1、實心型材模設計1.所要設計的實心型材制品本制品的形狀和尺寸如下用CAD計算得: 制品的截面積F制= 423.0686mm2由于此型材為不對稱且各部分壁厚不一的型材，盡可能使難以流動的壁厚較薄的部分靠近模子中心，盡量使變形時金屬靜壓力相等 此處取模孔外接圓直徑D外75mm現有設備表3設備噸位500T800T1630T擠壓筒直徑D095125187擠壓截面積F070851226627451錠坯尺寸Dd|Ld90x270/320120X400/450178X540/600/660冷床長26m32m44m填充系數1.1141.0851.104壓余厚202530最大擠壓比97.48273.6加工范 圍最

2、大外接圓直徑D外max6595147擠一根最小制品斷面積F制min721503722.選坯和選設備根據加工范圍要求（F制F制min,及D外D外max）有800T和1630T的設備可用，按成才率最高的原則，進一步優化，計算列表表4序號D0(F0)Dd(mm)Ld(mm)單重wd填充系數K填充后長度Le壓余厚hy(mm)切壓余后的有效長度Ld擠壓比制品長L制(m)成品數nx6(m)成品重W制(kg)成材率W制/Wd()1125/12040012.201.0853692534418.7236.440002125/12045013.731.0854152539018.7237.30110.5776.6

3、93187/17854036.301.1044853045541.9019.06331.7287.384187/17860040.301.1045443051441.9021.53331.7278.715187/17866044.401.1045983056841.9023.80331.7271.44最后選擇成才率最高的87.38對應的方案3錠坯尺寸為：Dd * Ld=178*540mm =41.903.擠壓力的計算根據經驗系數公式P=*Kf(+4L/D)F=A*P表征擠壓難易程度的經驗系數，對于實心型材取1.01.1,本設計取1.1P為單位擠壓力，MPaF為最大擠壓力, NA擠壓筒內孔的面積

4、，mm2擠壓系數Kf材料在擠壓溫度下的變形抗力（查表），MPa摩擦系數L鑄錠敦粗后額長度，mm,即填充后長度LeKf查表取16取0.30故P=1.116(41.90+40.30485/178)=120.3175MPa F=120.3175*187*187/4=3308285.52N換算成噸位：約337.58TF=337.58T額定噸位1630T，設備選擇符合要求，即理論技術可行4.實心型材模具體結構設計模組的結構如下圖1.模子 2.模墊 3.前環 4.后環 5.保護墊板 6.前機架 7.模座 8.模套 9.剪刀 10.擠壓筒模組的結構：對于不同噸位的擠壓機，下圖中的主要結構尺寸都是配套設置的，

5、可以從有關資料中查得。模組的主要結構尺寸如圖3模組尺寸如下表表5設備噸位500T800T1630T12H160180190210250240310350340H2809090100110150H3506050606080 擠壓模具的尺寸如下表表6設備噸位500T800T1630Td1/d2135/1452025165/1752530250/2603040h112121312135. 實心模尺寸數據設計1)選坯和選擇設備根據前面的計算擠壓筒內直徑D0=187 錠坯尺寸：Dd X Ld178mm540mm擠壓比=41.90mm 902).模組及模子尺寸外形的計算根據前面計算，從表5選取H2=100

6、 H3=60 H1=30模子外形尺寸的確定（如下圖）依據表6的數據可以確定d1=250 d2=260 h1=12 h2=403)模子內形尺寸的確定擠壓比=41.90MAX=73.6,所以不需要多孔擠壓確定模孔尺寸：由公式A=A0+M+( +KT)A0KT=tt11假設t1=400故KT0.007Ky和Kp的值查書，計算得到:尺寸10的縱向模孔尺寸為:H1=10（0.00550.0070.007）1010.19尺寸20的縱向模孔尺寸為:H2=20（0.00550.0070.007）2020.39尺寸15的橫向模孔尺寸為:B1=15（0.00650.00750.007）1515.32尺寸50的橫向

