全国铝合金挤压模具技术（共100）

铝合金金挤压压装备备与工工模具具挤压设备挤压筒与挤挤压垫挤压模具（（模具分类类、模具结结构、模具具材料、模具具设计原则则、模具制制造工艺等等）目录加热炉挤压机辅助机构5.1挤压设备加热炉燃料炉：油炉和煤气气炉特点：加热热效率高、、成本低、、投资少中小企企业采用；；炉温不易易控制、劳劳动条件差差、自动化化程度低电阻加热炉炉：炉温易于控控制，加热热质量好，，占地面积积少，劳动条件好好，自动化化程度较高高；加热效率较较低、成本本高、投资资大感应加热炉炉：主要使用50Hz工频感应加加热炉。加加热速度快快，体积小小，耗电少少，自动化化程度高燃料炉电阻加热炉炉感应加热炉炉挤压机按结构形式式分：立式式挤压机和和卧式挤压压机按传动方式式分：机械械式挤压机机、油压机机、水压机机按穿孔系统统分：不带带穿孔系统统的挤压机机、内置式式穿孔挤压压机、外置置式穿孔挤压机按模具装置置分：锁键式、滑滑动模座式式、回旋模座式式挤压机的分分类及应用用挤压机模座：用于于组装模具具。纵动式、横横动式供锭锭机构：直直线式、回回转式挤压垫与压压余分离装装置制品牵引机机构锯切装置拉矫装置转转动式、联联合式式5.1.1正向挤压机机立式挤压机机立式挤压机机可以生产产出壁厚均均匀的薄壁壁管材，其其运动部件件和出料方方向与地面面垂直，占占地面积小小，到要求求建筑较高高的厂房和和很深的地地坑，只适适用于小型型挤压机。。5.1.1正向挤压机机卧式挤压机机目前管、棒棒、型材挤挤压普遍采采用卧式油油压挤压机机。挤压机机按其用途途分为单动动挤压机和和双动挤压压机。其中中单动挤压压机是国际际上最普遍遍使用的挤挤压机。卧式挤压机机5.1.2反向挤压机机反向挤压机机按挤压方方法分为正正、反两用用和专用反反向两种型型式，每种种又可分为为单动（不不带独立穿穿孔装置））和双动（（带独立穿穿孔装置））两种。反反向挤压机机按其本本本体结构大大致可分为为三大类：：挤压筒剪剪切式、中中间框架式式和后拉式式。现代反反向挤压机机采用预应应力张力柱柱结构，普普遍采用快快速更换挤挤压轴和模模具装置、、挤压筒座座“X”型导向，，横轴移动动滑架快速速锁紧装置置，设有穿穿孔针情理理装置已经经模环清理理装置。5.1.2反向挤压机机挤压筒剪切切式挤压筒剪切切式的特点点是前梁和和后梁固定定，通过4根张力柱连连成一个整整体，在挤挤压筒移动动梁（也称称挤压筒座座）上，安安设有压余余剪切装置置。挤压筒剪切切式5.1.2反向挤压机机中间框架式式用于正反两两用挤压机机，其特点点是前梁和和后梁固定定，通过四四根张力柱柱连接成一一个整体。。在前梁和和挤压筒移移动梁之间间安设有压压余剪切用用的活动框框架，剪刀刀就设置活活动框架上上。5.1.2反向挤压机机后拉式中间梁固定定，前后梁梁是通过4根张力柱连连成一个整整体的活动动梁框架。。5.1.3冷挤压机辅助机构热剪机：用于将将加热后的的长锭按要要求剪切成成定尺短锭锭热剥皮机：：用于反向向挤压前，，将已加热热好的铸锭锭表皮剥去去挤压机机后辅机机：包括淬淬火装置、、中断锯、、牵引机、、固定出料料台、出料料运输机、、提升移料料机、冷床床、张力矫矫直机、张张力矫直输输送装置、、贮料台、、锯床输送送辊道、成成品锯、定定尺台、检检查台5.2挤压筒与挤挤压垫挤压筒5.2.1挤压筒容纳锭坯，，承受挤压压杆传给锭锭坯的压力力并同挤压压杆一起限限制锭坯，，使之承受受压力后只只能从挤压压模孔挤出出的挤压工工具。