1模具種類及其結構特征

擠壓鋁型材的模具可分為平面模和空心模兩大類。空心模又可分為平面分流組合模、星形組合模、舌型模，其中平面分流組合模為常用，占95%以上。

平面模用于擠壓實心鋁型材，模子可以做得很薄，在14.7MN以下的中小型擠壓機上使用的模子可以薄到20～25 mm，15.7～34.3MN擠壓機用的模子可以取30 mm左右厚。薄模易加工制造，便于修模和拋光工作帶表面。為了保證模子強度和產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定性，要增加模墊的厚度或數(shù)目。

平面分流組合模用于擠壓空心鋁型材，因需經(jīng)二次變形，故所需擠壓力較大，易造成悶車。用這種模具擠壓空心鋁型材，成品率較高，模具易加工制造，生產(chǎn)操作簡便，能生產(chǎn)各種高精度、高光潔表面的、形狀復雜的薄壁空心鋁型材和多孔空心鋁型材，但在擠壓中或擠壓完畢時修模和清理殘料較困難。

星形組合模適用于外形尺寸較大的空心鋁型材，擠壓力較分流模的小，鋁型材成品率較高，殘料清理也較容易，但模子加工較困難。舌型模殘料較長，鋁型材成品率低，模具加工難度介于兩者之間，但擠壓阻力較小，且在擠壓中或擠壓結束時殘料容易清理干凈，修模方便，故多用于需要較高擠壓力的品質(zhì)要求較高的薄壁空心鋁型材或硬合金軍工鋁材。

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(1)應考慮鋁型材擠出?？讜r在出料臺上的穩(wěn)定性，以防扭彎鋁型材。

(2)裝飾面不要與出料臺直接接觸，以防劃傷表面。

(3)應考慮到靠近擠壓筒中心的金屬比靠近邊緣的金屬流動較快，所以鋁型材的薄壁部分應盡可能靠近擠壓筒中心。

(4)對于槽形鋁型材，其模孔布置時應避免金屬流動快慢不均而造成的舌頭偏斜，引起鋁型材壁厚不均。

(5)?？淄饨訄A與模子外徑間的關系。

3分流孔的形狀及其在模子平面上的布置

模子入料腔的數(shù)目、形狀、大小及其在模子平面上的排列，對金屬流動影響極大，應根據(jù)擠壓筒的大小、產(chǎn)品形狀、擠壓產(chǎn)品的根數(shù)及其排列位置來確定人料腔的形狀和數(shù)目。模腔的設計應保證模孔金屬流動的均勻性，在保證模子強度的條件下，應盡量設計得大一些。

4模孔加工尺寸的確定

?？淄庑纬叽?A0+ A0 (1.01%～l.02%)式中 A0——鋁型材外形的名義尺寸。

模孔壁厚尺寸=S0+ S0(1.01%～l.02%)+C式中 S0——鋁型材壁厚名義尺寸；

C——經(jīng)驗修正值。

5模孔工作帶的確定原則和方法

第二，鋁型材壁厚對金屬流速的影響。鋁型材壁厚越大即模孔尺寸越大，則金屬流動就越快，因此，為了調(diào)整流速，此處的工作帶就應做得厚一些。

根據(jù)上述兩個因素，?？坠ぷ鲙Э砂慈缦鹿接嬎悖篖=t·Kl·K2

（式中 L——工作帶長度/mm；t——鋁型材厚度名義尺寸/mm； Kl——模子材質(zhì)強度系數(shù)(≈1．5～2．0)；K2——?？孜恢昧魉俨钪?。）

（1）平面模模孔工作帶長度的確定方法：①設計工作帶長度時，以整個鋁型材難擠出(成形)部分為基準點，取該處工作帶長度為成品厚度的l.5～2倍。以圖4—3—39中的鋁型材為例，該鋁型材的壁厚為t，由于其寬度較大，兩端部出料較難(見虛線部分)，故以此處作為設計工作帶的基準點，取L=(1.5～2)t。②與基準點相鄰部位的工作帶長度比基準點工作帶長1 mm。③鋁型材厚度相同部位，如其距離擠壓筒中心的距離相等，工作帶的長度應相等。④由模子中心算起，每遠離中心10 mm則其工作帶應相應減少。⑤其他情況相同時，工作帶的長度與該處的厚度成正比。例如：t1=1 mm處工作帶長L1，=2 mm，t2=1.5 mm處的工作帶長度L2為3 mm。⑥鋁型材螺孔處，工作帶應增加1 mm，鋁型材兩邊交接處有圓弧R的地方，工作帶應增大1 mm。⑦鋁型材?？椎亩瞬浚蛉媸茏?，金屬流速較慢，故此處的工作帶應減少l mm.