7、模孔尺寸為:B2=50（0.00650.00750.007）5051.05尺寸5的橫向模孔尺寸為:B3=5（0.00550.0070.007）55.49尺寸5的縱向模孔尺寸為: B4=5（0.0150.0150.007）5=5.185mm型材的圓角及圓弧沒有偏差要求，故可按名義尺寸設計.模孔尺寸如下圖所示4)孔形在模子端面位置的確定（由于本型材為不等壁厚且不規則的型材，故型材的幾何重心靠近壁厚較薄處）壓力中心的計算：用CAD測量計算得:5).定徑帶長度的確定由于是等壁厚型材，故定徑帶長度h定各處相等，本次設計取h定4。6).出口直徑. dch 由于模子的出口直徑一般應比工作帶直徑大36mm,以

8、免因過小而劃傷表面。 本設計出口直徑dch=6mm。7).阻礙角由于h定1015，故不采用阻礙角。8).校核（1）擠壓力的校核擠壓力為337.58噸，遠遠低于額定噸位1630噸，所以符合要求。（2）模子強度的校核 對于模的突出部分,可以認為是一個懸臂梁，可按下述步驟校核其危險面I-I處的模子最小厚度。危險面I-I處在擠壓是所受的彎矩為：M=P*a*l*l/2=(P*a*l)/2抗彎斷面系數為：W=b*h/6則彎曲應力為 =M/W=3*p*l*a/(h*b)固模具的最小厚度為 h=式中h模具（包括模子和支承環的總厚度）的最小厚度，mml槽型模子懸臂梁的長度，即槽形型材的槽深尺寸，mmP擠壓筒的比

9、壓，擠壓機噸位與擠壓筒內截面積之比，MPaA模孔懸臂梁根部斷面處的寬度，mmB模孔懸臂梁根部斷面出口處的寬度，mm,b=a-2c,C模孔懸臂梁根部出口空刀尺寸（一般取1.5-3），mm模具材料的許可彎曲應力，其植一般取許用抗拉應力的（0.4-0.5）倍左右，在溫度450-500C下,取=600Pa符合要求模子的最大撓曲變形按如下公式計算 懸臂梁端部最大撓度，mml懸臂梁長度，mmq等于Q/l，懸臂梁單位長度上的壓力，N/mmE模具材料的彈性模量2.210MPaJ懸臂梁斷面慣性矩，J=B,h分別為懸臂梁的寬度和高度，mmQ懸臂梁承受的總壓力本設計中,要是模子的抗剪強度,對于抗剪強度的校核,取角型

10、材斜邊為危險端面,進行強度校核危險面I-I處的彎距為：M= P*a*l*l/2 = 185kg.m抗彎斷面系數：W= b*h*h /6 =0.73 m3 彎曲應力：彎 M/W 253.4MPa 600 MPa，符合要求。最小模具厚度：hmin =l * (3P * a / b 彎) 1/2 = 9.1 mm最大 （q * l4）/ ( 8E * J ) = 0.368 mm 1 mm各項指標均滿足要求，故強度符合。空心型材模設計1.所要設計的制品2.選坯核選設備制品的截面積：F制530.14 mm2 模孔外接圓直徑取D外75根據加工范圍要求（F制F制min,及D外D外max）由表3知有800T

11、和1630T的設備可用，按成才率最高的原則，進一步優化，計算列表按成才率最高的原則，在進一步計算優化，計算列表如序號D0DdLd單重wd填充系數K填充后長度Le壓余厚hy切壓余后的有效長度Ld擠壓比制品長成品數成品重成材率1125/12040012.21.0853692534418.726.440002125/12045013.731.0854152539018.727.3110.5776.693187/17854036.31.1044853045534.8915.9225.3469.84187/17860040.31.1045443051434.8917.9225.3462.95187/17

