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宋志健
成果名称 |
一种带延伸段的管状铝型材挤压模具 |
成果完成单位 |
马鞍山市华冶铝业有限责任公司 |
批准登记单位 |
安徽省科学技术厅 |
登记日期 |
2020-06-28 |
登记号 |
2020N993Y003682 |
成果登记年份 |
2020 |
铝型材挤压模具出现的问题及其解决方法如下:1、挤压模具生产出来的铝型材要符合尺寸要求,首先要保证金属流动的均匀性,挤出来的型材常有凹心现象,导致整个大面下陷,平面度不达标。通过大量实践得出结论,针对槽...
氮化的工艺:气体软氮化的主要工艺参数为氮化温度,氮化时间,以及氮化气氛。气体软氮化温度常用560-570℃,因该温度下氮化层硬度最高。氮化时间通常为3-4小时,因为化合物层的硬度在共渗2-3小时达到最...
模具表面粘结废料主要是模具的制造精度不高,特别是模具表面的光洁度,其次模具材质和处理火的硬度也要达到要求。生产过程中定时向磨具表面擦一些石墨粉这样模具表面就不容易粘结废料了。希望对你有所帮助。
铝型材挤压模具制造
工业铝型材技术专集 ·543· 模具制造和模具修正 B Stein ,Bonn 卢莉莉,孙艺文,张玉洁,李越译,王丽巍校 【东北轻合金有限责任公司,黑龙江哈尔滨 150060) 1 模具制造 1.1对用户所需型材进行检验和分类 对所需型材进行检验和分类是挤压厂很重要的工作之一。它是模具生产车间进行设计、 计算和模具加工的基础,也是最后为客户提供报价的依据。检验和分类工作由技术人员仔细 地完成,因为如果检验的数据不正确,可能会影响订单的完成。对每台挤压机的现有模支承垫 和每个挤压筒的直径应进行汇编整理,不同的模支承垫的孔径应按照 1:1的比例画在透明的 箔上 ( 图1)。对所需要的型材借助于图纸进行检验分析,比如在图 1中用图解说明的检验单。 再根据客户的图纸 (必须对其比例进行核对 ),对型材进行检验,应考虑到: (1) 挤压后比较明显的断面部分; (2) 处在输出辊道上的断面的定位,
几种铝型材挤压模具的优化设计
????? 摘要:铝型材的挤压缺陷很大一部分都直接或间接的与挤压模的设计和结构有关。 简要介绍( 1)部分大断面空心型;( 2)双模孔易偏壁空心型材;( 3)小开口、悬臂面 积大的平面型材;( 4)壁薄而长度比比较大的平面型材等挤压模的优化设计。 前言:铝型材生产的质量和效率与挤压模的设计和结构密切相关,笔者根据几年来 的工作实践和生产经验,简要介绍几种在实际生产中经常出现问题的铝材挤压模的优化 设计实践,与同行们共讨论。 部分大断面空心型材模具的优化 断面空心比较大的空心型材在常规设计情况下,常出现大面起波,平面间隙超差, 明显焊缝等缺陷,出现这些问题,通常是缘于模具设计结构的不合理性。为此,笔者在 模具设计上:上模采用偏桥,下模在料仓内加凸筋的设计方案。 由于在生产过程中,型材大面起波、平面间隙超差等缺陷 -般是因为大面分流孔接近 中心,金属流速快而引起的,因此在焊合室中大面模孔前置一
挤压模具原因造生的大帽一般是模面不平导致剪切不净,铝逐步向外粘连后造成的,以下是几个挤压模具的原因可能导致挤压大帽:
1、挤压模具端面不平或有缺损口使锁紧面有缝隙,铝窜流。因此模具缺损口要及时补焊,模面一定要铣平。
2、进料腔外接圆太大(模距过短),模筒锁紧面积就小,进料腔外接圆同筒壁距离正常留单边10mm极限不少于5mm,挤压比过高的模具不要简单地只用扩大分流腔的办法来卸压。用这样的挤压模具生产时上下左右中心一定要对齐,防止模距再出现偏差。