挤压筒的结结构形式为了改善受受力条件，，使挤压筒筒中的应力力分布均匀匀，增加承承载能力，，提高其使使用寿命，，绝大多数数挤压筒是是用两层以以上的衬套套，以过盈盈配合，热热装组合在在一起构成成的。挤压筒衬套套的层数应应根据其工工作内套的的最大压力力来确定。。挤压筒的加热方式式为了使金属属流动均匀匀和挤压筒筒免受过于于剧烈的热热冲击，挤挤压筒在工工作前应进进行预加热热，在工作作时应保温温。目前，，一般采用用装在挤压压筒衬套中中的电感应应加热和电电阻丝外加加热器加热热。挤压筒工作作内套的结结构（1）按工作内内套的外表表面结构可可分为圆柱柱形、圆锥锥形和台肩肩圆柱形。。（2）按内套的的整体性，，可分为整整体内套和和组合内套套。在组合合内套中又又分为圆柱柱形组合、、锥形组合合、分瓣组组合三种。。（3）按内腔形形状分为圆圆形、扁形形和其他形形状。在挤压筒内将将挤压杆与与锭坯隔开开并传递挤挤压力用的的挤压工具具。其作用用是减少挤挤压杆端面面的磨损，，隔离锭坯坯对挤压杆杆的热影响响。挤压垫的结结构形式在挤压铝合合金时，为为了减少挤挤压垫片与与金属之间间粘结摩擦擦，一般采采用带凸缘缘（工作带带）的垫片片。5.2.2挤压垫5.2.2挤压垫5.2.2挤压垫5.3.1挤压模具分分类（1）按模孔压压缩区断面面形状可以以分为：平平流模、锥锥形模、流流线行模和和双锥模等等5.3挤压模具5.3.1挤压模具分分类（2）按被挤压压的产品品品种可分为为棒材模、、普通实心心材模、壁壁板模、变变断面型材材模和管材材模、空心心型材模等等。（3）按模孔孔数目可可分为单单孔模和和多孔模模。（4）按挤压压方法和和工艺特特点可分分为热挤挤压模、、冷挤压压模、静静液挤压压模、反反挤压模模、连续续挤压模模、水冷冷模、宽宽展模、、卧式挤挤压机用用模和立立式挤压压机用模模。5.3.1挤压模具具分类（5）按模具具结构可可分为整整体模、、分瓣模模、可卸卸模、活活动模、、舌型组组合模、、平面分分流组合合模、嵌嵌合模、、插架模模、前置置模、保保护模等等。a—平面模；；b—平面分流流组合模模；c—叉架式组组合模；；d—舌形模（（桥模））（6）按挤压压模具外外形结构构可分为为带倒椎椎体的锥锥模、带带凸台的的圆柱模模、带正正椎体的的锥模、、带倒椎椎体的锥锥形—中间椎体体压环模模、带倒倒椎体的的圆柱—锥形模、、加强模模等。5.3.1挤压模具具分类上述分类类方法是是相对的的，往往往是一种种模具同同时具有有上述分分类方法法中的几几种特征征。此外外，一种种模具形形式又可可根据具具体的工工艺特点点、产品品形状等等因素分分成几个个小类，，如棒模模又可分分为圆棒棒模、方方棒模、、六角棒棒模和异异形棒模模挤压模具具包括模模子、模模垫、穿穿孔针等等，是直直接参与与金属塑塑性成形形的工具具。期特特点是品品种规格格多，结结构形式式多，需需经常更更换，工工作条件件极为恶恶劣，消消耗量很很大。因因此，应应千方百百计提高高模具寿寿命，减减少消耗耗，降低低成本。。5.3.2挤压模具具结构挤压模结结构要素素A模角α模角大小小对挤压压制品的的表面质质量与挤挤压力都都有很大大影响。。平模的的模角等等于90°。其特点点是在挤挤压时形形成较大大的死去去，可阻阻止铸锭锭表面的的杂质、、缺陷、、氧化皮皮等流到到制品表表面，以以获得良良好的制制品表面面。采用用平模挤挤压时消消耗的挤挤压力较较大，模模具易产产生变形形，使模模孔变小小或将模模具压坏坏。从减减少挤压压力、提提高模具具使用寿寿命的角角度来看看，应使使用锥形形模。