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      平開門鋁型材擠壓模具的結構優化設計添加時間:2019/4/23 16:17:17


      隨著我國大規模的基建投資和工業化的高速發展,平開門鋁型材作為修建領域和工業領域里重要的使用資料,全職業的產值及消費量也迅猛增長,使我國一躍成為國際最大的鋁型材出產基地和消費商場。而產品在商場上的競賽則異常激烈,贏利尤其是修建型材贏利不斷下滑。迫使平開門鋁型材企業在擴展傳統的修建鋁型材商場的一起,向使用更廣、附加值更高的工業用鋁型材商場進軍,以完成產品結構和技術含量的升級.只要敏捷進步本身綜合實力,企業才干躋身同職業前列。

          平開門鋁型材揉捏出產進程中,模具是確保產品成形,具有正確形狀、尺度和精度的根本東西。合理的模具結構是完成揉捏工藝進程的基礎,取得所需形狀、尺度精度、功能、及產品表面質量合格的重要確保。因為模具原因導致單個產品不能準時交貨是長時間困擾平開門鋁型材出產企業的難題之一,特別是關于一些揉捏難度大的型材,模具結構規劃的合理與不然成了能否順利擠出合格產品的關鍵。在出產實踐中,咱們通過不斷的更新模具規劃理念,選用國內外先進的制模設備和加工技術,優化模具結構,下降揉捏力,使產品的交貨期顯著縮短,揉捏速度和平開門鋁型材的表面質量也得到了顯著進步。下面通過幾個詳細出產實例,來談談咱們的一點淺見。

      1.  平開門鋁型材工業用換熱器(如圖一所示)

           根本參數:揉捏機噸位1650T,揉捏筒直徑?185mm,揉捏系數19

        難點剖析:因為平開門鋁型材模芯被腔筋分割成七個小模芯,并且腔筋的長度達90毫米,壁厚也較薄,因而模具中心的腔筋供料極其困難,一起,因為七個小模芯的寬度較小,模芯的強度大大下降,模芯容易發作嚴峻的偏移,甚至開裂作廢。

          這類換熱器型材,一直是很難揉捏的產品,傳統的平開門鋁型材模具規劃計劃一般是選用上中下三個分流孔供料,如圖二所示,或者選用圖三的分流孔布局計劃?墒,這兩種計劃都存在難以克服的缺點,圖二的計劃盡管確保了各條腔筋的供料,可是因為模橋的跨度較大,中心的分流孔直沖模芯的面積也較大,從而導致平開門鋁型材模具的全體剛度較差,在揉捏進程中,模芯會發作嚴峻變形,偏壁嚴峻,起波濤,成型差,全體的平開門鋁型材模具壽數極低。

          圖三所示的規劃計劃,盡管平開門鋁型材模具的全體剛性得到必定程度的進步,可是供料不均勻,兩邊最邊際的腔筋難以供料,只能通過打通兩邊的模芯來完成供料(如圖四A處所示),因而,這種計劃同樣會大大下降模芯的強度,成型很差,模具的壽數也很低,無法滿意出產要求。

       在進行模具規劃的進程中,咱們提出了新的平開門鋁型材模具規劃計劃,如圖四所示,新計劃模具選用十二個分流孔供料,添加了分流橋的數量,大大減小了單個模橋的跨度,減小了單個分流孔的進料面積和單個分流橋的寬度,使分流橋在全體平開門鋁型材模具供料布局中呈網格狀分布,這種相似于“蜂巢”的網格結構大大增強了模具的全體剛度。減小了模具的彈性變形,一起也使型材的各個部位的供料更趨均勻合理,分流孔供料時的金屬流對模芯發作的效果力彼此得到有用平衡,模芯的彈性變形現象得到了極大的改進。一起,為了有用減小揉捏力,在規劃時減薄了上模的厚度并規劃了減壓角。實踐證明:選用此計劃制成的平開門鋁型材模具上機后的出料效果十分抱負,滿意了客戶對尺度精度的要求,平開門鋁型材模具壽數也大大進步。

      2.  工程料大蓋板(如圖五所示)

