工业铝型材挤压模具必须考虑的几个方面

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从工业铝型材挤压模具理论性知识来看

　　理论性知识指的是：如铝型材挤压分流模的挤压比计算公式、强度校核公式等；

经验性知识指的是：如桥宽取值为20-30、焊合室深度取值为15—45（一般小小机例如800-1000T取值为15），像10000T挤压机焊合室有达到45甚至50都有等等；

规范性知识指的是：如模具外因直径、上下模的厚度等；

启发性知识指的是：以以前设计的、合格模具成熟方案设计与现设计相似的断面设计为参考，选取一组经验参数进行尝试设计，逐步调整各参数从而得出合理的设汁方案。

　　铝型材按压模具的设计很多都是经验的积累。目前还没有成套的、系统的可行设计理论。以下应用启发性知识来说明一下工业铝型材挤压模具设汁过程中经验的重要性。

　　对于设计过程中某一需要确定的参数，如没有直接的计算公式，而只有校验式，仅仅是翱道影响这一参数值范围的主要因素，人们把以前设计这一参数经验值及其条件记录下来，当再遇到相似情况时，参数的取值就可作为启发指导。例如，在确定工艺参数时，某种断面设计的模孔数、挤压机吨数、挤压简直径、挤压比、铸锭尺寸是互相影响、相互关联的参数。在实际生产中，没有对某参数的独立计算式，往往是根据经验选强一组参数用试探的方法进行确定。

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从工业铝型材挤压模具设计方案来看

　　设计新的铝型材时，可先在其中寻找相似的型材，以它的一组参数为初始参数进行尝试设计，然后逐步调整各参数直到合理为止。

　　铝型材挤压模具设计不同于一般的机械设汁。它是介于机械设计与压力加工之间间的一种工艺性设计。除参考轮船机械设计所需要遵循的原则外，还需要考虑在热挤压条件下的各种工艺因素，它是由多方面的因素决定的，包括铝型材挤压模具设计者方面考虑的因索、模具制造者方面考虑的因素和挤压生产者方面考虑的因素。

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从工业铝型材挤压模具扩展举例来看

　　例如以下工业材设计图：

图一

图二

图三

　　本工业材设计采用前导孔的模具结构能有效扩展金属在模具中的流动范围，金属在经过前导孔后，进行一次宽展预变形，然后金属再进入上模分流孔进行第二次分流，金属在经过两次分配之后，模具的供料比例更为均匀合理，可以显著改善型材出料的成型度，前导孔结构由于增大了分流比，因此挤压力大幅降低，使模具的强度和稳定性都得到明显提高。

在实际生产过程中，通过广泛使用前导孔的宽展模具，使挤压机的工作潜能得到充分发挥，减少了模具试模次数，尤其对于一些难度较大的型材，明显缩短了交货周期。对于小机挤大料而言是能收到很好的效果，扩展模具优势在于此，从设计上达到跟大机同样的效果，所以在设计工业材时比建材难处就在于合理分配分流孔，流量的控制。由此可以参照以上设计对于下面断面进行模具设计，可收到异曲同工之妙。

图四

图五

　　分析如下：当金属通过前导孔进行了一次预变形后，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。使之在实际生产过程中，该模具得到客户满意的工业型材。

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从工业铝型材挤压模具设计者方面来看

　　挤压机的结构是首要考虑的问题。设汁出来的模具用于哪种类型的挤压机上生产，这种型材在该挤压机上能否进行挤压，这种挤压机能否挤压出所要求的压出长度，制品所要求的形状、尺寸和位置公差能否达到要求，挤压产品的材料、结构和外形尺寸，模孔数目、模孔尺寸、舌型比和挤压比，以及在挤压的时候所受到的各种应力、应变等，铝型材加工，那是设计者所要考虑的问题。

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从模具制造者的角度来看

　　模于的尺寸和加I：精度、工作带的加工精度及表面粗糙度，这些都是首要考虑的问题。这些要求能否达到，将直接影响模具的质量，也就是说将直接影响所生产出来的产品质量。还有就是模子的强度问题，即在加工的时候进行的热处理、表面诊碳、脱碳以及表面硬度的变化情况。