5.3.2挤压模具结构构挤压模结构要要素B定径带长度h定和直径d定定径带又称工工作带，是模模子中垂直模模子工作端面面并用以保证证挤压制品的的形状、尺寸寸和表面质量量的区段。定径带直径d定是模子设计中中的一个重要要的基本参数数，设计d定大小的基本原原则是：在保保证挤制出的的制品冷却状状态下不超出出图纸规定的的制品公差范范围的条件下下，尽量延长长模具的使用用寿命。定径带长度h定应根据挤压机机的结构形式式（立式或卧卧式)、被挤压的金金属材料、产产品的形状和和尺寸等因素素来确定挤压模结构要素C出口直径d出或出口喇叭锥锥模子的出口部部分是保证制制品能顺利通通过模字并保保证高表面质质量的重要参参数。若模子子出口直径d出过小，则易划划伤制品表面面，甚至引起起堵模，但出出口直径d出过大，则会大大大削弱定径径带的强度，，引起定径带过早地变形形、压塌、明明显地降低模模具的使用寿寿命。D入口圆角rλ模子的入口圆圆角是指被挤挤压金属进入入定径带的部部分，即模子子工作端面与与定径带形成成的端面角。。制作入口圆圆角rλ可防止低塑性性合金在挤压压时产生表面面裂纹和减少少金属在流入入定径带时的的非接触变形形，同时也减减少在高温挤挤压时模子棱棱角的压塌变变形。但是，，圆角增大了了接触摩擦面面积，可能引引起挤压力增增高。5.3.2挤压模具结构构分流组合模实心平模导流孔导流模5.3.2挤压模具结构构双孔模模芯5.3.2挤压模具结构构5.3.2挤压模具结构构新结构模具--蝶形模蝶形模蝶形模使用性性能-大大提高了模模芯的抗弯性性能；-模芯弹性失效效减少；-减小了铸锭的的突破挤压力力；-温度和工作压压力减少；-挤压速度提高高50%，因而大大提提高生产率。。蝶形模（ButterflyDie™.）的优秀结构构适用于用在在普通的四孔孔模上，这很很容易用计算算机辅助设计计（CAD）系统进行设设计，并能得得到传统结构构的挤压模难难以达到的表表面质量。蝶形模与常规规模挤压压力力比较多孔模多孔模即一模模多孔，即可可以一次挤压压出很多根型型材产品，与与单孔模相比比有以下优势势：(1)提高挤压产品品的生产效率率；在挤压速速度相同的情情况下，多孔孔模具较单孔孔模具的生产产效率成倍提提高，大大降降低了生产成成本。(2)提高模具寿命命；挤压模具具的失效形式式之一是模孔孔的磨损，模模具寿命以模模孔挤出余属属材料的长度度来计算，理理论上多孔模模具的寿命将将成倍提高。。(3)提高模具材料料的利用效率率，减少模具具钢消耗：高高强度耐热模模具钢是昂贵贵模具的材料料，国产材料料的价格约26000元/吨左右，进口口材料的价格格达到65000元/吨～100000元/吨，多孔模具具技术的采用用将大大提高高材料的利用用效率。(4)提高成品率；；采用多孔模模具技术不仅仅可咀减小挤挤压系数，降降低挤压力，，在压余不变变的情况下，，通过提高铸铸锭长度，可可以减少几何何废料所占比比率来提高型型材的成品率率。多孔分流模冷却模现以液氮冷却却模具技术加加以简单介绍绍液氮冷却模具具技术是铝型型材在挤压时时在模具的专专用模垫上加加开冷却通道道，通过控制制系统在设定定的通道开度度下，液氮通通过冷却通道道喷射在模具具的表面，吸吸收铝棒带带来的热量，，直接降低低模具温度，，使模具温度度、型材出出料口温度保保持在稳定温温度范围围内，达到到提高挤压速速度的目的的；同时，液液氮气化后，，体积膨膨胀600多倍，将出料料口型材周围围的空气排开开，形成惰性性保护，提提高型型材表面光洁洁度。