          平開門鋁型材根本揉捏參數:揉捏機噸位2500T,揉捏筒直徑¢236mm,揉捏系數27。

        平開門鋁型材模具規劃難點剖析:該型材的幾何尺度較大,壁厚較薄,因為遭到揉捏筒直徑的約束,分流孔在規劃時需要大視點寬展擴孔,一起,因為遭到分流孔進料直徑的約束,兩個小模芯的供料較難平衡,致使小模芯左右受力不平衡,在受力不均的情況下,容易發作偏壁。

          因為型材的形位公役要求嚴厲,因而,在模具規劃時假如選用普通的六孔或八孔的計劃的話,模具在揉捏進程中很容易發作偏壁,扭擰,斜角等問題,且很難進行修模糾正。為了有用防止上述缺點的發作,咱們在規劃平開門鋁型材模具時采納導流板兩次分流的模具結構,組裝圖如圖六所示,導流板如圖七所示,上模分流孔如圖八所示。

          為了使型材成型杰出,首要有必要要確保平開門鋁型材模具型腔的各個部位的供料均勻充沛,一起還要使兩個小模芯在左右方向上的受力得到有用平衡,防止模芯變形而形成的偏壁,因而在進行模具規劃時,咱們始終以"平衡"作為規劃的主旨,包括供料平衡,流速平衡和受力平衡。

          因為型材上下部分不對稱,在規劃導流板的進料孔時,有必要充沛考慮上下部分的分料份額,依據經驗公式核算,導流板上下分流孔的進料面積比規劃為1:1.18。為了使平開門鋁型材遠離揉捏中心的邊際部分供料充沛,導流板的分流橋選用斜面向外過渡,減小邊際部分的金屬流動阻力。按此計劃制成的模具上機后出料平穩,料頭規整,遍地壁厚均勻,僅下部中心的中橫處出料略快,兩個小模芯位置呈現細微收口,在通過修模調整后,出產出的平開門鋁型材成型情況十分抱負,完全滿意客戶要求。

      3.  平開門鋁型材結構件(如圖九所示)

          該型材用1650噸揉捏機揉捏,揉捏筒直徑為185mm, 揉捏系數為17。

       規劃難點剖析:該型材的外接圓尺度較小,只要80x80mm,從里向外有"三層"空腔,共九個模芯,這樣的模芯結構極易形成中心供料困難,因為單個模芯的尺度較小,剛度較差,容易發作嚴峻偏壁,甚至形成模芯開裂作廢。針對上述難點,在進行模具規劃時,重點考慮各個中心模芯的供料及受力平衡問題。

          此類型材傳統規劃計劃一般為外面開四個分流孔,中心開四個小分流孔供料,如圖十所示。這種計劃的長處是平開門鋁型材模具結構相對簡略,利于加工,可是也存在一些缺點,因為該計劃外圍的四個分流孔的進料面積過大,而中心四個小進料孔因為遭到模芯尺度的約束,難以再擴展,因而,中心與外圍分流孔的進料面積份額間隔過大,形成中心模芯的供料嚴峻缺乏,假如中心進料孔沉橋深度過大的話,將使模具的強度遭到嚴峻影響。一起,因為內外模芯的受力得不到有用平衡,將導致型材發作嚴峻的偏壁現象。

          針對上述問題,咱們改進規劃,提出了新的平開門鋁型材 模具結構計劃:新計劃選用導流板二次分流的結構,如圖十一至十三所示,圖十一為導流板,圖十二為上模進料孔。圖十三為模具的全體裝配圖,新計劃將舊計劃外圍的四個大分流孔分解成8個小分流孔,減小了外圍分流孔的進料面積,這樣就使中心進料孔與外圍進料孔的進料面積份額趨于合理。型材四個角部所對應的四個外圍分流孔的進料面積要小于其他四個分流孔的面積(如圖十二所示),在規劃上,這是至關重要的,不然,外圍的四個較大的模芯的受力會不平衡,模芯將會發作偏移。

          新計劃充沛考慮了模具型腔各個部位的分料份額,使供料更為均勻合理,模具的全體強度得到顯著進步,模芯的受力狀況平衡較好,出料偏壁現象顯著好轉,該模具第一次上機出料就較為抱負,除了幾處開口位呈現細微"收口"外,型材壁厚根本滿意公役精度要求,料頭規整,中心型腔的供料情況杰出,通過修模調整流速后,模具擠出的型材滿意了客戶要求。

