【doc】汽车顶梁铝合金型材挤压模具的设计

【doc】汽车顶梁铝合金型材挤压模具的设计 汽车顶梁铝合金型材挤压模具的设计 汽车顶梁铅合金挤压模具撇i 1 关键词:毫材横具设计 l前言昆I 1995年,西南铝加工厂接受了"西沃客车 有限公司"一批汽车专用铝合金型材的生产 合同.汽车大型顶粱型材是客车上用的主要 材料,它有许多部位要与其他型材相配台,该 型材外形尺寸大,断面复杂,配合部位的尺寸 精度和 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面质量要求高,它的复杂断面决定 捅障帐.了虿 了其模具设计和加工的复杂性.下面对大型 汽车顶梁铝合金型材EL2105模具设计进行 详细 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 . 2技术条件和挤压工艺 型材的合金及状态;LD31RCS;断面积: 1745mm;理论重量:4.71kg/m;其型材标准 见图l. 图lEL2105型材标准围 陈署睁.西南铝加工厂,401326重庆西彭 收秘日期:1999—0{一25 设备及参数:24.5MN油压机.260mm 圆挤压简.正向挤压,挤压系数^=32.45,采 ? 44?铝加工1999.Vo1.22,N94 用平面分流组合模. 3型材特点和生产难点分析 由图l可看出,该型材外形尺寸大,水 平方向最大尺寸为191.7mm,垂直方向最大 尺寸为134.5ram,外接圆直径为210mm, 离挤压筒边缘近,只有25ram.如果对模孔及 分流孔的位置布置不合理,制品就很难成型. 并且,A部,B部尺寸精度要求高,超出了GB/ T5237—93中高精度公差要求,这在模具设计 中要加考虑,以保证尺寸达到所要求的精 度.B部有悬臂,对模具的强度和产品的尺寸 有影响,设计时也要考虑到.C面为产品装饰 面,表面缺陷允许深度不大于0.1ram,这在 生产时一定要注意.在型材A部还有一根长 筋,其长度为50.14mm,在挤压时,这根筋很 可能会出现偏移,这也是型材生产中的一个 难点. 4平面分流组合模的设计 综合上述分析,模具设计的难点就在于 如何合理地确定分流孔的大小,形状及分布, 工作带长度的正确选定是该型材生产成功的 关键所在. 平面分流组合模的主要设计要素有分流 比,分流孔的形状,大小和分布,分流桥,模 芯,焊合室,工作带,模具外形等.这些因素对 产品的质量和模具寿命均有重大影响,必须 认真计算和选择. 4.1模孔位置的确定 要确定分流孔的位置,首先要确定模孔 的位置,只有台理地布置模孔才能在保证模 子强度的前提下获得最佳的金属流动均匀 性.该型材截面的外接圆直径是2l0ram, 又是非对称性的,为了保证型材各个部位金 属流动的均匀性,减少挤压力,应将型材截面 外接圆的中心模子中C-线重合,使型材的A 都,B部离挤压筒边缘的距离大致相等.为了 防止型材由于自重而产生扭拧和弯曲,应将 型材大面朝下,增加型材的稳定性.型材的大 面是装饰面,生产时应采取保护 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 ,如在出 料台上铺垫石棉布等,防止划伤,保证制品 的表面质量.模孔的位置见图2.. 圈22105模具分赢孔分布图 4.2分流比的选择 分流比就是分流孔的总面积与型材断面 积之比,用K表示.在模具强度允许的条件 下,K值应尽可能取大些,这样有利于金属的 流动与焊合,也可减少挤压力.由于受挤压筒 外径的限定,型材面积也较大(s一 1745mm),24.5MN油压机的模具分流比一 般在5,25之间选择,由于前面所述原因,K 值不可能取得太大. 4.3分流孔的确定 分流孔是平面分流模的基本结构部分, 其形状,断面尺寸,数目及不同的排列方式都 直接影响到挤压制品的质量,挤压力和模具 的使用寿命.对于每一特定的产品必须设计 特定的分流孔.分流孔在模子平面上的合理 1999,Vo1.22,N94铝加工?45? 布置,对于平衡金属流速,减少挤压力,促进 金属流动与焊合,提高模具寿命等都有一定 的影响. 根据EL2l05型材的断面特点及模孔布 置,在确定分流孔时.