其技术术基基本原理理示意图如图图1所示。液氮的冷却通通道布置应尽尽量保证模具具表面上冷却却介质均匀分分配。目前，，最理想的冷冷却通道布置置是在模子本本体上直接机机加工出来，，但由于技术术相当复杂，，实时控制比比较难，很难难实现氮冷介介质的均匀分分配，至今未未见到在工业业应用上有良良好的效果。。因此，在一一般工业应用用中，大多采采用在专用模模垫上机加工工出冷却通道道的方法。冷冷却通道布置置示意图如图图2。空心型材挤压压模具铝型材挤压工工模具的性能能要求由于铝合金型型材挤压生产产工模具的工工作条件十分分恶劣，因此此，挤压生产产对工模具的的要求非常严严格。具体要要求如下：(1)高的强度和硬硬度值。铝合合金型材挤压压生产时，要要求常温下模模具材料σb值大于1500MPa。(2)高的断裂韧性性和冲击韧性性值。在常温温和高温工作作条件下，要要求工模具具有高的断裂裂韧性和冲击击韧性值，以以防止工模具具在冲击载荷荷或低应力条条件下产生脆脆断。(3)高的耐磨性。。在高温挤压压条件下能抵抵抗机械负荷荷而不过早地地产生退火和回火现象。。在挤压工作作温度下，模模具材料的σs不应低于1000MPa。与此同时，，在长时间润润滑不良和高高温高压的挤挤压生产条件件下，模具表表面能抵抗因因金属“粘结结”作用而产产生的磨损。。(4)高的稳定性，，工模具在高高温条件下不不易产生氧化化皮，有抗氧氧化稳定性。。5.3.3挤压模具材料料(5)抗激冷、激热热适应能力。。防止工模具具在长时间周周期循环挤压压生产过程中过早产生热热疲劳裂纹。。(6)良好的淬透性性。确保工模模具整个断面面有高且均匀匀的力学性能能，特别是大型工模具。。(7)抗反复循环应应力性能强。。防止过早出出现疲劳破坏坏，要求有高高的持久强度度。(8)高导热性。防防止高温挤压压过程中被挤挤压坯料和工工模具产生局局部过烧或机械强度损失失。(9)具有良好的抗抗蠕变和可氮氮化性能。(10)具有一定的抗抗腐蚀性和小小的膨胀系数数。(11)工模具材料在在国内应较易易获得，并符符合经济原则则，即价廉物物美。(12)良好的工艺性性能。即工模模具材料容易易熔炼、锻造造、机加工和和热处理。为提高铝合金金型材产品质质量，降低挤挤压生产成本本，提高挤压压模具使用寿寿命，应根据据挤压型材品品种、型材形形状规格、产产量大小、工工模具工作条条件以及钢材材本身的工艺艺性能等方面面情况，选择择性价比高的的工模具材料料。选择挤压压工模具材料料时一般考虑虑以下四个方方面的因素：：（1）被挤压金金属或合金金的性能。。挤压生产时，不同的的金属或合合金具有不不同的物理理-化学性能，，不同的挤挤压工艺条条件和不同同的温度-速度规范，，因此，挤挤压工模具具材料应根根据被挤压压金属和合合金的特性性来选择。。(2)产品形状，，规格和品品种。不同同的产品形形状，规格格和品种，，要求不同同的工模具具材料特性性。挤压圆圆管、圆棒棒等形状简简单型材时时，5CrNiW，5CrMnMo等中等强度的钢钢材或者强强度更低的的钢材既能能满足工模模具材料要要求；挤压压形状复杂杂的空心型型材时，需需选用3Cr2W8V和4CrSMoSiVl等较高级的的钢材来制制造工模具具。选择挤压模模具材料需需考虑因素素(3)设备结构、、挤压方法法与工艺条条件。静液液挤压时，，工模具在在高压的液液体环境中中呈预应力力状态，可可用3Cr2WSV等钢材来制制作工模具具；工模具具材料与挤挤压方法的的选择还有有很大关系系，热挤压压工模具材材料要求有有较高的热热硬度和热热强度，高高的耐磨性性和热稳定定性等。