薄壁鋁型材擠壓模具設計和維護

孟德超

摘 要：作為鋁型材料擠壓生產(chǎn)線中最主要的生產(chǎn)設備之一，牽引機發(fā)揮了巨大作用。為了保證鋁制品在擠壓過程中不會受到其他不良因素的影響，保證鋁制品的性能和質(zhì)量，必須要對擠壓模具進行維護和設計。基于此，本文通過對鋁型材擠壓模具的概念入手，提出了薄壁鋁型材擠壓模具設計，最后提出了相應的維護措施，由此希望可以切實的提升鋁型材制品的質(zhì)量和效率。

關(guān)鍵詞：薄壁;鋁型材;擠壓模具;設計;維護措施

引言

隨著社會的發(fā)展以及科技的進步，鋁型材被廣泛的應用在各行各業(yè)，為此，加強對鋁型材擠壓模具的設計以及維護顯得尤為重要。在整個鋁型材加工過程中，薄壁鋁型材擠壓模具的設計對于整個鋁制品的質(zhì)量具有重要影響，為此，在實際生產(chǎn)過程中必須要重視擠壓模具的設計和維護，并不斷對其進行優(yōu)化升級，繼而促進我國經(jīng)濟水平的發(fā)展。

1 擠壓模具概述

對于整個鋁型材的制造而言，不僅擠壓模具的設計較為復雜，而且由于生產(chǎn)流程較為復雜，所以在擠壓模具的設計中要加強對模具設計、原材料的選擇以及模具的生產(chǎn)等各個環(huán)節(jié)的重視。對于鋁型材進行加工加工過程中常常使用的擠壓模具主要為穿孔針擠壓以及分流組合模具擠壓法。其中后者的擠壓法成本較低，且應用范圍較為廣泛，所以在鋁型材的加工過程中經(jīng)常采用的是分流組合模擠壓法。

1.1擠壓模具生產(chǎn)條件分析

對于大截面且復雜型材的擠壓成型而言，不僅擠壓難度較大，而且對于擠壓模具的結(jié)構(gòu)以及形成要求較高，尤其是對于斷面形狀的型材，不僅具有差異較大的壁厚，而且斷面面積以及外接圓較大等，所以其擠壓條件較為苛刻。為此，為了更好地滿足型材的擠壓要求必須要在一些特殊環(huán)境下進行擠壓，譬如，在高溫條件下可以有效地提升其抗磨損能力，且強度和韌性可以得到穩(wěn)步提升。

1.2分類擠壓模具

一般情況下，擠壓模具的種類較為多樣化，為了使用方便主要是按照其結(jié)構(gòu)不同來進行分類，其主要可以分為模具結(jié)構(gòu)以及模孔斷面壓縮外形兩種。但對于鋁型材的擠壓模式而言其最為常用的擠壓模具結(jié)構(gòu)為平面分流組合模具以及分流組合模具結(jié)構(gòu)兩種。其中，前者主要是通過一定的壓力作用進行擠壓，然后在對其進行分流后形成模孔以及模鋅，最后按照層層工序的加工形成所需的產(chǎn)品。

1.3模具設計步驟分析

在實際的加工生產(chǎn)過程中，施工技術(shù)、產(chǎn)品類型、設備結(jié)構(gòu)以及模具結(jié)構(gòu)等均會影響到擠壓模具設計質(zhì)量，為此，在實際模具設計過程中必須要注意以下幾點：首先，確定模腔參數(shù)以及模孔的布置。對于模腔參數(shù)的確定而言其主要依據(jù)擠壓設備、擠壓工藝以及后部設備等分析而進行確定，模孔布置由于將會直接影響到模具的強度以及金屬的均勻流動性，所以，在具體的擠壓模具設計過程中必須要保證模孔的對稱性，以及盡可能的讓其靠近中心位置，一般情況下，模孔往往會設置在同心圓上。其次，模孔尺寸的設計。模孔尺寸的設計過程中必須要綜合考慮多種因素，就目前而言其主要按照以下公式進行模孔尺寸的計算：A=A0+M+（KY+KP+KT）A0。其中A0代表型材的工程尺寸，M表示型材所允許的偏差，KY則表示拉力作用，KP則代表導致型材出現(xiàn)部分尺寸降低的系數(shù)，KT則表示拉伸矯直尺寸縮減的系數(shù)和管材的熱收縮量。但需注意的時，此公式計算結(jié)果僅代表一個參考還需要結(jié)合實際情況來對模具的變形以及彎曲變形等參數(shù)進行考慮。最后，對金屬流動的速度進行合理的調(diào)整。所以金屬材料的流動速度指的主要是在同一個截面上材料質(zhì)點所流出模孔的速度。為了有效地對其速度進行調(diào)整就必須要適當?shù)脑黾臃至骺椎臄?shù)量，并保證其對稱排列等，當進行工作長度的確定時則要充分考慮擠壓筒中心的距離以及壁厚間的差異等。

