鋁型材擠壓模具工作帶長度的合理選擇與計(jì)算：空心分流模

引言

　　在鋁合金型材擠壓成形過程中，模具出口處型材擠壓速度的均勻性主要受導(dǎo)流室、分流室形狀、尺寸和工作帶長度的控制。工作帶又稱定徑帶，是型材擠壓模中垂直模具工作端面并用以保證擠壓制品形狀、尺寸和表面質(zhì)量的區(qū)段。

由于工作帶的摩擦阻力可以調(diào)整金屬流速，在導(dǎo)流室、分流室形狀和尺寸一定的條件下，合理設(shè)計(jì)不等長的工作帶長度，可以有效提高型材斷面各個(gè)部分金屬的流速均勻性，從而減少擠壓過程中的附加應(yīng)力和擠壓后工件內(nèi)的殘余應(yīng)力，防止型材的變形與開裂。

　　在鋁型材擠壓過程中，擠壓模工作帶的長度是影響金屬流速的重要因素。合理設(shè)計(jì)工作帶的長度，能夠使金屬在?？壮隹谔幜鲃?dòng)均勻，擠出的型材不會(huì)產(chǎn)生扭曲、起浪等缺陷。

　　鋁型材擠壓模的設(shè)計(jì)中，工作帶長度是設(shè)計(jì)型材?？字匾膸缀螀?shù)之一，直接影響著制品的質(zhì)量。

對(duì)于外形尺寸較小，對(duì)稱性較好，各部分壁厚相等或近似相等的簡單型材來說，?？赘鞑糠值墓ぷ鲙Э扇∠嗟然蚧鞠嗟鹊拈L度，對(duì)于斷面形狀復(fù)雜、壁厚差大、外形輪廓大的型材，在設(shè)計(jì)模孔時(shí)，要借助于不同的工作帶長度來調(diào)節(jié)金屬的流速。

確定型材?？坠ぷ鲙чL度的基本出發(fā)點(diǎn)是保證型材各區(qū)段上金屬質(zhì)點(diǎn)的流速均等，保證各區(qū)段上金屬質(zhì)點(diǎn)的流動(dòng)應(yīng)力均等。其影響因素主要是型材橫斷面的形狀和型材區(qū)段距擠壓筒中心距離。

定義

一、

擠壓模具工作帶的作用是什么？

　　1、調(diào)整擠壓金屬的流速，使擠壓型材成型；

　　2、確定型材的外形尺寸，也就是定型，是穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量的重要部位；

　　3、確保型材表面的粗糙度，使其光滑，易于表面處理；

　　4、控制金屬流動(dòng)，穩(wěn)定制品尺寸和表面質(zhì)量。

二、

擠壓模具工作帶的確定原則是什么？

　　1、小長度，應(yīng)能保證穩(wěn)定擠壓鋁型材制品截面尺寸，并具有足夠的耐磨性。

　　2、大長度，應(yīng)根據(jù)擠壓時(shí)金屬與工作帶間大有效接觸長度來確定。

　　3、對(duì)于角形，丁字形，槽形，工字形，除在各端部受三面摩擦阻力減短工作帶外，如在同心圓上的?？祝ぷ鲙Э梢韵嗤?。

　　4、截面形狀復(fù)雜且壁厚不等的鋁型材，需根據(jù)壁厚設(shè)計(jì)不等長的工作帶，在變化懸殊處采取斜過渡，以免在制別上出棱。

三、

為什么大部分人會(huì)覺得工作帶難設(shè)計(jì)？

　　很多學(xué)習(xí)擠壓模具設(shè)計(jì)的人都說自己什么都會(huì)了就是工作帶不會(huì)設(shè)計(jì)，覺得擠壓模具設(shè)計(jì)難的地方就是工作帶設(shè)計(jì)了。因?yàn)楣ぷ鲙л^分流孔來講，比較抽象一些，而且工作帶的設(shè)計(jì)是見人見智，同樣一套模具，三個(gè)人設(shè)計(jì)，可能給出的值完全不同，但是可能三套模具都能擠出料來，這又是為什么呢？

