全国铝合金挤压模具技术共100

铝合金挤压装备与工模具挤压设备挤压筒与挤压垫挤压模具（模具分类、模具结构、模具

材料、模具设计原则、模具制造工艺等）目录加热炉挤压机辅助机构5.1挤压设备加热炉燃料炉：油炉和煤气炉

特点：加热效率高、成本低、投资少中小企业采用；炉温不易控制、劳动条件差、自动化程度低电阻加热炉：炉温易于控制，加热质量好，占地面积少，劳动条件好，自动化程度较高；加热效率较低、成本高、投资大感应加热炉：主要使用50Hz工频感应加热炉。加热速度快，体积小，耗电少，自动化程度高燃料炉电阻加热炉感应加热炉挤压机按结构形式分：立式挤压机和卧式挤压机按传动方式分：机械式挤压机、油压机、水压机按穿孔系统分：不带穿孔系统的挤压机、内置式穿孔挤压机、外置式穿孔挤压机按模具装置分：锁键式、滑动模座式、回旋模座式挤压机的分类及应用挤压机模座：用于组装模具。纵动式、横动式供锭机构：直线式、回转式挤压垫与压余分离装置制品牵引机构锯切装置拉矫装置转动式、联合式5.1.1正向向挤挤压压机机立式式挤挤压压机机立式式挤挤压压机机可可以以生生产产出出壁壁厚厚均均匀匀的的薄薄壁壁管管材材，，其其运运动动部部件件和和出出料料方方向向与与地地面面垂垂直直，，占占地地面面积积小小，，到到要要求求建建筑筑较较高高的的厂厂房房和和很很深深的的地地坑坑，，只只适适用用于于小小型型挤挤压压机机。。5.1.1正向向挤挤压压机机卧式式挤挤压压机机目前前管管、、棒棒、、型型材材挤挤压压普普遍遍采采用用卧卧式式油油压压挤挤压压机机。。挤挤压压机机按按其其用用途途分分为为单单动动挤挤压压机机和和双双动动挤挤压压机机。。其其中中单单动动挤挤压压机机是是国国际际上上最最普普遍遍使使用用的的挤挤压压机机。。卧式式挤挤压压机机5.1.2反向向挤挤压压机机反向向挤挤压压机机按按挤挤压压方方法法分分为为正正、、反反两两用用和和专专用用反反向向两两种种型型式式，，每每种种又又可可分分为为单单动动（（不不带带独独立立穿穿孔孔装装置置））和和双双动动（（带带独独立立穿穿孔孔装装置置））两两种种。。反反向向挤挤压压机机按按其其本本本本体体结结构构大大致致可可分分为为三三大大类类：：挤挤压压筒筒剪剪切切式式、、中中间间框框架架式式和和后后拉拉式式。。现现代代反反向向挤挤压压机机采采用用预预应应力力张张力力柱柱结结构构，，普普遍遍采采用用快快速速更更换换挤挤压压轴轴和和模模具具装装置置、、挤挤压压筒筒座座““X”型导向向，横轴轴移动滑滑架快速速锁紧装装置，设设有穿孔孔针情理理装置已已经模环环清理装装置。5.1.2反向挤压压机挤压筒剪剪切式挤压筒剪剪切式的的特点是是前梁和和后梁固固定，通通过4根张力柱柱连成一一个整体体，在挤挤压筒移移动梁（（也称挤挤压筒座座）上，，安设有有压余剪剪切装置置。挤压筒剪剪切式5.1.2反向挤压压机中间框架架式用于正反反两用挤挤压机，，其特点点是前梁梁和后梁梁固定，，通过四四根张力力柱连接接成一个个整体。。在前梁梁和挤压压筒移动动梁之间间安设有有压余剪剪切用的的活动框框架，剪剪刀就设设置活动动框架上上。5.1.2反向挤压压机后拉式中间梁固固定，前前后梁是是通过4根张力柱柱连成一一个整体体的活动动梁框架架。