3、挤压模具没有铣水口,模具闭合面太大,单位面积受压值偏小,小于出口压力,模面跑铝粘铝后剪切不净,造成模面不平。此种大帽很难做干净。注意筒面要适当涂油不再粘铝,模面的铝是可多次剪切掉的,在模面上筒的压痕处可涂油,使模面跑铝不粘模具,剪切切除。做到偶有小飞边就算成功。
4、挤压模具水口尺寸小于筒工作面尺寸,筒模闭合面积就小,也易损筒工作面。注意小机模具改装到大机台时模具水口直径同大筒工作面直径的大小。
5、挤压模具厚度不够,挤压筒受力在模套上了。模具和模套厚度要符合前3后1原则,即模具导流面要突出模套1mm。模套永远不直接受挤压力的,否则,模套易损易变形。
6、模套和模具配合间隙过大,间隙内粘铝导致剪切不净而使模面不平。这种情况一般常见于从小机台改装过来的模具。
7、挤压比过高,出口阻力大于挤压力,锁紧面不平,铝从锁紧面流出。此种情况多数会发生闷车现象,可适当提高棒温和模温,筒温。必要时可对模套甚至垫片作加温处理后再上机生产,同时,可适当减短棒长,减少定尺。铝棒过短时可冲压生产而不要一味增加棒温,棒温高也易出帽,也限制了速度的提升。
同时这里需要明白一个概念——什么是固溶体?固溶体是物体处于固体和液体转换状态时的一种特定形态。几乎都有临界点,再硬的金属也会成液体,甚至气体和分子。
A:铝型材挤压温度高产生的大帽:挤压温度高会出现大帽实际生产中概率不高。
1、在挤压尾部闭合力低时如果锁紧压力设定值偏低,而型材“挤压比”比较大而且出口压力也大时就容易在筒模面被挤压力和反作用力挤出。如果此时棒温过高,固溶铝基偏向液化程度就高,则摩擦力降低渗透力加强。
2、筒模面不平有粘铝或有缺损口,其原理同上。区别在于此不会频出大帽,是越来越多的粘铝没有控制好后集中爆发,只要操作得当,还是可控的。
材质越软就越要注意铝棒温度上限控制,软合金各合金相一般电位差相近,流动性好的同时对其它金属(模具钢---电位差)的粘性也足,特别是高温纯铝对钢铁粘合堪比502胶水,不懂如何控制,压一棒出一帽的情况就会出现。
B:铝型材挤压温度低产生的大帽:如果压力低则快速挤压是不会出帽的,温度低会出帽,一般是出口压力高挤压困难时再加上乱操作过多中停,或不全压挤压后压不动等因素共同造成的。
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挤压模具介绍
挤压模具结构设计和制造环节较多,包括选材、设计、制造、修模等环节,其成本占到型材挤压生产成本的35%左右。
在型材加工生产中,一般有两种主要挤压方法:分流组合模挤压法和穿孔针挤压法。前者加工起来简单且成本较低,后者成本高且应用范围较小,在实际型材加工生产中,分流组合模应用更为广泛。
1.1
挤压模具的工作条件
对于大截面复杂型材的挤压成形,挤压难度比较大,对挤压模具的结构与形状要求也很高,特别是对于这种断面形状较复杂,壁厚相差悬殊,断面面积及外接圆大,多腔空心等型材,挤压模具的工作条件变得更加恶劣。
因此,对挤压模具要求较高,主要有如下几个方面:一是高温高压条件下工作;二是要具有较好的抗磨损能力;三是具有很高的强度和韧性,避免在工作中出现应力集中而使模具破坏。
1.2
挤压模具的分类
挤压模具种类很多,根据不同的分类条件可以进行归类。分类的主要依据有模具结构和模孔压缩区断面外形。
分流组合模在目前是应用最为广泛的一种模具形式,平面分流组合模的组成结构主要包括上模、下模、定位销和联结螺钉四个部分,其工作原理是在一定的挤压力作用下,锅淀通过分流孔被分流成金属流,流经焊合室进行汇集和傅合,最终由模芯和模孔流出,形成具有所要求几何形状的型材产品。
1.3
模具的设计步骤
实际生产中,产品类型、工艺方法、设备和模具结构都是影响模具设计过程的重要因素。但是在设计过程中,挤压模具模腔的设计一般按照以下步骤进行:
1.3.1 模腔参数确定和模孔布置
模腔参数的确定主要根据挤压机、工艺规程和现场工具设备来确定。模孔布置合理与否直接影响着模具强度,同时影响金属流动的均匀性。
