铝挤压模具装配工艺研究
李俊
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李俊,. 铝挤压模具装配工艺研究[J]. 国际科技论坛,2022.10. DOI:10.12721/ccn.2022.157179.
摘要:
在铝型材模具的装配过程中,有相当大的一部分问题是由于挤压模具的设计和加工而产生的。铝挤压模具的设计、结构与产品质量有很大关系,本文结合多年的工作经验,简单介绍了铝挤压模具的分类和特点,对其装配工艺进行了探究。
关键词: 铝挤压模具装配工艺
DOI:10.12721/ccn.2022.157179
基金资助:

一、铝挤压工具分类

铝挤压模具作为一种特殊的产品,在整个行业中占有举足轻重的地位。近几年,在铝合金挤出模设计、维修、使用管理等领域取得了可喜的发展,在许多创新亮点的同时,国内的铝合金挤出模尽管取得很大的进步,但与世界先进水平相比,仍然存在着上升的空间。目前的挤压工具有易磨损、失效、结构多、规格多等特点,需要具有通用性和可互换性,并以标准化、系列化的方式进行设计。在液压挤压机中,挤压轻合金制品的挤压工具,一般分为三类。

(一)大型基础挤压机

这些工具有体积大、重量大、通用性更好和使用寿命更长的特点,并能承受中等或更高的压力。按产品的技术要求,每个挤压机通常配有3-5组不同的基础工具。

(二)模具

模具包括模子、模垫、针尖等直接参与到金属塑性成型的工具中。它的特点是:产品种类繁多、结构类型繁多、要频繁更换、工作环境极其苛刻、消耗巨大。所以,要想尽一切办法来延长模具的使用寿命、降低损耗、降低生产成本。

铝挤压模具按照不同方式进行分类:

1、根据挤压区域的截面形状,可以分为平模、锥模、平锥模、流线模、双锥模等。

2、根据挤压制品的种类,可以将其划分为:通用型材、壁型材、变截面型材、中空型材等。

3、根据模具的孔数,可以将其划分为单孔模具和多孔模具。

4、根据挤压方式和加工特性,可将其划分为热挤压、静液挤压、反挤压、连续挤压、水冷挤压、宽展模等。

5、根据模具的构造,可分为整体型、分瓣型、可卸型、活动型、舌型组合型、平面分流型、嵌合型、插架型、前置型、保护型、导流型等;

6、根据模具的外形构造,可以将其分为带倒锥形的锥形模具、带台圆柱形模具、带倒锥形圆柱形模具、加强型模具等。

以上的分类方法都是相对的,常常是一种模具具备以上的多种特性。另外,模具的形状也可以按照工艺特点、产品形状等不同的因素划分为不同的类型,例如,组合模具可以分为不同的模具。

(三)辅助设备

常见的有:导路、牵引爪、辊道、吊钳、模具修模工具等。

二、铝挤压模具的特点

在铝合金挤出过程中,平面模是最常用的一种成型模具。随着工艺的不断发展,各种新的模具结构也随之产生。以下是一些常用的专用模具。

(一)桥式模具

也叫舌型模具,是指把模具和针头结合在一起,用固体铸锭制造中空产品的模具。按舌型的不同,可以将其分成三类:突刀式、半突刀式、隐刀式。桥式模具具有精度高、壁厚偏差小、内、外表面质量好、中空坯料等诸多优势。但是,由于产品具有焊接性,挤出压力比普通的平模挤出高20%~25%,且挤出的残渣长度更大。

(二)中空孔板模具

在不断完善的模具结构下,采用舌形模、叉形模、平面分流模等方法对多孔中空壁板进行了挤压。

(三)防护模具

防护模具是按照平面分流模具的工作原理,将铸件按照截面形状分为多股,在模桥下面焊接成一个整体,再用平板模具将不同的型材挤压出来。保护模具承受了大多数挤压压力,并对其危险截面进行了保护,从而大大延长了模具的使用寿命

(四)变断面型模具

我国目前还广泛使用两种可分模具制造的变截面型材。外形和过渡区域是一组模具,而大头则是一组模具。将两组模具按照一定的规律分为几个可拆卸的瓣,这些瓣的位置要易于拆卸和安装,既能保证产品的精度,又不会损坏型材的表面。