5.1.3冷挤压机机辅助机构构热剪机：用于于将加热热后的长长锭按要要求剪切切成定尺尺短锭热剥皮机机：用于于反向挤挤压前，，将已加加热好的的铸锭表表皮剥去去挤压机机后辅辅机：包包括淬火火装置、、中断锯锯、牵引引机、固固定出料料台、出出料运输输机、提提升移料料机、冷冷床、张张力矫直直机、张张力矫直直输送装装置、贮贮料台、、锯床输输送辊道道、成品品锯、定定尺台、、检查台台5.2挤压筒与与挤压垫垫挤压筒5.2.1挤压筒容纳锭坯坯，承受受挤压杆杆传给锭锭坯的压压力并同同挤压杆杆一起限限制锭坯坯，使之之承受压压力后只只能从挤挤压模孔孔挤出的的挤压工工具。挤压筒的的结构形形式为了改善善受力条条件，使使挤压筒筒中的应应力分布布均匀，，增加承承载能力力，提高高其使用用寿命，，绝大多多数挤压压筒是用用两层以以上的衬衬套，以以过盈配配合，热热装组合合在一起起构成的的。挤压筒衬衬套的层层数应根根据其工工作内套套的最大大压力来来确定。。挤压筒的加热方方式为了使金金属流动动均匀和和挤压筒筒免受过过于剧烈烈的热冲冲击，挤挤压筒在在工作前前应进行行预加热热，在工工作时应应保温。。目前，，一般采采用装在在挤压筒筒衬套中中的电感感应加热热和电阻阻丝外加加热器加加热。挤压筒工工作内套套的结构构（1）按工作作内套的的外表面面结构可可分为圆圆柱形、、圆锥形形和台肩肩圆柱形形。（2）按内套套的整体体性，可可分为整整体内套套和组合合内套。。在组合合内套中中又分为为圆柱形形组合、、锥形组组合、分分瓣组合合三种。。（3）按内腔腔形状分分为圆形形、扁形形和其他他形状。。在挤压筒内内将挤压压杆与锭锭坯隔开开并传递递挤压力力用的挤挤压工具具。其作作用是减减少挤压压杆端面面的磨损损，隔离离锭坯对对挤压杆杆的热影影响。挤压垫的的结构形形式在挤压铝铝合金时时，为了了减少挤挤压垫片片与金属属之间粘粘结摩擦擦，一般般采用带带凸缘（（工作带带）的垫垫片。5.2.2挤压垫5.2.2挤压垫5.2.2挤压垫5.3.1挤压模具具分类（1）按模孔孔压缩区区断面形形状可以以分为：：平流模模、锥形形模、流流线行模模和双锥锥模等5.3挤压模具具5.3.1挤压模具具分类（2）按被挤挤压的产产品品种种可分为为棒材模模、普通通实心材材模、壁壁板模、、变断面面型材模模和管材材模、空空心型材材模等。。（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挤压模具具结构挤压模结结构要素素B定径带长长度h定和直径d定定径带又又称工作作带，是是模子中中垂直模模子工作作端面并并用以保保证挤压压制品的的形状、、尺寸和和表面质质量的区区段。定径带直直径d定是模子设设计中的的一个重重要的基基本参数数，设计计d定大小的基基本原则则是：在在保证挤挤制出的的制品冷冷却状态态下不超超出图纸纸规定的的制品公公差范围围的条件件下，尽尽量延长长模具的的使用寿寿命。定径带带长度度h定应根据据挤压压机的的结构构形式式（立立式或或卧式式)、被挤挤压的的金属属材料料、产产品的的形状状和尺尺寸等等因素素来确确定挤压模模结构要要素C出口直直径d出或出口口喇叭叭锥模子的的出口口部分分是保保证制制品能能顺利利通过过模字字并保保证高高表面面质量量的重重要参参数。。若模模子出出口直直径d出过小，，则易易划伤伤制品品表面面，甚甚至引引起堵堵模，，但出出口直直径d出过大，，则会会大大大削弱弱定径径带的的强度度，引引起定径带过早早地变变形、、压塌塌、明明显地地降低低模具具的使使用寿寿命。。