一般在设计过程中,即使非对称的型材也要尽量保证模孔的对称性,同时使其尽量接近中心紧凑一些。通常情况下,模孔多设置在同心圆上(模孔之间的间距大于30-50mm,模孔距离模具边缘大于25-50mm,模孔与挤压筒边缘的距离大于20-40mm)。
1.3.2 设计模孔尺寸
在计算模孔尺寸时,应该考虑各种因素。一般采用下列公式来计算模孔尺寸:
A=A0+M+(KY+KP+KT)A0
其中A0、M、KY、KP、KT分别表示型材的工程尺寸、允许偏差、拉力作用而使型材部分尺寸减少的系数、拉伸矫直时尺寸缩减系数和管材的热收缩量。在设计过程中公式只是一个参考,还需要综合考虑模具弹塑性变形、弯曲变形等因素。
1.3.3 调整金属流动速度
合理的金属材料流动速度是指同一截面上的材料质点流出模孔的速度一致。为了达到金属流动速度合理调整的目标,不仅要增加分流孔数目,尽量对称排列,而且在确定工作带长度时,还要综合考虑壁厚差异及其与挤压筒中心的距离。
在生产过程中,还可以通过调整阻流块、促流角或者分流孔的外形和数目来达到调控型材挤出断面上速度均匀性的目的。
2
分流组合模的设计
分流组合模由上、下模组合而成。其中,上模有分流孔、分流桥及模芯,下模有焊合室和型孔,在模芯与型孔上均设有工作带。
对于分流组合模,制品的焊缝数与金属流的股数相同。所以分流模只适应于如铅、镁、锌及其合金等高温焊合性能好的金属,而不适合硬铝等焊合性能不好的金属。
2.1
分流比K的选择
分流孔的面积与制品面积的比称为分流比,用K表示。对于型材挤压过程而言,K值越大越有利于金属流动和焊合及减小挤压力,所以在模具强度允许的范围内,要尽量选取较大的尺值。对于空心型材,取k=10-30;而对于管材,取K=5-15。
2.2
分流孔的确定
需要确定的分流孔参数主要包括分流孔形状、数目、截面尺寸及分布。形状有圆形、腰子形和异形,对管材或简单断面型材一般取圆形,对复杂型材多采用异形。
通常,可通过减少分流孔数目同时增大分流孔面积来减少焊合缝的数量和降低挤压力。对于分流孔的数目,一般有二孔、三孔及四孔等偶数个模孔,分流孔形状可以设计成斜孔,即入口小出口略大,同时也要根据型材的形状而具体确定,最终以有利于金属焊合为目的。
2.3
焊合室
增大焊合室高度有利于焊合区的焊合,但会使得模芯的稳定性下降和制品壁厚不均;当压力增大和焊合室高度过小时,就会影响焊合区的焊合质量。焊合室高度通常可根据挤压筒的直径而定(参考表1)。
表1 挤压筒直径与焊合室高度对照表
2.4
分流桥的确定
分流桥可按照其结构分为固定式分流桥和可拆式分流桥两种。若分流桥宽设置较小,则可以加大分流比和降低挤压力;若设置较大,则可以改善金属流动的均匀性。
分流桥高度与模具强度及挤压力有直接关系,在保证模具强度情况下,应越小越好,若分流桥的高度过大,则压力就会变大。所以分流桥的高度值必须要能保证模具的强度。
3
挤出模具的维护
对于模具的维护和保管是直观的一个环节,从模具出厂以后就需要对模具建立档案,详细记载模具的相关情况,包括订购验收情况、工艺参数和使用过程中的技术状况、磨损和维修情况等。
在平常使用过程中要根据使用强度对真空系统和冷却系统等进行必要的清理工作。使用过程中如果模具表面出现擦伤或轻微腐蚀现象,要及时用1000目以上的细砂纸打磨抛光,对严重的损伤要及时进行修复处理。
在模具闲置不用的情况下要放置在清洁、干燥且通风的地方进行保管,谨防受到腐蚀,对于长时间不用的模具要采取油封等其他的防止损伤的措施。
另外,模具的维修和养护需要具有专业技能的工人承担,切不可粗心大意。
来源:道客巴巴,作者韩伦
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