主要考虑了下几个方 面: (1)为了保证型材各部位金属流动的均 匀性,分流孔的布置尽量与制品保持几何相 似性,分流孔是围着型材的周边分布的. (2)由于型材外形大.又是不对称的.所 需挤压力较大,一般对这种型材应采用多个 分流孔比较合理.图2采用的是5个分流孔的 布置形式,采用这种布置能最好的满足模孔 各部位金属的需求量.如再增加分流孔的数 量会使制品的焊缝太多,降低产品的组织和 力学性能.如果采用4-1"或4-1"以下分流孔.又 不能很好地解决金属的供流问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 .对制品的 成型不利.由于有5-1"分流桥与模芯相连,对 模芯起到了很好的支承作用.就大大地增强 了模芯的稳定性. (3)模具中5-1"分流孔的大小和位置是这 样确定的图2中由于模孔A部和B部靠近挤 压筒边缘,金属在这两个部位的流动性比较 差,如果把它们安排在桥下,金属不能直接到 达模孔,金属流线长,那么金属的流速就更 慢.因此在安排时应考虑到把它们正对着分 流孔.这样才有利于金属流动.分流孔?和? 这两个分流孔位置确定好以后,其余3个分流 孔的位置也可以大致确定了.A部,B部型材 的面积要比其它部位大.金属需要量也多,要 适当加大这两个分流孔的面积,才利于金属 均衡流动,增加的原则不能完全按等分流比 来考虑,其分流比值应小于其它部分的分流 比值.分流孔?和?的面积大致相等,平均面 积约为3800mm.为了保证模具的强度和产 品质量.分流孔不能过于靠近挤压筒的边缘, ,而为 应离挤压筒边缘有10ram左右的距离了保证分流孔有足够的面积,只有将分流孔 向模子中心收拢,这样就将芯头露在分流孔 下了.分流孔?,?,?都是这种情况.分流孔 靠芯头那面与芯头采用斜面过渡.可使金属 顺利流进模孔,分流孔?和?之间金属不易 充填.可将其芯头颈部挖进去8mm.有利于 金属流进模孔.分流孔?,?,?的面积大致 相等.平均面积约为3200mm,由此计算出分 流孔总面积大约为17200mm,分流比K= 9.86.由于确定这5个分流孔位置的具体尺寸 繁多,没有在图2中全部标出.在此不详细叙 述.在确定分流孔位置时,5-1"桥的宽度应一 致,这样每个分流桥所受到的压力基本相等. 整个模具的受力状况也比较均衡,而且便于 模具加工. 4.4分流桥宽度及结构选定 245MN油压机260mm挤压筒分流模 桥宽一般在25~50mm之间,这里的分流桥 宽度均取35ram. 分流桥横断面形状如图3所示,这种断面 形状有利于金属的流动与焊舍,也便于模具 加工. 图3分流桥结构图 4.5焊台室的设计 当分流孔的形状,数目及分布确定之后. 焊合室的断面形状也基本确定了. ? 46?铝加工l999.VoI.22.No_4 在生产实践中.常按挤压筒的尺寸来选 取焊台室的高度.根据生产经验.有利于金属 的焊台,不会影响模芯的稳定性的条件下.该 模具的埠台室高度取25mm, 4.6下模模孔及模芯尺寸的设计 r模模孔尺寸按如下公式计算: A=(14-K)×A 式中:A一制品外形的模孔尺寸; A.一制品外形的名义尺寸; K一经验系数,对LD31合金,K一 0.01 壁厚尺寸:空心部分按名义尺寸取 3mm,实心部分取3.05mm. 计算出下摸模孔尺寸和壁厚尺寸.就可 以设计出模芯的尺寸来 前面已提到B部由于有悬臂,挤压时模 具弹性变形大,应将该处壁厚加大到 3.10m/11,空刀取1mm.可增加模具强度,保 证产品的尺寸精度. . 7工作带长度的确定 工作带是模孔的重要组成部分,在挤压 时模子工作带的主要作用是使挤压型材断面 上各部位的金属获得均匀的流动速度.通过 改善工作带长度来达到调整金属流动速度的 目的 型材的横断面形状越复杂,各部分厚度 尺寸相差越悬殊.尺寸对称性越差,挤压时各 点的应力与变形就越复杂.流动越不均匀,因 而就越容易产生各种挤压缺陷.在设计时,必 须保证型材各区段上金属质点的流速和流动 应力均等,这就是合理确定型材模孔工作带 长度的基本出发点. 确定该型材分流模孔工作带长度时,不 仅要考虑到型材的壁厚.距挤压筒中心的远 近而且要考虑到模孔被分流桥遮敝的情况 及分流孔的大小和分布.该模具工作带长 度的确定: (1)处于分流孔?,?下面的模孔部位, 因为金属可直接到达,金属流线短,又靠近 挤压筒中心,其工作带长度应取大些(取 6.5ram). (2)位于桥底金属不能直接到达的部位, 金属流进田难.