成州司供料困难，, 模进料孔。幽,(,)为模县的整体装配固，新片于单个模芯的尺寸较小(刚度较蔗(锌易发生严重 案将旧方案外嗣舶四个大分,,孔分解成,十小分流偏壁(托至造扫,,模芯断裂报废。针时上述难电(枉 孔(碱小,,，”嗣井流扎的进料而秘，这样就使巾间进行模,,设计时，重点考虑各个中间横，,,的供料及 进料孔与外同进料,,的进料面积比例趋于合理。刊受力平衡?题。 材四个角部所对麻的四个外旧分流扎的进料而,,,耍 此类型柑传统设计方案一般为外面开旧个分流 小于芄他四个分流孔的面秘(如同,(,，)所不)，扎，中间肝四个小分流孔供料(如嘲,右罔所不。 在设训,，这是至戈重要的(卉则，外幽的四个较这种方案的优点是模具结构槲对前肾(利于加，(， 大的模芯的受力会不平衡(模芯将会址牛偏移(但足也存在一些缺陷，，,于谊山案外固的,个分流 新矗寰充分考虑了摸,型腔各个部位的分料比扎的进料面,,过大，而中问吣个小进料扎, ,受到 例(使供料虹为均匀合理(使具的拦体强度得到附模芯,、,的限捌，堆以冉扩大,此，中间与外? 显提高(模芯的受山状态平衡较好，,,料偏壁现象分流孔的进料面积比例差距过大(造成;,问摸芯的 明显女,转，缓模乳筇一次,。机出料就较为刊想，陈供料严重小址(如果中蚓进料扎龇桥深度过大的 ,儿处开,位出现轻微”收口”外(掣材姥厚基本话，将使模具的强度受到严重影】】,,同时， 由于内 满足公差精度要求，料头整齐，一”问型盹的供料睛外横芯的受力得不到有设平新，将导致型材产牛严 况良好(经过修模凋拯流速后，模具挤出的型材满重的偏嚷现象。 足,客户要求。 针对上述问题，我们改进设计，提出丁新的模 复杂截面铝刊材模具的结构优化醴汁 一辩一鳓 程中，裂,薄壁大方管(如图,所 ,『,巷。。 ,??,目„ ,”,危陡挪,俐桥,,，，忙置, 目,楼具，作时韵受力,意目 围,薄璧太方管 薄壁大方管(注:大圆管与其娄埘) 直是阑绕铝型材挤雎模具行业的难题，在生产实践中(这种模具如果采用传统没汁结构的舌，,,难生产出 目,模具结构图合格产品，往往横具一上机就会,,,现裂桥，模具的 为了解央模具强度问题(通常可以采取导衙;报废率极高，小仅大大增加了生产成本而且延误变 板(,模，,模等三件结构，在导流板与，:模之问货周期，大方管„,太圃管尤荩在“小机挤大料” 留有一定的变形间隙，从而起到”保护”上模的作的情况下(是极为酗难的。 用(如图,所示)。在实际生产中，这样的结构可 难点分析虽然大方管的彤状对称，结构简 以大大改善模具的受力状况，提高模具使用寿命，尊，但是由于,,, ,〔,,,,,壁厚， ,,,,的方臂的 但是导流板三件结,句也存在一定的缺陷，由于增加模芯面积过大，甓厚过薄，模具中心的挤压死,所 ,导流板(使模具的厚度增加(导流板与,„模的厚产生的金属变形抗力和金屑摩擦力过太，模具在承 度总和大大增』,?)，会属在模具,,一流动距离过长，受高温、高压、高摩擦力的晴况,(会发牛严重变 这样就会造成挤压力大幅上升，挤压建度也明显形，导致模具出现“裂桥”。 降低。 如图,所示，模具丁作时，,，,于受到压力而出 为丁解决上述?题(我们在,,,,吨挤压机,现弹性变形，模，苍根部，处在弹性变形时受到拉应 (挤压筒直径为,,,,,,)提出了全新的模具设计方力作用(由于桥位焊合水滴的存在，造成,处应力 案(如图,,所示)。 复杂截面铝型材模具的结构优化设计 加宽应力集中位置的水滴 徽 磁 黧……刀 羚。 莛一 、，，，、, ,?, , , ?、、，, 图,,模具设计方案 新方案主要从降低挤压力，减小桥位危险部位 合质量下降的缺陷。采用新设计方案的模具上机的应力集中人手，以及从增大模具强度和刚度的角 后，型材成型良好，经过多次上机生产证明模具性度出发，进行了全新的改进。在降低挤压力方面， 能稳定，模桥未出现裂纹，单套模具的出材支数提新方案在进料方向上设计了减压角，为了减小金属 高到了,,,,支以上。变形抗力，增加金属流动性，新方案设计了全新的分流锥结构，最大限度的减少金属流动死区，将上模入料方向上设计成“碟型”人料结构。在减小应力集中方面，新方案大大加宽了桥位水滴，使危险部位的应力集中现象得到极大改善。同时，将桥位设计成全新的“拱形”结构，(注:拱形桥结构在土木工程中早有广泛应用，例如，以著名的赵州 ,桥为代表的“拱桥”，以及水库的混凝土“拱坝” 图,,模具桥位的受力等)。这种拱形结构使模具桥位的受力方向发生了变化，模具桥位的受力被分解为向桥墩的分力,, 综上所述，合理的模具结构不但能保证产品几和向模具外圆的分力,,(如图,,所示)，在提高 何形状和尺寸精度，改善型材力学性能，而且还可模具整体刚度方面，通过增大模具外圆来实现，使 以最大限度的降低挤压力，提高挤压速度，实现节模具桥位的受力状态由“简支梁”变为“固端 能降耗的目标。生产实践证明，我们在模具设计方梁”。 面所进行的大胆创新尝试取得了良好的效果，不仅 实践证明:这种全新的模具结构显著改善了模 使挤压机的单机产量得到显著提高，产品质量和档具桥位的受力状态，大大提高了模 具的使用寿命。 次也上了一个新的台阶，给企业带来了良好的经济 效益。同时， 拱形结构也增加了型材角部的焊合室深度，从而弥补了因水滴过宽而造成的角部供 料不足和焊 ,,,