       薄壁大方管(注:大圓管與其相似)一直是困繞鋁型材揉捏平開門鋁型材模具職業的難題,在出產實踐中,這種模具假如選用傳統規劃結構的話,很難出產出合格產品,往往模具一上機就會呈現裂橋,模具的作廢率極高,不僅大大添加了出產成本并且延誤交貨周期,大方管與大圓管尤其在“小機擠大料”的情況下,是極為困難的。

          難點剖析:盡管大方管的形狀對稱,結構簡略,可是因為130x130mm 壁厚1.6mm的方管的模芯面積過大,壁厚過薄,平開門鋁型材模具中心的揉捏死區所發作的金屬變形抗力和金屬摩擦力過大,模具在接受高溫、高壓、高摩擦力的情況下,會發作嚴峻變形,導致模具呈現"裂橋"。

          如圖十五所示,平開門鋁型材模具作業時,因為遭到壓力而呈現彈性變形,模芯根部A處在彈性變形時遭到拉應力效果,因為橋位焊合水滴的存在,形成A處應力會集,A處成為危險部位,在出產實踐進程中,裂橋現象均發作在此處。

         為了處理平開門鋁型材模具強度問題,一般能夠采納導流板,上模,下模等三件結構,在導流板與上模之間留有必定的變形間隙,從而起到"維護"上模的效果(如圖十六所示)。在實際出產中,這樣的結構能夠大大改進模具的受力情況,進步模具使用壽數,可是導流板三件結構也存在必定的缺點,因為添加了導流板,使模具的厚度添加(導流板與上模的厚度總和大大添加),金屬在模具中流動間隔過長,這樣就會形成揉捏力大幅上升,揉捏速度也顯著下降。

          為了處理上述問題,咱們在1650噸揉捏機上(揉捏筒直徑為185mm)提出了全新的模具規劃計劃(如圖十七和圖十八所示)。

       新計劃主要從下降揉捏力,減小橋位危險部位的應力會集入手,以及從增大平開門鋁型材模具強度和剛度的視點動身,進行了全新的改進。在下降揉捏力方面,新計劃在進料方向上規劃了減壓角,為了減小金屬變形抗力,添加金屬流動性,新計劃規劃了全新的分流錐結構,最大極限的減少金屬流動死區,將上模入料方向上規劃成“碟型”入料結構。在減小應力會集方面,新計劃大大加寬了橋位水滴,使危險部位的應力會集現象得到極大改進。一起,將橋位規劃成全新的"拱形"結構,(注:拱形橋結構在土木工程中早有廣泛使用,例如,以聞名的趙州橋為代表的"拱橋",以及水庫的混凝土"拱壩"等)。這種拱形結構使模具橋位的受力方向發作了改變,模具橋位的受力被分解為向橋墩的分力F1和向模具外圓的分力F2(如圖十九所示),在進步平開門鋁型材模具全體剛度方面,通過增大模具外圓來完成,使平開門鋁型材模具橋位的受力狀況由"簡支梁"變為"固端梁"。

          實踐證明:這種全新的平開門鋁型材模具結構顯著改進了模具橋位的受力狀況,大大進步了模具的使用壽數。一起,拱形結構也添加了型材角部的焊合室深度,從而彌補了因水滴過寬而形成的角部供料缺乏和焊合質量下降的缺點。選用新規劃計劃的模具上機后,型材成型杰出,通過多次上機出產證明模具功能穩定,模橋未呈現裂紋,單套模具的出材支數進步到了1500支以上。


          綜上所述,合理的模具結構不但能確保產品幾何形狀和尺度精度,改進平開門鋁型材型材力學功能,并且還能夠最大極限的下降揉捏力,進步揉捏速度,完成節能降耗的方針。出產實踐證明,咱們在模具規劃方面所進行的大膽立異嘗試取得了杰出的效果,不僅使揉捏機的單機產值得到顯著進步,產品質量和層次也上了一個新的臺階,給企業帶來了杰出的經濟效益。

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