(2)分流組合模?？坠ぷ鲙чL度的確定方法：①橋底人料困難處工作帶長度為鋁型材厚度之兩倍，即L=2t?？拷肓峡谔幍哪？?，因金屬流動較好，工作帶應為2t+1 mm。②鋁型材空心部分工作帶長度與通位長度L有關。當L=15～20 mm時，工作帶長度為2t + 1 + 0.5 mm；L=21～30 mm時，工作帶長度為2t + 1 + 1 mm；L=30 mm以上時，按上述比例增加。③與空心部分(通心部分)相接的實心?？撞糠值墓ぷ鲙?，與分流孔的大小、形狀和分布有關，橋底及入料不直接流人的?？坠ぷ鲙?倍厚度加l mm，即L=3t+1 mm，入料直接流人的?？坠ぷ鲙『穸鹊?～5倍，即L=(4～5)t。

6調(diào)整金屬流速的特殊方法：(1)導流法。在模子工作端面上做一個深度15～20 mm的凹兜，將金屬導入?？撞⒂煤侠碓O計導流孔的大小和形狀來調(diào)節(jié)金屬的流速。如對于槽形鋁型材，常見的兩種缺陷就可用導流法來解決；(2)促流法。在模子工作端面做成各種不同的促流角，來調(diào)整金屬的流速，如壁厚變化的楔形鋁型材，在窄孔處促流角做得大一些，在寬孔處促流角做得小一些，但促流角不得大于45°。(3)阻礙法。在模子工作帶端面根據(jù)鋁型材壁厚設計成不同的阻礙角，來調(diào)節(jié)金屬流速。在擠壓空心鋁型材時容易出現(xiàn)凸起和凹下缺陷。凸起缺陷削去A處，凹下缺陷削去B處。調(diào)節(jié)方法是消除陽模障礙。

7空刀的設計：(1)對于一般鋁型材模來說，空刀部位尺寸比模孔尺寸大3mm(單邊l.5 mm)，對于小規(guī)格或薄壁鋁型材，為了協(xié)調(diào)相關位置或為了增大模子的強度，空刀尺寸可減小到單邊0.5～1 mm。(2)為了防止鋁型材與模壁相擦，空刀部分可采用3°～5°的錐形出口。(3)鋁型材的螺絲孔及毛條坑位后的空刀應適當減短。(4)易堵模的鋁型材，空刀部分應做成錐形。(5)為保證鋁型材能順利通過?？?，模子空刀部分、模墊、模支承墊的尺寸一般按如下原則確定：

模子空刀尺寸=?？壮叽?(1～3)mm；

模墊尺寸=模孔尺寸+(6～12)mm；

模支承墊尺寸=?？壮叽?(10～20)mm。

8 模子厚度的設計：對于鋁型材，平面模的厚度一般取25～30 mm，分流組合模的厚度由強度校核確定，一般而論取80～185 mm，導流模的厚度一般取l5～25 mm。

9 模子強度的校核

由于鋁型材品種繁多，形狀復雜而且多系薄壁鋁型材或空心鋁型材，這給模具的結構選擇和強度校核帶來了一定的困難。為簡化起見，將鋁型材模歸納為平面模和分流組合模來進行強度校核。

鋁型材模具常用的材料及使用硬度如下：模子，材料3Cr2W8V，HRC為48～52；材料4CrMoSiVl，HRC為46～50。

模墊及其他模具組件，材料5CrNiM0、5CrNiW等，HRC=40～45。受力較大的模墊，應采用4Cr5MoSiVl鋼，熱處理后HRC為46～50。