板材之家讯：近年来，国内铝（词条“铝”由行业大百科提供）挤压行业在高速发展的同时，市场竞争也日趋白热化，由于受到国家对房地产行业的调控政策影响，普通的建筑型材市场增长幅度有限，而工业用铝型材的市场份额却在逐年增长，市场对大尺寸的复杂截面工业铝型材的需求量正在快速上升，这类型材由于结构复杂，生产难度较大，对模具的要求较高，模具结构设计的合理性是生产过程中的最关键问题。

我们通过不断更新模具设计理念，优化模具结构，使模具的挤压性能显著提高，在实际生产过程中取得了良好的效果，本文通过生产实践过程中的几个具体的模具设计实例，来简单谈谈复杂挤压模的结构设计。

设计实例一，工业用热交换器(如图1)



模具设计基本参数：挤压机吨位2500T，挤压筒直径?236mm，棒径228，挤压系数15，模具直径：￠460

难点分析：该型材几何尺寸较大，型材外接圆超出了2500吨挤压机模具进料孔极限，属于典型的“小机出大料”情况。而且，该型材有九个空腔，形状复杂，这类型材在生产过程中最大的难点是模具强度问题，由于九个小模芯的受力很难平衡，在受力不均的情况下，模芯容易发生严重偏壁，甚至断裂，此外，由于型材中间的空腔较大，模具的挤压死区面积过大，造成挤压力（词条“挤压力”由行业大百科提供）升高，模具变形（词条“变形”由行业大百科提供）较大，在生产过程中极易出现斜角，波浪等缺陷，甚至模具会发生裂桥报废。为了有效避免上述问题的产生，必须要从改善模具的供料结构入手，使模具各部分的供料均匀，模芯受力平衡。因此，我们在设计模具时采取“前导孔”的模具结构，如图2所示，上模剖视图如图3所示。





前导孔结构可以有效改善进料的均衡性，同时，可以大大降低挤压力，提高模具的整体强度，模具中间各处模芯位置采用背孔沉桥的结构，使金属分配更加合理，模芯的受力状况得到有效平衡，模具的各处死区位置的供料情况得到明显改善。通过生产实践证明，该模具上机后出料平稳，料头整齐，各处壁厚均匀，挤压力较低，型材成型良好，仅两侧翅壁处出现开口，在经过修模调整后，生产出的型材各处尺寸完全满足客户使用要求，每套模具的使用寿命达到80吨以上。

设计实例二，工业型材大型结构立柱（词条“立柱”由行业大百科提供）(如图4)



基本参数：

挤压机吨位5000T，挤压筒直径?364mm，棒径355，挤压系数25，模具直径：615

难点分析：该型材几何尺寸较大(如图4)，客户对圆弧部分精度要求较高。各个空腔以及螺丝孔均有严格装配要求，同时，由于该型材包含10个小空腔，左右两侧最边缘的空腔已经处于模具最大进料孔的边缘，因此模芯的受力难以平衡，极易发生严重偏壁影响成型，甚至发生模芯断裂。该型材如果在7000吨挤压机(挤压筒直径400以上)上生产的话，难度不大，但是由于受到设备条件制约，5000吨挤压机的挤压筒偏小，生产难度较大。该型材两边远离挤压中心的位置供料较为困难，出料以后由于流速不均，容易造成圆弧部分变形，难以满足客户对圆弧曲线精度的要求。同时，由于模具桥位跨度大，使模具桥位的抗弯强度（词条“抗弯强度”由行业大百科提供）大大下降，在生产过程中，当模具承受较大挤压载荷时，桥位的变形挠度较大，在桥位水滴处形成拉应力，造成模芯变形，甚至裂桥报废。

针对上述问题，我们通过采用“ 前导孔” 宽展结构，使型材边缘部分的供料充足，我们通过调整进料孔面积使模芯的受力得到有效平衡，同时，通过改进桥墩的支撑结构来提高模具桥位的抗弯强度。

我们将分流孔设计成12孔结构，前导孔采用斜面向外过渡，减小分流孔边缘部分的金属流动阻力，增大边缘的供料。(如图5所示)。



当金属通过前导孔进行了第一次预变形后，再通过分流孔进行第二次预变形，最后通过工作带实现挤压成型，在这个过程中，金属的变形是渐进的，因此，变形抗力相对较小，模具各部分的流速更加均匀，型材成型度得到明显改善。在实际生产过程中，该模具出料平稳，料头整齐，型材各处壁厚均匀，各个圆弧位的尺寸精度较高，生产出的型材成型状况非常理想，模具上机一次合格，大大缩短了交货周期。

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