铝型材挤压模具设计的八大要点
来源：佳华 日期：2018-05-29
制造一套优质的铝材挤压模具，不仅要有好的加工设备和熟练的挤压模具制造工人，另外一个非常重要的因素就是要有好的挤压模具设计。对于比较复杂的挤压模具，模具设计的好坏占模具质量的85%，一个优秀的模挤压具设计是：在满足客户要求的前提下，要做到加工成本低，加工难度小，加工时间短，模具能够在最短的时间内生产出合格的制品来。要做到这些，不仅仅要完全领会客户要求，还要求模具设计师对挤压机，挤压模具结构和加工工艺以及本厂的加工能力等要有所了解，因此，作为挤压模具设计师，要想提高挤压模具设计水平，应做到以下几点：
1、熟知铝型材的尺寸及偏差
铝型材的尺寸及偏差是由挤压模具、挤压设备和其他有关工艺因素决定的。
2、选择正确的铝挤压机吨位
选择挤压机吨位主要是根据挤压比来确定。如果挤压比低于10，铝型材产品机械性能低；如果挤压比过高，铝型材产品很容易出现表面粗糙以及角度偏差等缺陷。实心铝型材常推荐挤压比在30左右，空心铝型材则在45左右。
3、确定挤压模具外形
挤压模具的外形尺寸是指挤压模具的外圆直径和厚度。挤压模具的外形尺寸由型材截面的大小、重量和强度来确定的。
4、挤压模具模孔尺寸的确定
对于壁厚差很大的铝型材，难成形的薄壁部分及边缘尖角区应适当加大尺寸；而对于宽厚比大的扁宽薄壁型材及壁板型材的模孔，桁条部分的尺寸可按一般型材设计，而腹板厚度的尺寸，除考虑公式所列的因素外，尚需考虑挤压模具的弹性变形与塑性变形及整体弯曲，距离挤压筒中心远近等因素。此外，挤压速度，有无牵引装置等对模孔尺寸也有一定的影响。
5、合理调整铝金属的流动速度
合理调整铝金属流动速度就是要尽量保证铝型材断面上每一个质点应以相同的速度流出模孔。挤压模具设计时尽量采用多孔对称排列，根据铝型材的形状，各部分壁厚的差异和比周长的不同及距离挤压筒中心的远近，来设计不等长的定径带。一般来说，铝型材某处的壁厚越薄，周长越大，形状越复杂，离挤压筒中心越远，则此处的定径带应越短。如果当用定径带仍难于控制铝金属流速时，对于铝型材断面形状特别复杂，壁厚很薄，离中心很远的部分可采用促流角或导料锥来加速铝金属流动。而对于那些壁厚大得多的部分或离挤压筒中心很近的地方，就应采用阻碍角进行补充阻碍，以减缓此处的流速。此外，还可以采用工艺平衡孔，工艺余量或者采用前室模、导流模、改变分流孔的数目、大小、形状和位置来调节铝金属的流速。
6、挤压模具强度校核
由于铝型材挤压时模具的工作条件很恶劣，所以模具强度是模具设计中的一个非常重要的问题。除了合理布置模孔的位置，选择合适的模具材料，设计合理的模具结构和外形之外，精确地计算挤压力和校核各危险断面的许用强度也是十分重要的。目前计算挤压力的公式很多，但经过修正的别尔林公式仍有工程价值。挤压力的上限解法，也有较好的适用价值，用经验系数法计算挤压力比较简便。至于模具强度的校核，应根据产品的类型、模具结构等分别进行。一般平面模具只需要校核剪切强度和抗弯强度，舌型模和平面分流模则需要校核抗剪、抗弯和抗压强度，舌头和针尖部分还需要考虑抗拉强度等。近年来，对于特别复杂的模具可用有限元法来分析其受力情况与校核强度。
7、合理的工作带尺寸
确定分流组合模的工作带要比确定半模工作带复杂得多，不仅要考虑到型材壁厚差，距中心的远近，面且必须考虑到模孔被分流桥遮蔽的情况。处于分流桥底下的模孔，由于金属流进困难，工作带必须考虑减薄些。在确定工作带时，首先要找出在分流桥下型材壁厚最薄处即金属流动阻力最大的地方，此处的最小工作带定为壁厚的两倍，壁厚较厚或金属容易达到的地方，工作带要适当考虑加厚，一般按一定的比例关系，再加上易流动的修正值。
8、模孔空刀结构及尺寸
模孔空刀就是模孔工作带出口端悬臂支承的结构。当铝型材壁厚≥2mm时，可采用比较容易加工的直空刀结构；当铝型材壁厚＜2mm时，可选择在有悬臂处加工斜空刀。