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从挤压生产者的角度来考虑

　　从挤压生产者的角度来考虑，嘉兴铝型材，工业铝型材模具的装配及支承情况，铸垫、模具和挤压简的加热温度，挤压速度和工艺润滑情况，研压机的控制和调节等，都是挤压生产者所必须要考虑的问题。

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从大型工业铝型材挤压模具相比来看

　　大型铝合金挤压模具同中小型铝合金挤压模具相比，其设计和加工的难度都大大增加。模具材料的选用、数控加工过程以及热处理工艺、修模等各个生产环节都有严格的技术要求。在生产实践中必须不断总结经验，更新设计理念，不断探索新型的模具结构，采用新技术和新工艺，降低模具制作成本，提高模具使用寿命。

铝型材有可能造成空气被带入的因素有三个

1.镦粗造成的气体残留－只有在盛锭筒直径大于柱棒直径时柱棒才能被装入盛锭筒。对盛锭筒内的柱棒施压致柱棒延展至盛锭筒直径后，4040铝型材，必须排出携带的空气。这些空气是通过“排气循环”来释放的。挤压垫的正常运作对成功排气非常重要。

　　2.长棒热剪造成的气体残留－对柱棒热剪切产生的剪切面是不可能完美、垂直的。简易长棒热剪切会导致柱棒的严重扭曲，造成椭圆形的横截面和被剪切端巨大的倒圆角。即使是先进的长棒热剪，被剪切柱棒的边角总会出现倒圆。当柱棒在盛锭筒内镦粗时这个倒圆很容易导致空气残留。

　　长棒热锯可以替换长棒热剪。利用长棒热锯可以锯切出垂直的柱棒表面。没有变形不会有空气带入。但有些铝型材厂家因为锯切会产生铝屑而不愿使用长棒热锯。从铝挤压经济学角度出发，非常重要的一点是锯切产生的铝屑尚没有花费任何挤压时间也不可能降低铝铝型材的生产效率。这些铝屑都是低价值的废料，不会造成任何增值工序的费用增加。处理这些废料需要的是再熔化处理的成本。

　　如果长棒热锯可以将铝型材利用率提高0.5%，铝型材流水线，那么锯切产生的铝屑的成本就低于铝型材废料的价值了。在北美安装的加热设备中，已有超过90%的厂家把目光从长棒热剪转向了选用长棒热锯。还有很多原来使用长棒热剪的用户将设备升级为长棒热锯，正是因为他们看到了使用长棒热锯会大大减少铝型材缺陷的事实。

　　3.因两段拼接柱棒而造成的气体残留－由于两段短柱棒的表面几乎是平的，带入空气的可能性很小。锯切的质量直接影响到两段短柱棒之间带入空气的多少。现在有一种新的技术可以避免出现两段拼接柱棒。这就是柱棒旋转焊接机。在切出所需长度的柱棒之前，柱棒旋转焊接机可以将剩余的一段不足设定长度的柱棒焊接到下一整根长棒上，从而消除因两段拼接柱棒而带入空气的可能性。

　　固体污染物－和挤压时带入空气一样，因污染而造成的缺陷同样会毁掉整根定尺铝型材。固体污染物有两个主要来源：

　　1.仓储－保持工厂内清洁很重要。储存长棒的场所、长棒加热设备、向铝型材挤压机送棒的柱棒输送设备、铝型材挤压机装料器以及铝型材挤压机本身都要保持清洁避免对铝型材造成污染。过度润滑是污染的一个重要原因，润滑过度很容易污染铝型材。有必要培训操作人员如何进行合理而非过量的润滑。过量的润滑对工艺处理有害而无益。

　　2.长棒热剪切污染－长棒表面的许多污染物（比如氧化物或污垢）在长棒被剪切时会进入短柱棒，热剪的剪切有一个特点就是不会除掉任何材料。但是长棒热锯锯切则可以消除这个污染源。

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