铝合金挤压工艺及模具毕业设计
一 、绪论
1.1 挤压加工方法
挤压是有色金属、钢铁材料生产与零件成型加工的主要方法之一，也是各种复合材料、粉末材料等先进材料制备与加工的重要方法。从大尺寸金属铸锭的热挤压开坯、大型管棒型材的热挤压加工至小型精密零件的冷挤压成型，从粉末、颗粒料为原料的复合材料直接固化成型到金属间化合物、超导材料等难加工材料，现代挤压技术得以广泛的应用。
挤压加工的方法主要有正挤压，反挤压，侧向挤压，玻璃润滑挤压，静液挤压，连续挤压。挤压加工特点是处于强烈的三向压应力状态，这有利于提高金属的塑性变形能力，提高制品的质量，改善制品内部微观组织和性能。除此以外，挤压加工还具有应用范围广，生产灵活性大，工艺流程简单和设备投资少的特点。应用挤压加工工艺最多的材料是低熔点的有色合金，如铝及铝合金。
1.2 铝加工行业的分布
中国的铝加工企业主要集中于沿海(广东、福建、浙江、上海、江苏、山东、河北、天津、北京、辽宁)地区，即珠江三角洲(广州一深圳为中心的经济圈)、长江三角洲(上海为中心的经济圈)、环渤海湾地区(京津经济圈)所占比例较大，许多铝加工企业都云集于此三大经济圈。在珠三角地区，主要集中在佛山地区，其中大沥更是全国，甚至世界地区铝加工业的佼佼者。
1.3铝及铝合金的特点与应用
铝及铝合金具有一系列特性，在金属材料的应用中仅次于钢材而居第二位。目前全世界铝材的消费量在1800万吨以上，其中用于交通运输（包括铁道车辆、汽车、摩托车、自行车、汽艇、快艇、飞机等）的铝材约占27%，用于建筑装修的铝材约23%，用于包装工业的铝材约占20%。随着中国经济建设的高速发展，人民生活水平的不断提高，中国的建筑行业发展迅速，包括铝型材在内的建筑装饰材料不断增加。铝型材的应用已经扩展到了国民经济的各个领域和人民生活的各个层面。
根据铝合金的成分和生产工艺特点,通常分为变形铝合金与铸造铝合金两大类。变形铝合金也叫熟铝合金，根据据其成分和性能特点又分为防锈铝，硬铝，超硬铝，锻铝和特殊铝等五种。
铝合金比纯铝具有更好的物理力学性能：易加工、耐久性高、适用范围广、装饰效果好、花色丰富。铝合金分为防锈铝、硬铝、超硬铝等种类，各种类均有各自的使用范围，并有各自的代号，以供使用者选用。 铝合金型材具有强度高、重量轻、稳定性强、耐腐蚀性强、可塑性好、变形量小、无污染、无毒、防火性强，使用寿命长（可达50—100年），回收性好，可回炉重炼。多年来世界各国均采用6063铝合金（铝合金近百种）作为门窗框架。主要是为了该金属表面阳极氧化效果好，开始阳极氧化是白色，后进一步改变电解质才达到古铜色，这两种主体颜色在国内用了十多年。
表1：铝合金化学成分(Chemical Composition Limits wt%): GB/T3190-1996：
牌号 Si Fe Cu Mn Mg Cr Zn Ti 其它元素 Al 备注
每种 合计
6063 0.2~
0.6 0.35 0.10 0.10 0.45~0.9 0.10 0.10 0.10 0.05 0.15 余量 LD31
6005 0.6~
0.9 0.35 0.10 0.10 0.40~
0.6 0.10 0.10 0.10 0.05 0.15 余量
6061 0.40~
0.8 0.7 0.15~
0.40 0.15 0.8~
1.2 0.04~
0.35 0.25 0.15 0.05 0.15 余量 LD30
6082 0.7~
1.3 0.50 0.10 0.40~
1.0 0.6~
1.2 0.25 0.20 0.1 0.05 0.15 余量
本设计选用6063铝合金,由于其强度高，质量轻，加工性能好，在退火状态下，该合金有优良的耐蚀性及物理机械性能，是一种可以时效强化的AL-Mg-Si系合金，广泛应用于基础性建筑行业以及一些机械制造业。