12、866044.41.1045983056834.8919.8338.185.8最后選擇成才率最高的85.8對應的方案3即1630T的擠壓設備錠坯尺寸為：Dd X Ld=178X660mm =34.889 3.擠壓力的計算根據經驗系數公式P=*Kf(+4L/D)F=A*P表征擠壓難易程度的經驗系數，對于空心型材取1.11.5,本設計取1.5P為單位擠壓力，MPaF為最大擠壓力, NA擠壓筒內孔的面積，mm2擠壓系數Kf材料在擠壓溫度下的變形抗力（查表），MPa摩擦系數L鑄錠敦粗后額長度，mmKf查表取16取0.30故P=1.516(34.889+40.30544/187)=169.0MPa F=

13、169.0*187*187/4=4639162.385N換算成噸位：約473.38TF=473.38T額定噸位1630T，設備選擇符合要求，即所選設備理論可行4.模組及模子外形尺寸確定：模組尺寸結構簡圖如前圖3所示根據前面計算，從表6選取H2=90 H3=60模子外形尺寸簡圖如前圖4 依據表6的數據可以確定設備噸位500T800T1630Td1/d2135/1452025165/1752530250/2603040h11212131213d1=250 d2=260 h1=12 h2=40因為本設計采用孔道式分流組合模5.組合模相關參數的確定：1).分流孔的個數取4個，形狀為扇形2)分流孔面積的

14、確定：因為分流孔面積與制品斷面積的比值F分/F制K,K即為分流比，一般K對于空心型材時，取K=1030。本設計取K=10分流孔面積的大小相等F分= 10F制 530.1410=5301.4mm3).分流孔位置的確定分流孔中心圓的直徑D分0.7D0=0.7187=130.9 mm暫時先取其外接圓直徑為148 mm確定a的大小如圖依據經驗a一般取25，有的取8.本設計取84).分流孔的形狀分流孔由一定的傾斜錐度，這樣可以改善焊縫的質量，孔道錐面與其軸線的夾角為24，本設計取35).分流橋分流橋的寬窄和模具的強度以及金屬的流量有關，從增大分流比，降低擠壓力來考慮，分流橋的寬度B應該選擇小些，但為了改

15、善金屬流動的均勻性，模孔最好受到分流橋的遮蔽，則B應該選擇得寬些，一般取： B=b+(320)本設計采用倒梯形結構，取B=26見下圖 圖10 6).焊合室焊合室的形狀和大小對焊縫的質量有很大的影響。按經驗公式：95130 h=1015本設計取h=14，形狀為碟形如圖：圖11 6. 模子內形尺寸的確定工件及模具如圖所示按經驗公式A=A0+KA0A-制品外形的模孔尺寸A0制品外形的公稱直徑K-經驗系數，取K=0.012得 DK=70*(1+0.012)= 70.84 mm, 制品型材壁厚可由經驗公式B=B0+確定由于B0=2.53.0.本設計0.1故 Tk=2.5+0.1=2.6模具圖如下7.模孔

16、工作帶長度hg的確定由于本型材制品的對稱性較好，外形相對較小，一般可取28，生產實踐中對鋁合金常用815 本設計取hg8mm8.模芯的設計一般伸出下模工作帶35mm，本設計取4mm，模腔外形按空心型材的空心部分確定。9.上模凸臺長取21mm.用于裝配定位10.定位銷，螺釘按GB標準選取標準件定位銷的直徑取8，螺釘采用M10,具體說明見裝配圖11.模子強度校核：這種模子在工作時承受載荷最不利的情況是分流孔道和焊合室尚未進入金屬和金屬充滿焊合室以后流出模孔之際，故強度的校核主要是爭對模子的分流橋，模橋的彎曲應力和抗剪強度： 分流橋彎曲應力校核Hmin=Lp/2*b式中: Hmin=分流橋的最小高度 L分流橋寬度,經計算L=80mm P擠壓機的最大的比壓P=163010009.8/27451=581.91b模具材料在溫度