D入口圆圆角rλ模子的的入口口圆角角是指指被挤挤压金金属进进入定定径带带的部部分，，即模模子工工作端端面与与定径径带形形成的的端面面角。。制作作入口口圆角角rλ可防止止低塑塑性合合金在在挤压压时产产生表表面裂裂纹和和减少少金属属在流流入定定径带带时的的非接接触变变形，，同时时也减减少在在高温温挤压压时模模子棱棱角的的压塌塌变形形。但但是，，圆角角增大大了接接触摩摩擦面面积，，可能能引起起挤压压力增增高。。5.3.2挤压模模具结结构分流组合模实心平模导流孔导流模模5.3.2挤压模模具结结构双孔模模芯5.3.2挤压模模具结结构5.3.2挤压模模具结结构新结构构模具具--蝶形模模蝶形模模蝶形模模使用用性能能-大大提提高了了模芯芯的抗抗弯性性能；；-模芯弹弹性失失效减减少；；-减小了了铸锭锭的突突破挤挤压力力；-温度和和工作作压力力减少少；-挤压速速度提提高50%，因而而大大大提高高生产产率。。蝶形模模（ButterflyDie™.）的优优秀结结构适适用于于用在在普通通的四四孔模模上，，这很很容易易用计计算机机辅助助设计计（CAD）系统统进行行设计计，并并能得得到传传统结结构的的挤压压模难难以达达到的的表面面质量量。蝶形模模与常常规模模挤压压压力力比较较多孔模模多孔模模即一一模多多孔，，即可可以一一次挤挤压出出很多多根型型材产产品，，与单单孔模模相比比有以以下优优势：：(1)提高挤挤压产产品的的生产产效率率；在在挤压压速度度相同同的情情况下下，多多孔模模具较较单孔孔模具具的生生产效效率成成倍提提高，，大大大降低低了生生产成成本。。(2)提高模模具寿寿命；；挤压压模具具的失失效形形式之之一是是模孔孔的磨磨损，，模具具寿命命以模模孔挤挤出余余属材材料的的长度度来计计算，，理论论上多多孔模模具的的寿命命将成成倍提提高。。(3)提高模模具材材料的的利用用效率率，减减少模模具钢钢消耗耗：高高强度度耐热热模具具钢是是昂贵贵模具具的材材料，，国产产材料料的价价格约约26000元/吨左右右，进进口材材料的的价格格达到到65000元/吨～100000元/吨，多多孔模模具技技术的的采用用将大大大提提高材材料的的利用用效率率。(4)提高成成品率率；采采用多多孔模模具技技术不不仅可可咀减减小挤挤压系系数，，降低低挤压压力，，在压压余不不变的的情况况下，，通过过提高高铸锭锭长度度，可可以减减少几几何废废料所所占比比率来来提高高型材材的成成品率率。多孔分分流模模冷却模模现以液液氮冷冷却模模具技技术加加以简简单介介绍液氮冷冷却模模具技技术是是铝型型材在在挤压压时在在模具具的专专用模模垫上上加开开冷却却通道道，通通过控控制系系统在在设定定的通通道开开度下下，液液氮通通过冷冷却通通道喷喷射在在模具具的表表面，，吸吸收铝铝棒带带来的的热量量，直直接降降低低模具具温度度，使使模具具温度度、型型材出出料料口温温度保保持在在稳定定温度度范围围内内，达达到提提高挤挤压速速度的的目的的；同同时，，液氮氮气化化后，，体积积膨膨胀600多倍，，将出出料口口型材材周围围的空空气排排开，，形成成惰性性保护护，提提高高型材材表面面光洁洁度。。其技技术基基本本原理理示意意图如如图1所示。。液氮的的冷却却通道道布置置应尽尽量保保证模模具表表面上上冷却却介质质均匀匀分配配。