(4)工模具的结结构和尺寸寸。挤压普普通实心型型材和管材材的平面模模，可选用用3Cr2WSV或5CrNiMo钢材来制造造工模具，，而挤压空空心型材用用的平面分分流组合模模和形状复复杂的特殊殊型材模等等必须用3Cr2W8V、4Cr5MoSiVl钢或更高级级的材料来来制造。铝型材挤压压变形过程程是一个含含弹塑性、、刚塑性、、黏塑性等等多种变形形的复杂热热力耦合过过程，因此此，型材挤挤压工模具具设计是一一项具有很很高技术含含量的系统统工程。5.3.4挤压模具设设计原则挤压模具设设计时应考考虑的因素素A由模子设计计者确定的的因素主要有模子子的结构、、模子材料料、模孔数数和挤压系系数、制品品的形状、、模孔的方方位和尺寸寸、模孔的的收缩量、、变形挠度度、定径带带与阻碍系系统的确定定以及挤压压时的应力力应变状态态。B由模子制造造者确定的的因素包括模子尺尺寸和形状状的精度，，定径带和和阻碍系统统的加工精精度，表面面粗糙度，，热处理硬硬度，表面面渗碳、脱脱碳及表面面硬度变化化情况，端端面平行度度等。C由挤压生产产者确定的的因素主要有模具具的装配及及支承情况况，铸锭、、模具和挤挤压筒的加加热温度、、挤压速度度、工艺润润滑情况，，产品品种种及批量、、合金及铸铸锭质量，，牵引情况况，拉矫力力及拉伸量量，被挤压压合金铸锭规格格，产品出出模口的冷冷却情况，，工模具的的对中性，，挤压机的的控制与调调整，导路路的设置，，输出工作作台及矫直直机的长度度，挤压机机的能力和和挤压筒的的比压，挤挤压残料长长度等。在设计前，，拟定合理理的工艺流流程和选择择最佳的工工艺参数，，综合分析析影响模具具效果的各各种因素，，是合理设设计挤压模模具的必要要和充分条条件。模具设计的的原则与步步骤A确定设计模模腔的工艺艺参数设计正确的的挤压型材材图，拟定定合理的挤挤压工艺，，选择适当当的挤压筒筒尺寸，挤挤压系数和和挤压力，，决定模孔孔数。B模孔在模子子平面上的的合理布置置将单个或多多个模孔，，合理地分分布在模子子平面上，，使之在保保证模子强度的的前提下获获得最佳金金属流动的的均匀性。。单孔的棒棒材、管材材和对称良良好的型材材模，均应应将模孔的的理论重心心置于模子子中心上，，各部分壁壁厚相差悬悬殊和对称称性很差的的产品，应应尽量保证证模子平面面X轴和Y轴的上下左左右的金属属量大致相相等，但也也应考虑金金属在挤压压筒中的流流动特点，，使薄壁部部分或难成成形处尽可可能接近中中心，多孔孔模的布置置主要应考考虑模孔数数目、模子子强度（孔孔间隙及模模孔与模子子边缘的距距离等）、、制品的表表面质量、、金属流动动的均匀性性等问题。。模具设计的的原则与步步骤C合理调整金金属的流动动速度模具设计的的原则与步步骤C合理调整金金属的流动动速度模具设计的的原则与步步骤D保证足够的的模具强度度由于挤压时时模具的工工作条件十十分恶劣，，所以模具具强度是模模具设计中中的一个非非常重要的的问题。除除了合理布布置模孔的的位置，选选择合适的的模具材料料，设计合合理的模具具结构和外外形之外，，精确地计计算挤压力力和校核各各危险断面面的许用强强度也是十十分重要的的。分流桥下端开裂装吊孔开裂挤压模具失失效的主要要表现形式式：磨损、、变形、开开裂。造成模具开开裂的主要要原因：应应力集中和和循环载荷荷模具具设设计计的的技技术术条条件件及及基基本本要要求求棒材材模模的的设设计计棒材材（（圆圆棒棒、、方方棒棒、、方方角角棒棒））模模具具是是一一种种简简单单的的挤挤压压模模具具。。