6063合金中的主要合金元素为镁与硅，具有加工性能极佳、优良的可焊接性、挤出性及电镀性、良好的抗腐蚀性、韧性，易于抛光、上色膜，阳极氧化效果优良，是典型的挤压合金。广泛应用于建筑型材、灌溉管材、供车辆、台架、家具、升降机、栅栏等用的管、棒、型材。
表2：6063 室温下的机械性能（Mechanical & Physical Properties）:
合金 状态 弹性
模量
E/
MPa 剪切
模量
G/
MPa 抗拉
强度
mR/
MPa 屈服
强度
pR/
MPa 伸长率
δ/% 泊松系数u 布氏硬度
HB 密度/
3/cmg
6063 淬火自然时效 7100 2700 145 186 12 0.31 60~73 2.69 表3：6063铝合金随温度变化的力学性能
合金 状态 温度
T/℃ 抗拉强度
mR/
MPa 屈服强度
pR/
MPa 伸长率
δ/%
6063 淬火+
人工时效 150 142 133 20
205 62 45 40
260 31 24 75
315 23 17 80
370 16 14 105
从表可以看出随着温度的升高抗拉强度和屈服强度逐渐变小，伸长率增大。
1.4挤压工模具的材料
表4：常用挤压工具钢化学成分
钢号 ω(C)/% ω(Si)/% ω(Mn)/% ω(Cr)/% ω(Mo)/% ω(W)/% ω(V)/%
5CrMnMo 0.5~0.6 0.25~0.6 1.2~1.6 0.6~0.9 0.15~0.3
5CrNiMo 0.5~0.6 ≤0.4 0.5~0.8 0.5~0.8 0.15~0.3
3Cr2W8V 0.3~0.4 ≤0.4 ≤0.4 2.2~2.7 7.5~9.0 0.2~0.5
4Cr5MoSiV1 0.32~0.42 0.8~1.2 ≤0.4 4.5~5.5 1.0~1.5 0.8~1.1
本设计选用模具材料为4Cr5MoSiV1，又称H13钢。钢中碳化物类型有623CM、CM6。钒在钢中起回火时二次硬化作用；Cr、Mo、W、V能提高钢抗回火软化能力，保持高温下的强度、韧度；硅提高钢的回火稳定性和抗热疲劳能力。铬和硅还能提高抗氧化和抗烧蚀性。
表5：常用挤压工具钢及其机械性能：
钢号 试验温度T/℃ b
/MPa 2.0
/MPa
/%
/% HB 热处理工艺
5CrMnMo 300
400
500
600 1150
1010
780
430 990
860
690
410 47
61
86
84 11.0
11.1
17.5
26.7 351
311
302
235 850℃空淬，600℃回火
3Cr2W8V 300
400
450
500
600 -
1491
1520
1430
1280 -
1373
1363
1304
- -
-
-
15
- -
5.6
-
8.3
- 429
429
405
325
325 1100℃在油中淬火，550℃回火
4Cr5MoSiV1 400
450
500
550
600 1360
1300
1200
1050
825 1230
1135
1025
855
710 49
52
56
58
67 6
7
9
12
10 -
-
-
-
- 1050℃油淬，625℃回火在油中两小时
二、总设计过程概论
2.1 挤压工艺流程
金属制品是经若干个工序制作出来的，每个工序按一定顺序连接起来，就形成了工艺。工艺要在一定条件下完成，有特定的工艺参数。
挤压工艺流程：铸锭加热→挤压→切压余→淬火→冷却→切头尾→ 切定尺 →时效→表面处理→包装入库
2.2挤压工艺及工艺参数条件的确定
应考虑挤压温度、挤压速度、润滑、模具（种类形状、形状等）、切压余、切头尾、淬火、冷却、等多方面的因素，合理地选择工艺或参数。
1）铸锭的加热温度 6063铝的最高允许加热温度为550℃，下限温度为320℃，为了保证制品的组织，性能，表面质量，为了降低变形抗力，挤压时锭坯的加热温度不宜过高，应尽量降低挤压温度。一般取490～530℃。