目目前，，最理理想的的冷却却通道道布置置是在在模子子本体体上直直接机机加工工出来来，但但由于于技术术相当当复杂杂，实实时控控制比比较难难，很很难实实现氮氮冷介介质的的均匀匀分配配，至至今未未见到到在工工业应应用上上有良良好的的效果果。因因此，，在一一般工工业应应用中中，大大多采采用在在专用用模垫垫上机机加工工出冷冷却通通道的的方法法。冷冷却通通道布布置示示意图图如图图2。空心心型型材材挤挤压压模模具具铝型型材材挤挤压压工工模模具具的的性性能能要要求求由于于铝铝合合金金型型材材挤挤压压生生产产工工模模具具的的工工作作条条件件十十分分恶恶劣劣，，因因此此，，挤挤压压生生产产对对工工模模具具的的要要求求非非常常严严格格。。具具体体要要求求如如下下：：(1)高的的强强度度和和硬硬度度值值。。铝铝合合金金型型材材挤挤压压生生产产时时，，要要求求常常温温下下模模具具材材料料σb值大大于于1500MPa。(2)高的的断断裂裂韧韧性性和和冲冲击击韧韧性性值值。。在在常常温温和和高高温温工工作作条条件件下下，，要要求求工工模模具具具有有高高的的断断裂裂韧韧性性和和冲冲击击韧韧性性值值，，以以防防止止工工模模具具在在冲冲击击载载荷荷或或低低应应力力条条件件下下产产生生脆脆断断。。(3)高的的耐耐磨磨性性。。在在高高温温挤挤压压条条件件下下能能抵抵抗抗机机械械负负荷荷而而不不过过早早地地产产生生退退火火和回回火火现现象象。。在在挤挤压压工工作作温温度度下下，，模模具具材材料料的的σs不应应低低于于1000MPa。与与此此同同时时，，在在长长时时间间润润滑滑不不良良和和高高温温高高压压的的挤挤压压生生产产条条件件下下，，模模具具表表面面能能抵抵抗抗因因金金属属““粘粘结结””作作用用而而产产生生的的磨磨损损。。(4)高的的稳稳定定性性，，工工模模具具在在高高温温条条件件下下不不易易产产生生氧氧化化皮皮，，有有抗抗氧氧化化稳稳定定性性。。5.3.3挤压压模模具具材材料料(5)抗激激冷冷、、激激热热适适应应能能力力。。防防止止工工模模具具在在长长时时间间周周期期循循环环挤挤压压生生产产过过程程中过过早早产产生生热热疲疲劳劳裂裂纹纹。。(6)良好好的的淬淬透透性性。。确确保保工工模模具具整整个个断断面面有有高高且且均均匀匀的的力力学学性性能能，，特特别别是是大型型工工模模具具。。(7)抗反反复复循循环环应应力力性性能能强强。。防防止止过过早早出出现现疲疲劳劳破破坏坏，，要要求求有有高高的的持持久久强强度度。。(8)高导导热热性性。。防防止止高高温温挤挤压压过过程程中中被被挤挤压压坯坯料料和和工工模模具具产产生生局局部部过过烧烧或或机械械强强度度损损失失。。(9)具有有良良好好的的抗抗蠕蠕变变和和可可氮氮化化性性能能。。(10)具有有一一定定的的抗抗腐腐蚀蚀性性和和小小的的膨膨胀胀系系数数。。(11)工模模具具材材料料在在国国内内应应较较易易获获得得，，并并符符合合经经济济原原则则，，即即价价廉廉物物美美。。(12)良好好的的工工艺艺性性能能。。即即工工模模具具材材料料容容易易熔熔炼炼、、锻锻造造、、机机加加工工和和热热处处理理。。为提高高铝合合金型型材产产品质质量，，降低低挤压压生产产成本本，提提高挤挤压模模具使使用寿寿命，，应根根据挤挤压型型材品品种、、型材材形状状规格格、产产量大大小、、工模模具工工作条条件以以及钢钢材本本身的的工艺艺性能能等方方面情情况，，选择择性价价比高高的工工模具具材料料。