材料成型模具設(shè)計(jì)

1、棒材?？自O(shè)計(jì)12MN擠壓機(jī)，150mm擠壓筒，材質(zhì)H68黃銅，鑄錠145×250，擠壓比10.1. 模角：因?yàn)閿D壓制品為銅合金棒材，所以用平模，=90° （P68）2. 模子厚度：根據(jù)擠壓機(jī)能力，擠壓筒尺寸，查表4-10，H=40mm （P76）3. 工作帶?？壮叽纾篈=A01+k （ P69），根據(jù)表4-1 （P67），k=1.5%，A0=45mm，A=45.6mm，?？字圃旃?0.05-0.074. 工作帶長度：對于棒材，根據(jù)制品材質(zhì)，形狀，尺寸選取l=11mm （P69）5. 工作帶?？兹肟趫A角半徑：根據(jù)表4-5（P73），材質(zhì)，取r=2mm6. 模具外形錐角（P7

2、1）：由于擠壓模具逆著擠壓方向放到?？字校捎谜F度，=2°，正錐形7. 外圓直徑：D=0.8Dt=0.8×150=120mm（式4-16，P71）8. 出口帶尺寸：根據(jù)式4-15，d1=d+35，d1=45.6+4=49.6mm（P70）9. 材質(zhì)：選H13鋼4Cr5MnV1Si，擠壓模具鋼鉻：熱作模具鋼，以H命名，13代表含量鎢釩10. 校核（P77）：主要校核模具的擠壓能力，模孔與模具外徑圓周之間的危險(xiǎn)斷面。y=DmaxFt-F棒=12MN15022-1753.7=754MPa而H13鋼400500時(shí)，=1000MPa，y<舌形模設(shè)計(jì)彎曲強(qiáng)度校核1. 梁受彎曲應(yīng)

3、力較大，是主要的作用應(yīng)力2. 將模橋看作固定梁，受均勻載荷，橋工作跨度為L（式5-10，P93）3. 一般按擠壓機(jī)的最大噸位計(jì)算外力，實(shí)際計(jì)算時(shí)按全壓力80%計(jì)算4. 危險(xiǎn)斷面最大彎矩，可按固定梁計(jì)算，以上為不計(jì)算摩擦力的Mmax(P95)，Mmax=gL2×B12；g：擠壓機(jī)比壓，MPa（比壓的80%算）；B：模橋?qū)挾龋≒93）；g×B：單位長度上的載荷摩擦力為：P'=PS=Ssc×0.5MPa；S:總摩擦面積，S=S1+S2；S1:橋兩側(cè)表面積，S1=Br+2H-r；S2:舌頭表面積，S2=2a+bh；sc：擠壓條件下的金屬屈服極限，MPa；=0.5s

4、c：內(nèi)摩擦力，MPa；r：橋刀頂部的圓弧半徑；H：橋刀總高度；h：舌頭的長度5. 模橋斷面形狀多樣，抗彎系數(shù)各異：橢圓：w=4a2b2，a，b：橢圓的短軸和長軸半徑；三角形：w=a2b12，b，a寬和高；水滴形：可用半圓和等分不規(guī)則部分的近似計(jì)算6. 彎曲強(qiáng)度校核：w=MmaxW；水滴形：w上=Mmaxw上w下=Mmaxw下；：許用彎曲應(yīng)力，3Cr2W8V，400500,980MPa剪切強(qiáng)度校核舌形?？拷?nèi)側(cè)面易被剪斷（如a-a和b-b）1. 在橋頂abcd面上所受的垂直壓力P1，P1=cB1P，B1：橋面危險(xiǎn)斷面間的距離；c：模橋的厚度；P：擠壓機(jī)比壓2. 模橋兩危險(xiǎn)斷面所受的摩擦力P2，

5、P2=SP；S：模橋產(chǎn)生摩擦力部分的表面積S=S1+S2;S1：危險(xiǎn)斷面間橋的表面積,S1=r+2H-r-aB；S2：舌頭表面積，S2=d1H1；a:模橋斷面頭部到模子平面的距離；H：模橋斷面尖部到舌頭底平面的距離；P=sc:擠壓狀態(tài)下金屬的屈服強(qiáng)度；：摩擦系數(shù)，一般取0.53. 模橋斷面間受總的剪切力P：P=P1+P24. 模橋危險(xiǎn)斷面的斷面積等于圓面積一半加不規(guī)則部分的面積：F=r2+H-r-a2×c5. 危險(xiǎn)斷面的剪切力，=2PF，溫度為450500,3Cr2W8V，=900MPa，4Cr5MoSiV1，=600Mpa模橋撓度計(jì)算 Yc=1384gL2BEJ1mmg：單位長度載