2）挤压筒预热
模具的成分多为合金钢，由于导热性差，为避免产生热应力，挤压前挤压筒要预热，为保证挤压制品的质量，并且具有良好的挤压效应，挤压筒温度可取400℃～450℃。可采用通电自行预热。
3）模子预热
避免急热，延长模具寿命，应对模具进行预热。
4）挤压温度
热挤压时，加热温度一般是合金熔点绝对温度的0.75～0.95倍，挤压过程中温度最好控制在500℃左右。
6）挤压速度
考虑金属与合金的可挤压性，制品质量要求及设备的能力限制，本设计的挤压速度取min/0.2~8.0mV锭，min/80~60mV流出。
7）工模具的润滑
因本设计采用热挤压，故不采用润滑。
8）模具
模具应具有足够的耐高温疲劳强度和硬度，较高的耐回火性及耐热性，足够的韧性，低的热膨胀系数和良好的导热性，可加工性，及经济性，本设计采用4Cr5MoSiV1作为模具的材料，热处理的硬度为HRC48～52。
9）切压余
本设计视挤压设备而定，一般20～30mm，要控制质量，切去缩尾等缺陷。
10）淬火
本工艺过程中，制品挤出后可通过设置风扇对制品进行吹风来达到风淬（固溶强化）的目的，或采用喷水雾的方法。
11）冷却
直接露置在空气中冷却，达到自然时效的目的。
12）切头尾
一般挤压制品的头部和尾部都存在缺陷，为了不影响制品的性能，需要进行切头尾的工
铝型材挤压模具设计及制造工艺
212文章编号：1001-4934(2007)02-0021-03铝型材挤压模具设计及制造工艺佘少玲（广东番禺职业技术学院 机械与电子系，广东 番禺 511483）摘 要：介绍了常用的铝型材挤压模具的制造工艺。通过对铝型材零件的机构分析，阐述挤压模具采用分体设计便于制造。分析了铝型材挤压模具的机加工、电加工及热处理和部分工艺参数选择的重要性。最后通过试模后，该模具能够挤压出完全合格的铝型材。关键词：挤压模具；电火花加工；热处理中图分类号：TG376 文献标识码：BAbstract: Manufacturing process of aluminum extrusion die was introduced．By analyzing the structure of the part，design is easy to manufacture by separating die by parts．The importance of parameter choosing during die manufacturing，heat treatment and EDM was analyzed．Finally，after trial，the die can extrude qualified part．Keywords: extrusion die；EDM；heat treatment
收稿日期： 2006-11-13作者简介： 佘少玲（1968-），女，工程师。0 引言 近年来建材市场迅猛的发展带动了铝加工行业的飞速发展。铝加工行业尤其是铝型材以其独特的断面被广泛应用到各行各业，铝型材的加工过程中挤压模具就显得尤为重要。目前各生产厂家意识到挤压模具的重要性，都在模具的加工手段、方法、材料的选用等方面进行深入的探索和研究，以达到模具加工周期短、寿命长，同时要求模具挤压的制品精度和光洁等方面都有良好的外观。所以，如何才能使挤压模具的设计具有良好的制造工艺性显得越来越重要。1 铝合金零件结构 铝合金型材一般在长度方向的断面是相同的，而且长度大多在6 m以上，壁厚变化均匀，其产品结构如图1所示。该铝型材加工好后为中空结构，由其产品的结构决定模具采用组合结构，这就要求模具的各个部分安装精度要高。