选选择挤挤压工工模具具材料料时一一般考考虑以以下四四个方方面的的因素素：（1）被挤挤压金金属或或合金金的性性能。。挤压压生产时，不不同的的金属属或合合金具具有不不同的的物理理-化学性性能，，不同同的挤挤压工工艺条条件和和不同同的温温度-速度规规范，，因此此，挤挤压工工模具具材料料应根根据被被挤压压金属属和合合金的的特性性来选选择。。(2)产品形形状，，规格格和品品种。。不同同的产产品形形状，，规格格和品品种，，要求求不同同的工工模具具材料料特性性。挤挤压圆圆管、、圆棒棒等形形状简简单型型材时时，5CrNiW，5CrMnMo等中等强度度的钢钢材或或者强强度更更低的的钢材材既能能满足足工模模具材材料要要求；；挤压压形状状复杂杂的空空心型型材时时，需需选用用3Cr2W8V和4CrSMoSiVl等较高高级的的钢材材来制制造工工模具具。选择挤挤压模模具材材料需需考虑虑因素素(3)设备结结构、、挤压压方法法与工工艺条条件。。静液液挤压压时，，工模模具在在高压压的液液体环环境中中呈预预应力力状态态，可可用3Cr2WSV等钢材材来制制作工工模具具；工工模具具材料料与挤挤压方方法的的选择择还有有很大大关系系，热热挤压压工模模具材材料要要求有有较高高的热热硬度度和热热强度度，高高的耐耐磨性性和热热稳定定性等等。(4)工模具具的结结构和和尺寸寸。挤挤压普普通实实心型型材和和管材材的平平面模模，可可选用用3Cr2WSV或5CrNiMo钢材来来制造造工模模具，，而挤挤压空空心型型材用用的平平面分分流组组合模模和形形状复复杂的的特殊殊型材材模等等必须须用3Cr2W8V、4Cr5MoSiVl钢或更更高级级的材材料来来制造造。铝型材材挤压压变形形过程程是一一个含含弹塑塑性、、刚塑塑性、、黏塑塑性等等多种种变形形的复复杂热热力耦耦合过过程，，因此此，型型材挤挤压工工模具具设计计是一一项具具有很很高技技术含含量的的系统统工程程。5.3.4挤压模模具设设计原原则挤压模模具设设计时时应考考虑的的因素素A由模子子设计计者确确定的的因素素主要有有模子子的结结构、、模子子材料料、模模孔数数和挤挤压系系数、、制品品的形形状、、模孔孔的方方位和和尺寸寸、模模孔的的收缩缩量、、变形形挠度度、定定径带带与阻阻碍系系统的的确定定以及及挤压压时的的应力力应变变状态态。B由模子子制造造者确确定的的因素素包括模模子尺尺寸和和形状状的精精度，，定径径带和和阻碍碍系统统的加加工精精度，，表面面粗糙糙度，，热处处理硬硬度，，表面面渗碳碳、脱脱碳及及表面面硬度度变化化情况况，端端面平平行度度等。。C由挤压压生产产者确确定的的因素素主要有有模具具的装装配及及支承承情况况，铸铸锭、、模具具和挤挤压筒筒的加加热温温度、、挤压压速度度、工工艺润润滑情情况，，产品品品种种及批批量、、合金金及铸铸锭质质量，，牵引引情况况，拉拉矫力力及拉拉伸量量，被被挤压压合金铸锭锭规格格，产产品出出模口口的冷冷却情情况，，工模模具的的对中中性，，挤压压机的的控制制与调调整，，导路路的设设置，，输出出工作作台及及矫直直机的的长度度，挤挤压机机的能能力和和挤压压筒的的比压压，挤挤压残残料长长度等等。在设计计前，，拟定定合理理的工工艺流流程和和选择择最佳佳的工工艺参参数，，综合合分析析影响响模具具效果果的各各种因因素，，是合合理设设计挤挤压模模具的的必要要和充充分条条件。。