工作带必须减小为了保证制 品的表面质量.大面上的工作带变化通常都 不采用突变.图2中分流孔?,?,?,?桥 下的工作带和分流孔?,?,?,?桥下的 工作带采用由大到小逐渐交化的方式设计 (3)分流孔?所对的型材,由于a处和b处 金属流动都比较困难,而a处的壁厚比b处还 要小,金属流速最慢.挤压时容易造成A部向 外偏移,角度町能会大于90..在设计时可以 用工作带来进行调整,将a处的工作带尺寸比 正常设计时减小0.50ram,使它与b处的金属 流速相等.这样型材A部在挤压时就不会向 外偏移. (4)该型材壁厚比较均匀模孔工作带长 度变化不是太大.模芯工作带取相同长度,这 样也便于模具加工.芯头工作带的入口端及 出口端应比模孔最长工作带长1,2ram.模 具芯头的人口端取2ram,出口端取lmm,其 工作带长度为9.5mm. 4.8模具规格选择 根据挤压机,挤压筒大小及模具标准系 列.选用模具规格如下:上模315mm× 155mIri3;下模315mm×80mIri3;模垫 315mm×60mIri3. 4.9分流模材料的选择 分流模的工作环境十分恶劣.在挤压过 程中要承受高温,高压,高摩擦力的作用,因 此我们采用目前世界上比较常用的优质热作 模具钢4Cr5MoSIV1(即H13钢)来制做该模 具. 4.10分流模强度校核 分流模的主要破坏形式是分流桥变形或 断裂.因此,要对分流模的强度进行校核. l999.Vo1.22.N9-4铝加工?d7? (1)抗弯强度校核 抗弯强度校核公式如下: r "一' ~—aCob] 式中:H一模子危险断面处计算厚度,即 分流桥的高度(mm); L一分流桥上两个危险断面之间 的长度(mm); P一挤压机最大的比压(MPa); t ]一模具材料在工作温度r的 许用应力(MPa). 4Cr5MoSiV1在{50c时的[仃h]一 l000MPa. 对EL2【05分流模来说.L一2I)0mm.P一 47【MPa.由上述公式计算出H一97mm.小于 给定上摸厚度l20mtTI,因此上模抗弯强度 没有问题 (2)抗剪强度饺榜 抗剪强度舯授桉公式如I卜: 一??[], 式中:1剪应力(MPa). F*一分流桥端面上所承受的总压 力(MN), A一分流桥受剪纳总面积 (mm!). [r]一模子材料的许用剪切应力, 4CrSMoSiV【在450C时的[r]一501)MPa. 由上述公式计算出一370.1兆帕,低于 材料|午剪切应力. 通过上面模具强度的校核,可知强度符 台要求. 5试模情况 EL2l05大型空心复杂汽车型材的模具 结构复杂.模具质量要求高.这给模具加工带 来一定的难度,由于在模具制造过程中严格 按照图纸要求进行加工,检查.使模具的模扎 尺寸,工作带尺寸,形位公差,模具硬度等完 全符合设计要求. 试模时.制品成形良好.表面光洁度也 好.锯切后.制品符合GB/T5237—93的技术 要求,用户也很满意.认为町以继续生产. 试模成功后.为了提高模具的使ffj寿命. 找们又将模具进行了氟化处理.处理后连续 生产该型材12.5t.横其完无损.没有出现 压塌,压裂,尺寸趟差等问题,仍口』以继续使 用 6结论 (1)首批试制的EL2105型材产品质量优 良,稳定,各项指标均达到技术要求.征明该 产品模具结构设计及各项技术参数的确定是 合理的.模具设计是成功的. (2)大型,复杂,不对称空心型材分流模 设计的主要难点就是分流孔的布置 (3)外形尺寸大,断面形状复杂的空心型 材采用多个分流孔比较台理,分流孔的布置 尽量与制品保持几何相似性.分流孔大小既 不能完全采用等分流孔,也不能完全采用等 分流比的原则确定.而应结合型材断面形状 给予综合考虑. (4)断面形状复杂的空心型材采用多分 流孔设计.可以增强芯头的稳定性. 参考文献 1刘静安编着.轻台盘挤压工具与模具.北京: 冶金工业出版社.I990 2许其亮主编.建筑铝型材生产.西安:西安冶 金建筑学院,1989 3王祝堂.团荣璋主编铝台金及其加工 手册 华为质量管理手册 下载焊接手册下载团建手册下载团建手册下载ld手册下载 长沙:巾南工业大学出版社,1989 {轻金属材料NiL手册编写组编.轻金属材料 加工手册.北京;冶金工业出版社,J980