(五)水冷模具

用水冷却模具,使变形区域的温度降下来。水冷模具分为两类:循环型和非循环型。近期,已开发出一套可实现自动控制的环形喷水单水冷模具。

(六)模具的其他构造。目前已开发出各种特殊结构的专用模,如:螺旋管挤压模、锥形出口薄模、连续挤压模、冷挤模、异型管材穿孔挤模等。

三、铝挤压模具的作用

铝挤压模具的寿命是一项综合技术问题,要充分了解模具的使用寿命,在模具的加工和生产过程中,正确地选择合适的工艺,并及时调整模具的使用寿命,对于延长模具的使用寿命也非常重要。模具是完成挤出工艺的关键。模具的使用寿命是衡量挤压工艺是否经济的一个重要指标,其设计生产质量是挤压生产的关键技术和保证。具体而言,它的重要性和功能体现在下列方面:

1、合理的模具结构是挤压变形、传递挤压力的重要组成部分,是任何一种挤出成型工艺都必须具备的基本条件。

2、模具是确保制品成型、形状、尺寸和精度的基础。

3、模具是确保制品的外型的关键。

4、适当的模具结构、形状、尺寸对材料的机械性能和内部结构有一定的影响,尤其是对焊接接头的组织和机械性能的控制;挤压垫片、挤压筒、模具的外形和大小、表面质量等对防止粗晶环、缩尾、成层等缺陷起到了很好的效果。

5、模具的结构形式和大小对材料的流变性、挤压温度等的影响较大,有利于提高生产效率,提高产品质量,降低能源消耗。

6、合理的模具设计对于加快其装卸、换料、缩短辅助时间、改善工作环境、确保安全生产具有十分重要的作用。

7、新的模具结构在开发新产品等方面发挥了重要作用。例如扁挤压筒、舌形模具、组合模具、多层预紧应力模具、变截面模具等。

8、在中等规模挤出制品中,加工模具的成本约为30%。如果把它的寿命延长3-5倍,可以大大降低生产成本。

四、铝挤压模具的装配方式

铝挤压模具的组成包括模子、模垫和模座,模子也包括针尖、针后端、芯头等,用于挤压中空产品。在挤压机上,由于挤压机携带压型喷嘴,压型嘴和模具之间采用锁键相结合。这样构造的模具,可以在模支撑中或在压型口内直接将模具固定在三个方向上。在模具安装时通常需要注意,试装配主要部件时,要检验与模具框架是否匹配,如果不能装配,则按照产品图纸的参考,对主镶块进行单边或双面修磨。对主镇件上的滑块限位面,其主嵌件的外型尺寸不应大于0.02 mm。1、锥体母线的倾角为3-10°,将模具安装在带有倒锥形的模具中,这样的安装方法可以让模具和模垫紧密结合,增加了模具的支撑表面,从而减少了模具的搬运。模子和模垫用销钉紧固,用制动销把模头与模座支撑件相连接;2、在带有环形凹槽的模具支撑中安装该模具。对于直径比挤压筒内套内径大的模具,应采用此方式进行紧固;3、采用这种方法,可以将模具装在一个带正圆锥体的模架上,并将其固定到特定的工具上,因此,这种方法只适用于加工断面大的工件。将压环置于无压形口压机上,并将模具及模具装入压环,然后将压环置于可横向移动的模具框架或旋转模具框架中,并通过T型锁键将压环和模具框架相连接。

结语:

经实践验证,上述各种铝挤压模具的设计方案均能在实际生产中得到较好的效果。与以往相比,挤压成型性能好,易于保证,表面质量也有很好的提高,而且尺寸精度高,使型材挤出的生产效率得到极大的提高,生产成本也得到了明显的下降。铝合金型材挤出模设计由于各种工业的迅速发展,型材的截面形状也随之复杂化、多样化。铝挤压模具的装配工艺也十分的复杂和精良,因此,要想获得高质量的型材,就必须不断地学习,不断地积累,不断地改进和创新。

参考文献:

[1]王修春.铝型材挤压模具设计分析[J].中国科技纵横,2020(9):282.

[2]薛荣敬,赵云路.铝型材挤压模具设计实践[J].铝加工,2018(4):26-33.

[3]彭永安,邹照,梁盛华.铝挤压模具装配工艺的改进[J].轻合金加工技术,2017,45(2):33-36.

作者简介:李俊(1980.8.15),男,汉族,江苏无锡人。研究方向:铝挤压模具设计与制造。通讯邮箱:113981803@qq.com

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