2 模具设计方案 经过工艺分析，模具主要表面是模腔和模芯，两者空间位置较为复杂，保证空间位置的难度也比较困难，所以要合理选择加工方法并正确的安排工艺流程。图1 产品简图模具技术2007.No.22Die and Mould Technology No.2 2007 该组合挤压模具的形状比平模的复杂，安装精度要求较高，模具最大外径φ160 mm，φ150 mm为上、中模配合面，模孔、模芯工作表面粗糙度为Ra＝0.16 μm，型孔壁厚均为1 mm，非工作表面的粗糙度为Ra＝5 μm，材料采用模具钢4Cr5MnSiV1。但4Cr5MnSiV1合金比普通钢难加工，淬火后硬度较高，一般硬度能够达到HRC48-52。考虑到热处理时的变形会影响定位基准的精度，从而导致最终的精度难以保证，故在后续的加工过程中必须留出一定的切削余量。挤压模具按照组合结构，各个部分的装配关系如图2所示。些，在此不再赘述。4 制造工艺 根据模具的每个部分要求的精度不同采用不同的加工方法进行加工。4.1 车加工 粗车可以按任意基准定位，因加工中留有充分的精车余量（模厚留1.8-2 mm，外圆留2-3 mm）。精车以保证 φ160 mm外圆与止口φ150 mm的同心度，保证上、中模配合间隙不至于影响模腔尺寸，在合模时采用上、中模配车达到滑动配合的工艺方法。 因模具材料硬度高，粗车时用硬质合金YT15刀具，切削速度应控制在100 mm/min以下，吃刀深度保持在3-4 mm。注意断屑槽和车削速度配合好才能达到断屑的作用。淬火后再精车，但精车时由于热处理的较高，会使刀具和模具发热，故采用新型的热压复合陶瓷刀具，同时吃刀深度也不能过深，一般在0.5-1 mm。4.2 铣加工 一般万能铣床可以用来加工组合模具上模的模芯、分流孔两部分，在加工分流孔时，应组合上模厚度一般在55-65 mm，故采用刃部长度不小于70 mm的加长铣刀加工。由于上模（图3）形状复杂，采用铣加工。3 工艺流程及加工工艺 该挤压模具工艺加工的工艺流程为：锻造毛坯→粗车外圆→在车槽内打印→划线→钻中模工艺孔→精铣上模分流孔、分流桥、模芯→钻中模销孔、螺钉孔及上模螺钉孔→热处理→划中模十字线→线切割型孔→加工电极→电火花加工空刀、工作带→划上模模芯外形线→电火花加工模芯外形、铆眼空刀、确定模芯的工作带的高度→上、中模配合确定型孔壁厚→用螺栓链接上中模→电火花加工上模销孔→精车上、中模外圆及两配合面→配定位销→精配组合模型孔壁厚→磨上下平面→组装→抛光模孔至图纸要求→试模。 上述工艺流程主要针对模芯为异形面模
挤压模具毕业设计论文
重庆工商大学2010届毕业设计说明书
第 1 页 共 31 页 目录
一、冷挤压零件分析 3
1、材料选择 3
2、形状设计 3
3、尺寸分析 4
二、冷挤压工艺分析 4
1、坯料尺寸确定 4
2、毛坯软化处理 4
3、冷挤压毛坯表面处理与润滑 5
4、变形程度计算 6
5、确定挤压次数 6
6、工序设计 8
三、冷挤压设备选择 12
1、挤压力的确定 12
推拉窗铝合金型材热挤压模设计设计word版
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推拉窗铝合金型材热挤压模设计
摘 要
模具工业在美国被认为是“工业的基石”，在日本更被推崇到“进入富裕社会的原始动力”，在我国，国务院通过的《装备制造业调整和振兴计划》中也把模具及其制造的装备的技术水平作为重点内容。模具由于其具有工序少、材料利用率高、低耗能、易生产等特点，在汽车、能源、机械、电子、信息、航空航天工业和日常生活中被广泛应用。
本次设计的型材属于典型的民用建筑空心型材，采用平面分流组合模，根据型材断面积551m2和外接圆直径115mm选取16.3MN挤压机，确定挤压筒直径是140mm。挤压轴总长1020mm，外径尺寸136mm。选用实心挤压垫外径是139mm，厚度是50mm。计算出模心、模孔等工模具的尺寸，然后通过强度校核和实际分析，得到合理可用的工模具。