6、荷，g=PaB1；Pa：擠壓機(jī)比壓；B1：危險(xiǎn)斷面間距離；E：彈性模量，2.2×108MPa；J：斷面慣性矩；模橋根部強(qiáng)度校核1. 分離殘料時(shí)，根部所受拉力T=Pa+Pb;Pa=KFab,拉斷制品的力；K=1.52，F(xiàn)a：制品斷面積；b：擠壓后抗拉強(qiáng)度；Pb：殘料脫離模橋摩擦力；Pb=BPr+2H-r；B；橋?qū)?；H：橋斷面高；r：橋半徑；=0.5；P：屈服強(qiáng)度；2. 根部斷面積：F0=B-B12c3. 分離殘料時(shí)根部所受拉應(yīng)力p=T2F0p，450500時(shí)，3Cr2W8V，P=1250MPa，4Cr5MoSiV1，p=1000MPa最小殘料長度的確定1. 拉斷殘料所需力：T=Pa+P

7、b=KFab+BPr+2H-r2. 擠壓筒與殘料的摩擦力f：f=DkL殘×0.5sc；Dk：擠壓筒直徑；L殘：殘料長度3. 為分離殘料必須滿足fT，所以L殘=fDk×0.5sc，一般L殘取L殘=1.52H；H：模橋高度；4. 模子根部最大壓縮應(yīng)力壓=2PbDkBDk-L壓；P：比壓 分流組合模分流橋：用來支撐模芯，遮擋模芯及懸臂并劈開金屬模芯：形成空心型材或生產(chǎn)半空心型材時(shí)用來遮蔽懸臂和形成型材內(nèi)腔形狀和尺寸橋墩：用來支撐模橋或改變金屬的流向在擠壓斷面形狀對稱性差而且復(fù)雜的空心型材時(shí)一般采用不等面積分流孔設(shè)計(jì)法，原則如下各分流孔面積大小選擇的基本原則是：考慮各分流孔所對應(yīng)的

8、?？酌娣e，通過調(diào)節(jié)分流孔的大小，形狀和位置使擠壓筒內(nèi)的分流面與其相對應(yīng)的焊合腔內(nèi)的焊合面大致位于相同的位置，這樣可以保證?？赘魈幗饘倭鞒鏊俣然揪鶆虿⒆畲笙薅鹊臏p少焊合腔內(nèi)的金屬的橫向流動(dòng)，減輕模芯的附加彎曲變形，防止產(chǎn)生附加壁厚不均使分流面與其焊合面位置大致相同的具體措施是：假定分流面和焊合面位于同一平面，且剛好位于分流橋?qū)挾戎醒胛恢?，然后?jì)算各分流孔所對應(yīng)的坯料面積（即相鄰兩個(gè)分流面所分割的擠壓筒面積）Ft和所對應(yīng)的橫孔面積Ff之比。FtFf=Ft1Ff1=FtnFfn；如滿足，表明模孔各部位金屬流出速度基本相同凸臺(tái)側(cè)表面至?？走吘壍木嚯xW應(yīng)滿足W=68t；t：同一位置?？讓挾龋ㄐ筒谋诤瘢?/p>

9、，W過大，易產(chǎn)生死區(qū)，W過小，影響焊縫質(zhì)量。經(jīng)驗(yàn)：500擠壓筒，h焊=0.10.15Dc焊合室高度的選擇應(yīng)滿足以下要求：1h焊tmax；h焊68tmin；h=0.10.2Dch；（2）型材形狀與尺寸精度，（3）較為均勻的金屬流動(dòng)使擠壓力達(dá)到要求；Dch：焊合室外接圓直徑第一項(xiàng)中前兩式保證尺寸形狀，尺寸精度，焊縫質(zhì)量滿足要求最后式為獲得較均勻的金屬流動(dòng)，使擠壓力達(dá)到所需要求校核=QnFF：以分流孔之間最短距離為長度，以模子厚度為高度組成的斷面面積；n：分流孔個(gè)數(shù)；對于4Cr5MoV1Si來說450500，彎=10001100MPa安全系數(shù)法：np=橋?qū)?#215;橋厚××2模

10、橋受壓面積×P3；P:擠壓機(jī)比壓靜水壓力：由均質(zhì)流體作用于一個(gè)物體上的壓力，這是一種全方位的力并且均勻地施向物體表面各個(gè)部位導(dǎo)流模設(shè)計(jì)25MN，258擠壓筒1. 擠壓比，?？讛?shù)量；根據(jù)型材的尺寸200mm，以擠壓筒直徑258mm取n=2=Ftnf=60.5P65，P792. 模角：對于擠壓鋁合金型材多用平模，=90°，（P68）3. 模子厚度：根據(jù)擠壓機(jī)能力，擠壓筒尺寸，查表4-4，初步確定模子厚度H=30mm（P73）4. 模孔尺寸：公式4-13,4-14（P69）5. 工作帶長度：以型材開口端的頂點(diǎn)為基準(zhǔn)點(diǎn)l1=1.5×厚=3mm；相鄰端點(diǎn)l2=l1+1=4m