铝铝合合金金棒棒材材均均用用平平面面模模进进行行挤挤压压，，棒棒模模的的入入口口角角为为直直角角。。（1）模模孔孔数数目目的的选选择择原原则则：：合合理理的的挤挤压压系系数数λ、足足够够的的模模子子强强度度、、良良好好的的制制品品表表面面质质量量、、金金属属流流动动尽尽可可能能均均匀匀（2）模模孔孔在在模模子子平平面面上上的的布布置置：：采采用用单单孔孔模模时时，，应应将将模模孔孔的的重重心心置置于于模模子子中中心心上上，，采采用用多多孔孔模模时时，，应应将将多孔孔模的的理理论论重重心心均均匀匀分分布布距距模模子子中中心心和和挤挤压压筒筒边边缘缘有有合合适适距距离离的的同同心心圆圆周周上上，，同同心心圆圆直直径径D同与挤压筒筒直径之之间的关关系由以以下经验验关系式式来确定定：棒材模的的设计（3）模孔尺寸寸的确定定：（4）工作带长长度的确确定：主主要根据棒材材的断面面尺寸和和合金性性质及挤挤压机的的吨位等等来确定定工作带带的长度度。挤压压铝合金金棒材时时，工作作带长度度一般取取2~8mm,最大不超超过10mm。（5）棒模的的强度校校核：对对于多孔孔模，需需对模孔孔之间和和模孔与与模子边边缘的危危险断面面的强度度进行校校核，而而在使用用通用的的大孔径径模垫和和垫环的的情况下下，还需需计算抗抗剪强度度和抗弯弯强度。。普通型材材模的设设计普通型材材模主要要用单孔孔或多孔孔的平面面模来进进行挤压压。为了了提高挤挤压制品品的质量量，在设设计型材材模具时时，除了了要选择择足够强强度的模模具结构构外，还还需考虑虑模孔的的位置，，模孔制制造尺寸寸的确定定和选择择保证型型材断面面各部位位的流动动速度均均匀的方方法。（1）模孔在模模子平面面上的合合理配置置（单孔孔挤压））普通型材材模的设设计（1）模孔在模模子平面面上的合合理配置置（多孔孔挤压）普通型材材模的设设计（2）普通型型材模孔孔形状与与加工尺尺寸的设设计普通型材材模孔尺尺寸一般般按下式式来计算算，即对铝及铝铝合金，，上式中中的系数数Ky和Kp可按下表表来选择择。式中中的其他他参数如如公差，，线膨胀胀系数等等可在有有关的手手册中查查取。普通型材材模的设设计（3）控制型材材各部分分流速均均匀性的的方法A通过改变变模孔工工作带的的几何形形状与尺尺寸B阻碍角的的作用C采用促流流角（助助力锥或或供料锥锥）来均均衡金属属流速D采用平衡衡孔或工工艺余量量均衡金金属流速速E采用多孔孔对称布布置模孔孔法均衡衡金属流流速（4）型材材模具强强度校核核：用平平面模挤挤压双孔孔扁条型型材或悬悬臂部分分很长的的半空心心槽形型型材时，，必须对对模子进进行抗弯弯强度校校核分流组合合模的设设计（1）分流组组合模的的结构特特点与分分类分流组合合模是挤挤压机上上生产各各种管材材和空心心型材的的主要模模具形式式，其特特点是将将针（模模芯）放放在模孔孔中，与与模孔组组合成一一个整体体，针在在模子中中犹如舌舌头一样样。分流组合合模的设设计（2）分流组组合模的的结构设设计焊合室形形状a－圆形的的；b－蝶形的的；c－焊合室室剖面图图1－分流流孔；；2－焊合合室；；3－死区区模芯定定径带带的结结构形形式分流组组合模模的设设计应用平平面分分流模模导流流成形形技术术的新新式挤挤压模模该技术术是以以平面面分流流为主主要研研究对对象，，主要要是在在焊合合腔下下增加加导流流孔，，使变变形金金属能能更容容易成成型（（见图图1），导导流孔孔的设设计必必须要要保证证有足足够的的深（（厚））度和和合理理的形形状。。