通过对铝合金推拉窗热挤压模具的设计，对模具的结构以及设计过程有了初步的认识。这次毕业设计是理论与实践的又一次结合，锻炼了设计者对参考文献的查阅能力、独立思考能力和创新能力。
关键词：热挤压模具；铝合金空心型材；平面分流组合模
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Sliding 88822 aluminum alloy hot extrusion die design
Abstract
Mold industry in the United States is considered to be "the
cornerstone of industry", in Japan even been respected to the "raw power
into the affluent society", in China, the State Council passed the
"equipment manufacturing restructuring and revitalization plan," also
挤压模-建筑铝合金型材(窗用)的模具设计
建筑铝合金型材（窗用）的模具设计
摘 要
为了适应不同的地区、不同系列、不同用途的门窗结构以及其他的建筑结构需要，建筑铝合金型材的品种繁多，规格的范围也是十分的宽广。据不完全的统计，世界上已经出现了上万种建筑型材。建筑铝合金型材一般采用挤压的方法得到，而挤压工模具对于实现整个的挤压过程是有着十分重要意义的。
工具和模具结构的合理性是实现任何挤压的工艺过程的基础。因为工模具结构是传递挤压力以及使金属产生挤压变形的关键部件；模具是使产品成形，并保证正确的形状、尺寸以及精度的基本部分；同时模具是保证挤压产品的内外表面质量中最重要因素之一；并且在一定程度上，模具可以控制产品的力学性能和内部组织。因此，合理的挤压模具设计可以说是实现挤压生产中高产、低耗、优质的最重要保证之一。
本文论述了铝合金挤压模具设计的现状与发展趋势，介绍了挤压模具设计的步骤和关键点。结合型材的特点设计了模具的分流孔、分流桥、模芯、焊合室、模孔、工作带和空刀的结构与尺寸。
关键词：建筑铝合金型材；挤压模具设计；平面分流模
Design of extrusion die for aluminum alloy section for
windows of buildings
Abstract
In order to adapt to different regions, different series and different uses of
doors ,windows and other architectural structures’ needs, architectural aluminum profiles and
the range of specifications is very wide. According to incomplete statistics, the world has
铝合金型材挤压工艺
铝合金型材挤压工艺
一、引言
铝合金型材在现代制造业中扮演着重要的角色，其具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点，因此在建筑、交通、电子、航空等领域得到广泛应用。而铝合金型材的生产加工采用挤压工艺成为主流趋势，因为挤压工艺可以实现高效率、低成本、灵活性强等优势。
本文将就铝合金型材挤压工艺进行详细的介绍，包括挤压工艺的原理和流程，工艺参数的优化，设备的选择和维护等方面，旨在为相关行业提供指导和参考。
二、挤压工艺的原理和流程