11、m，從端點(diǎn)?？字行?，每距10mm，工作帶增加0.3mm，（P83）6. 模子出口尺寸：式4-15：ach=模子尺寸+35=2.1+4=6.1mm（P71）7. 模孔間距（保證強(qiáng)度以及擠壓機(jī)能力和尺寸）：取aj=40mm（P80）8. ?？拙嗄Ｍ饩壸钚【嚯x：由擠壓筒直徑查表5-1，得d=35mm（P81）9. 導(dǎo)流槽的設(shè)計(jì)：導(dǎo)流槽距?？椎走叺木嚯xc大于槽孔側(cè)邊的距離E，取c=10mm，E=8mm（P107）10. 模子外圓直徑：D=1.11.36Dt（式4-18，P71）Dt：擠壓筒內(nèi)徑11. 校核模子的材質(zhì)為H13鋼，在400500，=1000MPa，公式5-4：hmin=l3pa彎b=10&

12、lt;H=80（式5-4，P88）l:槽形懸臂的長度，即槽形型材的槽深尺寸p：比壓a：?？讘伊焊拷孛嫒肟谔帉挾萣：懸臂梁根部截面出口處寬度，b=a-2cc：懸臂梁根部截面出口處空刀尺寸水壓機(jī)大型分流斷面組合模的改進(jìn)DQ22831. 型材中間立筋處有波浪，且厚度尺寸超正差（偏壓）2. 型材底平面超負(fù)差DQ22861. 外形尺寸對稱性偏小2. 管材壁厚不均3. 外形不圓4. 模具強(qiáng)度不夠及模芯下塌改進(jìn)：DQ2283立筋處：由于型材中間立筋兩側(cè)分流孔靠近模具中心，使分流孔的流入金屬直接填充至?？字校ǔ畹脑颍┑灼矫妫河捎贏-A處?？孜挥诜至鳂蛳旅娑徽诒?，金屬流動(dòng)阻力大，不易填充至?？字校ǔ?fù)

13、差的原因）措施：分流孔尺寸：380360,310290中間立筋兩側(cè)的分流孔距模具中心的距離：4050mm，寬度7060mm將上模工作帶長度由105mm，1314.5mm將下模工作帶長度由5.53.5mm，1213mmDQ2286由于管壁厚，加強(qiáng)筋較薄且較大，特別是橋底加強(qiáng)筋，此處金屬難流動(dòng)措施：將模芯下空刀進(jìn)行改進(jìn)，同時(shí)橋底工作帶長度加強(qiáng)模芯強(qiáng)度，以減小塑性變形而產(chǎn)生的永久性偏差。將模芯中心比加大加深，且頭部設(shè)計(jì)成球形為加強(qiáng)金屬的流動(dòng)性，將直壁分流孔改為錐形孔道將模芯厚度增加，以防止模芯下塌水冷模水冷?？梢蕴岣哂操|(zhì)合金的擠壓速度，生產(chǎn)效率原理：在擠壓過程采用水冷卻或液氮冷卻模具，降低變形溫度，

14、以減小硬質(zhì)合金擠壓時(shí)以出現(xiàn)的表面問題6063Al合金，采用液氮冷卻，100m/min利用水封擠壓的水封頭入口處有一個(gè)負(fù)壓區(qū)域的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)水封頭原理：將水冷模設(shè)計(jì)成環(huán)狀噴水，逆擠壓方向噴到模子的定徑帶的出口處，形成一個(gè)環(huán)狀的冷卻區(qū)域，以達(dá)到降低變形區(qū)溫度的目的擠壓時(shí)，隨擠壓制品地向前移動(dòng)，噴出的冷卻水，通過水導(dǎo)管進(jìn)入水封頭的負(fù)壓區(qū)，進(jìn)而被吸入水封槽內(nèi)。在擠壓結(jié)束時(shí)，消除殘料的工序中，水不會(huì)滴到模具表面，解決冷卻不均產(chǎn)生裂紋的現(xiàn)象液氮模：液氮模的原則：氮的通道布置應(yīng)盡量保證模具表面得到均勻冷卻鍛模：鍛模分類，P124終鍛模膛，P125熱鍛件圖，P125鉗口及其尺寸，P127折疊，P128滾壓模膛從結(jié)構(gòu)上分為以下幾種，圖7-26滾壓模膛分類，P133鐓粗臺(tái)和壓扁臺(tái)設(shè)計(jì)，圖7-34鐓粗臺(tái)，圖7-35壓扁臺(tái)，P136模膛中心和鍛模中心，P138錯(cuò)移力的平衡和導(dǎo)向，P141檢驗(yàn)角，P146沖壓沖壓模具的分離，P178沖模的設(shè)計(jì)步驟，P179表8-6單工序模、復(fù)合模和級進(jìn)模的比較，P183圖8-4,導(dǎo)柱式固定卸料落料模，P184圖8-5導(dǎo)柱式?jīng)_孔模，P185復(fù)合模正裝和倒裝，P185圖8-6正裝復(fù)合模，P186圖8-7倒裝復(fù)合模，P187表8-7復(fù)合模正裝和倒裝區(qū)別，P187圖