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设计的的技术条件件及基本要要求棒材模的设设计棒材（圆棒棒、方棒、、方角棒））模具是一一种简单的的挤压模具具。铝合金金棒材均用用平面模进进行挤压，，棒模的入入口角为直直角。（1）模孔数目目的选择原原则：合理理的挤压系系数λ、足够的模模子强度、、良好的制制品表面质质量、金属属流动尽可可能均匀（2）模孔在模模子平面上上的布置：：采用单孔孔模时，应应将模孔的的重心置于于模子中心心上，采用用多孔模时时，应将多孔模的理论重重心均匀分分布距模子子中心和挤挤压筒边缘缘有合适距距离的同心心圆周上，，同心圆直直径D同与挤压筒直直径之间的的关系由以以下经验关关系式来确确定：棒材模的设设计（3）模孔尺寸的的确定：（4）工作带长度度的确定：：主要根据棒材的的断面尺寸寸和合金性性质及挤压压机的吨位位等来确定定工作带的的长度。挤挤压铝合金金棒材时，，工作带长长度一般取取2~8mm,最大不超过过10mm。（5）棒模的强强度校核：：对于多孔孔模，需对对模孔之间间和模孔与与模子边缘缘的危险断断面的强度度进行校核核，而在使使用通用的的大孔径模模垫和垫环环的情况下下，还需计计算抗剪强强度和抗弯弯强度。普通型材模模的设计普通型材模模主要用单单孔或多孔孔的平面模模来进行挤挤压。为了了提高挤压压制品的质质量，在设设计型材模模具时，除除了要选择择足够强度度的模具结结构外，还还需考虑模模孔的位置置，模孔制制造尺寸的的确定和选选择保证型型材断面各各部位的流流动速度均均匀的方法法。（1）模孔在模子子平面上的的合理配置置（单孔挤挤压）普通型材模模的设计（1）模孔在模子子平面上的的合理配置置（多孔挤挤压）普通型材模模的设计（2）普通型材材模孔形状状与加工尺尺寸的设计计普通型材模模孔尺寸一一般按下式式来计算，，即对铝及铝合合金，上式式中的系数数Ky和Kp可按下表来来选择。式式中的其他他参数如公公差，线膨膨胀系数等等可在有关关的手册中中查取。普通型材模模的设计（3）控制型材各各部分流速速均匀性的的方法A通过改变模模孔工作带带的几何形形状与尺寸寸B阻碍角的作作用C采用促流角角（助力锥锥或供料锥锥）来均衡衡金属流速速D采用平衡孔孔或工艺余余量均衡金金属流速E采用多孔对对称布置模模孔法均衡衡金属流速速（4）型材模模具强度校校核：用平平面模挤压压双孔扁条条型材或悬悬臂部分很很长的半空空心槽形型型材时，必必须对模子子进行抗弯弯强度校核核分流组合模模的设计（1）分流组合合模的结构构特点与分分类分流组合模模是挤压机机上生产各各种管材和和空心型材材的主要模模具形式，，其特点是是将针（模模芯）放在在模孔中，，与模孔组组合成一个个整体，针针在模子中中犹如舌头头一样。分流组合模模的设计（2）分流组合合模的结构构设计焊合室形状状a－圆形的；；b－蝶形的；；c－焊合室剖剖面图1－分流孔；；2－焊合室；；3－死区模芯定径带带的结构形形式分流组合模模的设计应用平面分分流模导流流成形技术术的新式挤挤压模该技术是以以平面分流流为主要研研究对象，，主要是在在焊合腔下下增加导流流孔，使变变形金属能能更容易成成型（见图图1），导流孔孔的设计必必须要保证证有足够的的深（厚））度和合理理的形状。。