挤压是一种将金属通过压力挤压成型的加工方法，它是铝合金型材的常用生产工艺。挤压过程通过金属在一定条件下受到挤压力而发生形变，从而获得所需的截面形状。一般来说，挤压工艺包括以下几个步骤：
1.模具设计和制造
挤压工艺的第一步是进行模具设计和制造。模具的设计要满足产品的形状和尺寸要求，同时考虑金属的流动性和挤压后的变形情况。模具的制造需要选用耐磨、高强度的材料，以确保模具的稳定性和寿命。
2.铝合金型材的选择
在挤压工艺中，选择合适的铝合金型材是非常关键的一步。不同的合金成分会影响挤压的难易程度和成品的性能。通常使用的铝合金包括6000系列和7000系列，它们具有良好的挤压性能和机械性能。
3.挤压过程
挤压过程是铝合金型材生产中最关键的一步。在挤压过程中，铝型材通过挤压机的挤压头部分受到一定的挤压力，从而在模具中形成所需的截面形状。挤压速度、挤压力和温度是影响挤压质量的重要工艺参数，需要严格控制。
4.后处理工艺
挤压成型后的铝合金型材还需要进行后处理工艺，包括去毛刺、锯切、拉伸、热处理等。这些工艺主要是为了改善铝合金型材的表面质量和性能。
三、挤压工艺参数的优化
挤压工艺参数的优化是铝合金型材生产中非常重要的一环。通过合理的工艺参数优化，可以提高型材的表面质量、机械性能和成品率，降低能耗和生产成本。 1.挤压速度
挤压速度是影响挤压成品质量的重要参数。过快的挤压速度会导致金属晶粒的变形和拉伸，从而影响型材的表面质量；而过慢的挤压速度则会增加挤压力，增加能耗和降低生产效率。因此，需要根据具体的合金材料和产品形状选择合适的挤压速度。
铝型材挤压模具设计书
铝型材挤压模具设计书
一、前言
铝型材挤压模具是铝型材生产的核心设备之一，其设计质量直接影响到产品的质量和生产效率。铝型材挤压模具的设计书是非常重要的，它不仅包含了模具的结构、尺寸、工艺等方面的信息，还需要考虑到生产实际情况和经济效益等因素。本文将从以下几个方面介绍铝型材挤压模具设计书。
二、设计书内容
1. 模具结构
模具结构是指模头、挤出孔、定位销、导向柱等部件的组合方式。在设计时需要考虑到产品形状、尺寸和特殊要求等因素，以确定最合适的结构方案。
2. 尺寸参数
尺寸参数是指模具各部件的尺寸大小，包括了长度、宽度、高度等方面。在设计时需要根据产品要求和加工工艺等因素进行计算，以确保各部件尺寸精确合理。
3. 工艺流程
工艺流程是指产品从原材料到成品的加工过程，在设计时需要考虑到每个环节所需的设备和工序，并根据实际情况进行调整和优化。
4. 材料选用
材料选用是指模具各部件所使用的材料，需要根据模具的使用环境、产品要求和经济效益等因素进行选择。
5. 加工精度
加工精度是指模具各部件的加工精度要求，包括了尺寸精度、表面光洁度等方面。在设计时需要考虑到加工设备和技术水平等因素，以确保模具的质量和生产效率。
6. 维护保养
维护保养是指模具在使用过程中需要进行的维护保养工作，包括了清洗、润滑、更换零部件等方面。在设计时需要考虑到维护保养的便捷性以及对生产效率的影响。
三、设计书编写步骤
1. 确定产品要求和加工工艺
在编写设计书之前，需要明确产品形状、尺寸和特殊要求等方面的信息，并确定加工工艺流程。
2. 设计模具结构
根据产品要求和加工工艺流程，确定最合适的模具结构方案，并进行初步设计。
3. 计算尺寸参数
根据初步设计确定各部件尺寸大小，并进行计算和校验。
4. 选择材料
根据模具使用环境、产品要求和经济效益等因素，选择合适的材料。
5. 确定加工精度要求
根据产品要求和加工工艺流程，确定模具各部件的加工精度要求。
挤压模具毕业设计
挤压模具毕业设计
挤压模具毕业设计
在当今的制造业中，模具设计是一个非常重要的环节。而挤压模具设计更是其中的一个关键领域。挤压模具的设计质量直接影响到产品的质量和效率。在毕业设计中，我选择了挤压模具设计作为研究的主题，旨在深入探讨挤压模具的设计原理和优化方法，以提高产品的生产效率和质量。