为此此，将将带有有焊合合腔、、导流流孔和和型孔孔的下下模分分成两两部分分：带带有焊焊合腔腔、导导流孔孔的中中模以以及带带有型型孔的的下模模。可能存存在的的问题题及解解决办办法（1）可能能引起起挤压压力增增加（2）模芯芯的稳稳定性性减少少由于模模厚增增加，，模芯芯长度度增加加，导导致模模芯刚刚度降降低，，在非非均匀匀壁厚厚的制制品中中，产产生的的侧向向压力力有可可能导导致模模芯偏偏移。。但若若设计计时加加以注注意，，注意意消除除和克克服对对模芯芯产生生侧压压的因因素，，则模模芯是是稳定定的。。总之，，挤压压模具具设计计要诀诀：孔随形形走，，避焊焊定桥桥，预预配流流量，，定径径微调调106XC型材位位于车车体侧侧板部部位，，属于于大型型、多多腔、、薄壁壁、扁扁宽型型材。。型材材最大大外接接圆直直径D外=500mm，供料料长度度24.6m，型材材各处处壁厚厚相差差较大大，最最大壁壁厚4.5mm，最小小壁厚厚1.5mm，型材材宽487.4mm，属于于难成成行型型材。。实例分分析：：106XC轨道列列车车车体型型材挤挤压模模具设设计分级导导流、、多级级分流流的型型腔结结构设设计分级导导流、、多级级分流的的型腔腔设计计技术通通过：：a）分层次次设计计导流流腔、导导流槽槽；b）设计计不同同桥宽、桥桥高组组合，，与分层次的的导流腔、导流槽槽配合，调节金金属流动，保证金金属在模具宽展方方向上的均匀流动动和完全填充，同同时降低挤压阻力力。分级孔及模模桥结构示示意图内斜筋节点点对应分流流孔中心位位置；分流流孔面积由由中心向两两侧逐渐增增大，且分流流孔距型材材距离也逐逐渐减小；；越靠近两两侧，分流流桥降桥量量越大，并且分分流桥宽度度逐渐减窄窄。模芯结构设计模芯设计选选用锥台式式模芯结构构；模芯设设计比焊合合室平面高高1.5mm；H处引流通孔设计为18mm××10mm，J处及中间立立筋处设计计为20mm××10mm；引流斜槽槽设计为26°左右喇叭状状且引流斜斜槽伸入分分流孔深度度与倒桥角角深度大致致相当。焊合室结构设计焊合室采用用二级焊合合室结构。。一级焊合合室高34mm，选用蝶形形焊合室结结构；二级焊合室高高6mm，型材斜筋筋连接节点点处，二级级焊合室宽宽度适当缩缩窄；型材材两端二级焊合合室扩宽；；型材平模模部二级焊焊合尺寸也也较窄。模孔及工作带尺寸设计模孔尺寸确确定为型材材尺寸的1.01倍，型材部部分截面在在经验系数数基础上还还加上了适当的修正正值；确定分流桥桥下、远离离分流孔、、最窄的模模孔，最难难进料部分分作为工作作带最低部部位，模芯工工作带出口口端设计比比下模模孔孔工作带长长1.5～2mm。CAE虚拟试模及及模具优化化设计在挤压成形形过程中，，铝合金要要经历加热热、整体流流动、分流流、焊合、、定型、冷却等多个个交叉耦合合阶段，采采用物理实实验和现有有的测量仪仪器与手段段基本上无法了解铝铝合金的成成形机理和和变形规律律。运用仿仿真技术则则可以模拟拟挤压成形过程，揭揭示金属的的流动规律律和各种物物理场量的的分布、变变化情况，，可用于指导开展模模具优化设设计，从而而减少实际际试模次数数，降低试试模成本。。挤压方向Diagram优化设计方方案流程图图计算机仿真真模拟初始始参数设置置计算机仿真真模拟模型型初始设计数数值模拟结结果分析初始设计挤挤出型材图图初始设计挤挤出型材变变形分布图图型材上、下下大面与各斜斜筋连接节点点内凹，八条条斜筋不平整。