2薄壁鋁型材擠壓模具的設計分析

對于薄壁鋁型材擠壓模具而言其主要采用的是分流組合模具，即其包含了上模和下模。其中，上模主要是由分流孔、模芯以及分流橋組成，而下模則主要是由型孔以及焊合室等組成。在實際設計過程中要在型孔以及模芯方面進行工作帶的設置，然后對分流組合模板，而且制品的焊縫數(shù)量以及金屬流股數(shù)要基本保持一致。

2.1分流比K的選擇

分流比指的就是分流孔面積以及制品面積間的比值，以字母K來進行表示。對于鋁型材擠壓而言，K的數(shù)值越大其就更便于金屬流動以及焊合，為此，在模具強度所允許的范圍內(nèi)要盡可能的采取較大的K值，而對于空心型材而言，一般取K值為10-30，而鋼材則是取值在5-15內(nèi)。

2.2確定出分流孔

對于分流孔數(shù)值的確定主要是包括對分流孔的截面吃醋、數(shù)目、形狀、分布等的確定，其中形狀主要是圓形、異形以及腰子形。而對于鋼材而言主要以圓形為主，復雜的型材則以異性為主，從而可以有效地降低分流孔的數(shù)目，降低焊合縫的數(shù)量，進而降低擠壓力。分流孔的數(shù)目主要包含二孔、四孔等偶數(shù)模孔，形狀主要設計為斜孔，即入口小而出口大，從而利于金屬焊合。

2.3焊合室

有效地增加焊合室的高度可以有效地提升焊合效果，但是與此同時也會影響模芯的穩(wěn)定性以及制品壁厚的不均勻性。但是如果焊合室的高度較小，則會導致其壓力的增大進而影響焊接質(zhì)量，為此在進行焊合室高度的選擇過程中主要是以擠壓筒的直徑進行科學的確定。

2.4分流橋的確定

按照其結(jié)構(gòu)不同可以將分流橋分為固定式、可拆卸式分流橋，并且分流橋的寬度要盡可能的小，進而起到增大分流壁，降低擠壓力的作用。另外，由于分流橋的高度設置直接會影響到模具的強度以及擠壓力，所以為了保證模具的強度要盡可能的降低其高度，從而有效地保證焊接效果。

3 薄壁鋁型材擠壓模具維護的方法

為了更好地提升薄壁鋁型材擠壓模具的應用效果必須要對模具進行科學的維護和管理，為此，相應的模具廠商必須要建立專門的模具檔案，并且要詳細的記錄模具的相關(guān)使用情況，譬如，訂購驗收情況、使用注意事項、工藝參數(shù)以及磨損維修等情況。其次，在正常使用過程中必須要按照模具的強度進行使用，及時的清理真空以及冷卻系統(tǒng)。另外，在使用過程中如果發(fā)現(xiàn)模具出現(xiàn)輕微擦傷或則腐蝕的情況，則需要使用一千目以上的細砂紙對其進行打磨拋光，確保將其損傷進行修復完整。最后，當模具使用完畢之后，要加強進行清潔并放在干燥通風的環(huán)境下進行保存，防止其出現(xiàn)腐蝕的情況。并且要定期由專業(yè)人士對模具進行維護和保養(yǎng)等。

綜上所述，薄壁鋁型材以其自身的優(yōu)勢逐漸被廣泛的應用在醫(yī)學、建筑以及工藝等各個領(lǐng)域之中，但是由于各方面因素的影響，導致薄壁鋁型材在擠壓過程中仍存一定問題，譬如，擠壓模具設計不合理、不達標等問題，進而嚴重制約了鋁合金的質(zhì)量以及性能的發(fā)揮，為此，必須要加強對模具設計的優(yōu)化升級，不斷提升其擠壓模具設計質(zhì)量和效率。

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