　　1、首先我們要明白工作帶的作用。工作帶和分流孔作用一樣都是調(diào)整鋁金屬流速的，簡單來說就是比較容易流出金屬的地方工作帶要長一點(diǎn)，比如壁厚大的地方、離擠壓中心近的地方工作帶都要長一點(diǎn)。所以這取決于工作帶一個(gè)位置設(shè)置的值，如果這個(gè)值不同那么其他位置都會(huì)相應(yīng)改變，所以你就會(huì)看到不同的工作帶設(shè)計(jì)方案卻都能出料。因?yàn)樗旧硎且粋€(gè)相對(duì)值而不是絕值。

　　2、分流孔是一個(gè)以形取形的圖像，所以更容易理解一些。但是分流模特別大型工業(yè)型模具設(shè)計(jì)中分流孔比工作帶設(shè)計(jì)更重要、更難把握，是擠壓模具設(shè)計(jì)的重中之重。

　　3、萬變不離其宗：配合料型，適孔適量，孔隨型走。

　　4、那工作帶到底怎么設(shè)計(jì)呢，工作帶的設(shè)計(jì)是不是真的那么神秘？

其實(shí)工作帶設(shè)計(jì)也無非是老生常談同心圓原理，靠近鋁型材擠壓中心部位金屬流速快，則工作帶設(shè)計(jì)的要長些；型材壁厚寬的地方金屬流速較快，工作帶設(shè)計(jì)的要長一些，工作帶設(shè)計(jì)按照以下公式：

　　L=t?K1?K2

　　L——工作帶長度/mm；

　　t——型材壁厚名義尺寸/mm；

　　K1——模子材質(zhì)強(qiáng)度系數(shù)（≈1.5-2.0）；

　　K2——?？孜恢昧魉俨钪?。

鋁型材鑲嵌合金模具設(shè)計(jì)方法及分析

1

   在鋁擠壓型材所用的擠壓模具中，提供鋁型材擠壓模具設(shè)計(jì)培訓(xùn)用來擠壓空心鋁型材的分流組合模，由于它的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜(如圖1所示)，從而使得加工工序繁瑣，加工周期較長，而且加工所需的原材料也較多。又由于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)中，易損壞的上模刑芯和下模型孔分別與上、下模體為一整體，使得相同規(guī)格的模具間不具有互換性，在上模型芯或下模型孔的某一部位遭到損壞或整體型芯或型孔由于長期使用而磨損變形時(shí)，因?yàn)椴痪哂谢Q性，模具只能整體報(bào)廢，這種不具有互換性的設(shè)計(jì)力案，不僅會(huì)造成極大的浪費(fèi)，增加產(chǎn)品成本，而且還會(huì)影響到生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

                               ▲圖1 原設(shè)計(jì)裝配圖

   鑒于上述原因，如果能將分流以組合模的上模型芯和下模型孔處設(shè)計(jì)成可更換的形式，在上模型芯或下模型孔因受到損壞而無法繼續(xù)使用時(shí)，只需加工一個(gè)同樣的上模型芯或下模型孔，將受損的型芯或型孔部分更換掉，即可使模具恢復(fù)正常的使用，這樣將會(huì)大大地提高模具的使用壽命，節(jié)省可觀的模具的材料費(fèi)用及模具的加工費(fèi)用，并能極大地縮短模具的加工期，滿足用戶的使用需求，確保生產(chǎn)的正常進(jìn)行。

2

模具結(jié)構(gòu)分析

圖2、圖3分別為按傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)的分流組合模的上模與下模的結(jié)構(gòu)。從圖中可知，由于上模型芯和下模型孔分別與上、下?；w為一個(gè)整體，因此在型芯或型孔某一處有損壞而不能正常使用時(shí)，使得上、下模的基體也必然隨之報(bào)廢，造成了大量不必要的損失和浪贊。為此將分流組合模的設(shè)計(jì)方案修改成上模型芯與下模型孔的鑲拼式結(jié)構(gòu)，如圖4所示，即上模型芯與下模型孔分別與上、下?；w為可分的兩體形式，使上、下模結(jié)構(gòu)成為鑲嵌式的兩體形式，在基體沒有受到損壞時(shí)，只需要換掉受損的上模型芯或下模型孔，便可使模具得以繼續(xù)正常使用。

1.上模基體 2.堵板 3.螺釘 4.下?；w 5.下模鑲塊 6.上模鑲塊

鋁型材

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