一、挤压模具的基本原理
挤压模具是一种用于将金属材料挤压成特定形状的工具。其基本原理是通过施加压力将金属材料从模具的出料口挤出，并在模具的形状限制下形成所需的产品。挤压模具的设计需要考虑多个因素，如材料的流动性、模具的结构和形状等。
二、挤压模具的设计要求
1. 合理的模具结构：挤压模具的结构应该合理，能够满足产品的形状要求，并且易于加工和维修。同时，模具的结构应该尽可能简单，以降低制造成本。
2. 充分考虑材料特性：不同的金属材料具有不同的流动性和变形特性。在挤压模具的设计中，需要充分考虑材料的特性，以确保挤压过程中的变形和缺陷尽可能小。
3. 合理的模具温度控制：挤压过程中，模具的温度对产品的质量和效率有着重要影响。合理的模具温度控制可以提高产品的表面质量和尺寸精度。
4. 优化模具流道设计：模具流道的设计对产品的质量和生产效率有着重要影响。通过优化模具流道的设计，可以提高金属材料的流动性，减少挤压过程中的阻力和能量损失。 三、挤压模具的优化方法
1. 模具材料的选择：不同的模具材料具有不同的热导率和耐磨性。在挤压模具的设计中，可以选择合适的模具材料，以提高模具的耐用性和导热性能。
2. 模具结构的优化：通过优化模具的结构，可以提高产品的质量和生产效率。例如，可以通过增加模具的冷却通道来提高模具的温度控制效果，减少产品的变形和缺陷。
3. 模具流道的优化：通过优化模具流道的设计，可以提高金属材料的流动性，减少挤压过程中的阻力和能量损失。例如，可以采用曲线型流道设计来减少金属材料的流动阻力。
4. 模具表面的处理：通过对模具表面进行特殊处理，可以提高产品的表面质量和尺寸精度。例如，可以采用镜面抛光或镀膜等方法来减少产品的表面粗糙度和摩擦阻力。
铝合金轮毂等温挤压工艺与模具设计
铝合金轮毂等温挤压工艺与模具设计
孙卫刚，张治民，王强
（中北大学材料科学与工程学院，山西太原０３００５１）
摘要：分析铝舍空轮毂的等温挤压成形工艺和成形关键，制定了相应的工艺路线厦有效的解决方
案，并介绍了相关挤压模设计，通过试验成功验证了谊零件挤压成形的可行性，为该类零件的挤压成形开
辟了新的道路。
关键词：铝舍金；轮毂；等温挤压；模具设计
中图分类号：ＴＧ３７５．４ＩＴＧ３７６．２文献标志码：Ａ
轮毂是车轮上最关键零件之一，它是安装并支
承轮胎的基础零件。轮毂与轮胎组成一个整体，共
同承受车的重力、制动力、驱动力、汽车转向时产生
的侧向力及这些力产生的力矩。轮毂在汽车行驶时
处于高速旋转状态，其工作条件严酷。因此，必须有
一定的强度、刚度和工作耐久性，还要求其重量轻、
质量均匀。
图１为某车辆轮毂示意图，原采用钢铁材料铸
造、焊接加工而成，严重超重，直接影响了整车性
能。采用低密度材料代替传统的钢铁材料，可以
有效减轻重量，铝台金具有密度小、比强度高和易
于进行多种加工等优点，采用铝合金轮毂是减重
的有效途径。
图１轮毂挤压件
目前铝合金轮毂的成形方法是以压铸为主，但
压铸法成品率低，并且容易产生冷隔、气孔、收缩、变
形等缺陷，不能满足对强度、韧性和抗疲劳的性能的
要求。因此，需要采用塑性成形的方法，根据零件形
状的特点，适于采用挤压成形，成形出来的制品尺寸
精度高、组织和性能均匀“］。
１工艺方案
１．１工艺分析
该轮毂所用的材料为铝合金ＬＣ４，在常温下塑
性较低，成形性能差，但随着温度的升高，其塑性得
到极大的改善，该材料在４３０～４９０℃塑性最好，因此，采用在４５０℃的下等温挤压成形该零件ｏ］。等
温挤压是将模具加热至变形温度（毛坯在变形过程
中不易冷却），使毛坯几乎在恒温下变形，变形的均
一性增加，变形抗力和变形功大幅减少，变形放出的
热量相应减少，同时，析出的热量在毛坯内分布也更
均匀，改善金属在模腔中的流动。