型材上、下下大面与各斜筋筋连接节点、型型材八条斜筋变变形量均较大，，最大变形量达达到8.65mm。Diagram型材中间斜斜筋部位金金属流速太太慢，与此此对应，型型材右下角角平模部位位金属流速48mm/s左右；且型型材下边大大面右侧部部分与左侧侧部分流速速不均衡，，右侧部分金属流速速整体偏快快10mm/s以上。模孔出口处处金属流速速分布与型型材出口处处金属流速速分布规律律一致。第一次优化化设计数值值模拟结果果分析模具引流通通孔第一次次优化前后后对比图模具引流斜斜槽优化前前后对比图图将原来J处10×20mm的引流通孔调整整为13×23mm；将原来H处10×18mm的引流通孔调整整为13×21mm增大引流斜斜槽的斜度，将引引流斜槽26°喇叭角调整为30°Diagram缩窄右下侧侧及平模部部位二级焊焊合室尺寸寸，降低其其对应处金金属流速。。扩宽左下侧侧部分二级级焊合室尺尺寸，加大大对左下侧侧部位金属属供料。Diagram型材上、下下大面与各各斜筋连接接节点内凹凹趋势缓解解，八条斜斜筋不平整整现象得到有效改善善。型材各部分分变形量大大大降低，，最大变形形量降低近近半，说明明模具优化化设计措施合理。中间斜筋流流速得到较较大程度改改善但仍偏偏慢，速度度普遍只有有20mm/s左右；型材上侧大大面左右两两角部A、B处金属流速速偏快，达达到38mm/s以上；型材材中间立筋C处及平模部部位金属流流速稍快，，流速34mm/s左右，因此此，还需进进一步优化设设计。第二次优化化设计数值值模拟结果果分析将J处引流通孔孔尺寸由13×23mm调整为15×25mm，将H处引流通孔孔尺寸由13×21mm调整为15×23mm。Diagram缩窄左上侧侧A处对应二级级焊合室尺尺寸4mm。调整右上侧侧B处、立筋C处及平模部部位工作带带长度，B处对应工作带长度加加长2mm，立筋C处及平模部部位工作带带长度调高高1mm。BCA第三次优化化设计DE挤出型材成成型好，各处平平整，无明显异常常变形。除左上侧D处变形量超过1外，其它部位变变形均较小。除D处及E处外，型材其其余各处金属流速速基本在31.77±4mm/s范围内。模具强度校校核分流桥最小小高度：Hmin=L分流桥抗剪剪强度较核核：τ＝本设计中分分流桥符合合抗弯、抗抗剪强度要要求，满足足受力要求求，可直接接用于加工生生产。上模加工流流程：锯料—粗车—划线线打打字字码码—镗床床镗镗边边—钻起起吊吊孔孔攻攻牙牙—CNC粗铣铣—钻螺螺销销孔孔攻攻牙牙—普铣铣床床接接顺顺—打金金钢钢磨磨头头—前工工质质检检—热处处理理—精车车配配止止口口—CNC精铣铣—平面面磨磨磨磨工工头头—电火火花花套套打打工工头头—线切切割割割割引引流流—电火火花花打打芯芯头头内内空空刀刀—电火火花花打打引引流流—去应应力力退退火火—CNC精铣铣上上空空刀刀—平面面磨磨精精磨磨—打磨磨—抛光光—手工工位位—模具具装装配配—精镗镗—精车车外外圆圆总总厚厚—后工工序序检检验验下模模加加工工流流程程：：锯料料—粗车车—划线线打打字字码码—镗床床镗镗边边—钻起起吊吊孔孔攻攻牙牙—CNC粗铣铣—钻螺螺销销孔孔攻攻牙牙—前工工质质检检—热处处理理—精车车配配止止口口—平面面磨磨磨磨出出料料面面—CNC精铣铣—慢走走丝丝线线切切割割—电火火花花粗粗打打—电火火花花精精打打—去应应力力退退火火—精车车外外圆圆—平面面磨磨精精磨磨—