为此，将将带有焊合合腔、导流流孔和型孔孔的下模分分成两部分分：带有焊焊合腔、导导流孔的中中模以及带带有型孔的的下模。可能存在的的问题及解解决办法（1）可能引起起挤压力增增加（2）模芯的稳稳定性减少少由于模厚增增加，模芯芯长度增加加，导致模模芯刚度降降低，在非非均匀壁厚厚的制品中中，产生的的侧向压力力有可能导导致模芯偏偏移。但若若设计时加加以注意，，注意消除除和克服对对模芯产生生侧压的因因素，则模模芯是稳定定的。总之，挤压压模具设计计要诀：孔随形走，，避焊定桥桥，预配流流量，定径径微调106XC型材位于车车体侧板部部位，属于于大型、多多腔、薄壁壁、扁宽型型材。型材材最大外接接圆直径D外=500mm，供料长度度24.6m，型材各处处壁厚相差差较大，最最大壁厚4.5mm，最小壁厚厚1.5mm，型材宽487.4mm，属于难成成行型材。。实例分析：：106XC轨道列车车车体型材挤挤压模具设设计分级导流、、多级分流流的型腔结结构设计分级导流、、多级分流的型腔腔设计技术通过：：a）分层次设计计导流腔、导流槽槽；b）设计不同同桥宽、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优化设计计方案流流程图计算机仿仿真模拟拟初始参参数设置置计算机仿仿真模拟拟模型初始设计计数值模模拟结果果分析初始设计计挤出型型材图初始设计计挤出型型材变形形分布图图型材上、、下大面与各各斜筋连接节节点内凹，八八条斜筋不平平整。型材上、、下大面与各斜斜筋连接节点、、型材八条斜筋筋变形量均较大大，最大变形量量达到8.65mm。Diagram型材中间间斜筋部部位金属属流速太太慢，与与此对应应，型材材右下角角平模部部位金属属流速48mm/s左右；且且型材下下边大面面右侧部部分与左左侧部分分流速不不均衡，，右侧部部分金属流流速整体体偏快10mm/s以上。模孔出口口处金属属流速分分布与型型材出口口处金属属流速分分布规律律一致。。第一次优优化设计计数值模模拟结果果分析模具引流流通孔第第一次优优化前后后对比图图模具引流流斜槽优优化前后后对比图图将原来J处10×20mm的引流通孔调整为为13×23mm；将原来H处10×18mm的引流通孔调整为为13×21mm增大引流斜槽槽的斜度，将引流流斜槽26°喇叭角调整为30°Diagram缩窄右下侧及及平模部位二二级焊合室尺尺寸，降低其其对应处金属属流速。扩宽左下侧部部分二级焊合合室尺寸，加加大对左下侧侧部位金属供供料。Diagram型材上、下大大面与各斜筋筋连接节点内内凹趋势缓解解，八条斜筋筋不平整现象象得到有效改善。。型材各部分变变形量大大降降低，最大变变形量降低近近半，说明模模具优化设计计措施合理。中间斜筋流速速得到较大程程度改善但仍仍偏慢，速度度普遍只有20mm/s左右；型材上侧大面面左右两角部部A、B处金属流速偏偏快，达到38mm/s以上；型材中间立筋C处及平模部位位金属流速稍稍快，流速34mm/s左右，因此，，还需进一步优化设计计。第二次优化设设计数值模拟拟结果分析将J处引流通孔尺寸由13×23mm调整为15×25mm，将H处引流通孔尺寸由13×21mm调整为15×23mm。Diagram缩窄左上侧A处对应二级焊焊合室尺寸4mm。调整右上侧B处、立筋C处及平模部位位工作带长度度，B处对应工作带长度加长长2mm，立筋C