该零件属于带凸缘的空心件，采用实心毛坯，反
铝型材挤压模具设计
铝型材挤压模具设计
模具,是以特定的结构形式通过一定方式使材料成型的一种工业产品,同时也是能成批生产出具有一定形状和尺寸要求的工业产品零部件的一种生产工具。大到飞机、汽车,小到茶杯、钉子,几乎所有的工业产品都必须依靠模具成型。用模具生产制件所具备的高精度、高一致性、高生产率是任何其它加工方法所不能比拟的。模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品开发能力。所以模具又有“工业之母”的荣誉称号。
铝型材是采用铝及铝合金为主要原料加工制造而成的生活用品、工业用品的统称。而铝型材应用又比较广泛,旧有建筑改造需求较大,目前中国存量住房中约有40%建造于1990年代以前,随着国内经济的发展和人民生活水平的提高,对住房的改善性需求逐步增加,带动建筑更新、改造,从而促进对建筑铝型材的大量需求。欧洲、北美和日本的铝型材消费结构中,工业耗用比例分别为60%、55%和40%左右,高于我国目前32%左右的耗用比例,消费结构差异较大,预示着我国工业铝型材消费具有较大的增长空间。铝型材在工业领域主要应用于交通运输业(包括汽车制造业、轨道交通业)、装备和机械设备制造业、耐用消费品业等,目前分别在我国铝型材应用中占比约10%、10%和12%。2009年初国务院通过十大产业振兴计划,汽车业、轻工业、装备制造业等均纳入国家十大产业振兴规划之列;此外国家还陆续出台了“家电下乡”和“汽车下乡”政策,下游产业的振兴必将为铝型材带来新的发展机遇。
本课题只要涉及铝型材挤压模具的设计,所需成型的零件为某散热片(厚度为MM),材料为6063,主要内容为材料的分析,模具结构设计,模具影响因素及几种改良设计。此套模具在铝挤压模具中普遍应用,适用于产量高,精度要求不高的状况下。
铝材挤压模具设计分析报告
铝材挤压模具设计分析报告
1. 引言
铝材挤压技术是一种常用的金属加工方法，广泛应用于汽车、航空航天、建筑等行业。在铝材挤压过程中，模具设计起着至关重要的作用。本报告旨在对铝材挤压模具设计进行分析，并提出一些建议。
2. 模具设计要求
铝材挤压模具的设计应满足以下要求：
2.1 几何形状
模具应能够实现所需铝材产品的几何形状，如圆管、方管等。同时，模具设计应考虑产品的尺寸稳定性，以确保形状的一致性。
2.2 材料选择
模具设计应选用高强度、耐磨损的材料，如优质合金钢，以增加模具的使用寿命并提高生产效率。
2.3 散热性能
铝材挤压过程中会产生大量热量，模具设计应考虑良好的散热性能，以避免模具过热导致变形或损坏。
2.4 生产效率
模具设计应具备高效率的生产能力，以满足大批量生产的需求。同时，模具更换应方便快捷，以减少生产停机时间。
3. 模具设计分析
基于上述要求，对现有模具设计进行分析如下：
3.1 结构设计
目前的模具设计采用了传统的开口式结构，即模具由两个相互连接的半模具组成。这种设计易于操作和维护，但存在以下问题：
- 两个半模具之间需要通过螺栓进行连接，增加了制造成本和生产时间。
- 开口式结构增加了模具的运动部件，容易产生振动和磨损。
建议采用一体式模具结构，通过数控加工一次性加工成型，以提高模具的精度和稳定性。
3.2 材料选择
现有模具的材料为普通合金钢，虽然具有一定强度，但在高温和高压的挤压过程中容易产生变形和磨损。
建议采用高温合金钢作为模具材料，以提高模具的抗变形和耐磨性能。
3.3 散热性能
现有模具的散热性能较差，容易导致模具过热，进而影响挤压产品的质量。该问题可以通过以下方式来解决： - 在模具表面设计散热通道，以增加散热面积和散热速度。
- 使用冷却剂来加速模具散热，减少挤压过程中的热量积聚。
3.4 生产效率
现有模具更换不便，需要拆卸螺栓和运动部件，耗时且不利于生产效率的提高。