鋁材模具設計新工藝:零工作帶法

零工作帶法

提高鋁型材擠壓速度是鋁型材擠壓企業(yè)遍及 尋求 的方針，是下降 本錢 、提高效力 、勤儉 能源的主要 手藝 手段，稀奇是對 擠壓機能 差、難度年夜 的工業(yè)鋁型材。

在進行擠壓模具設計時，比擬 常規(guī)的設計方式 ，整體下降 擠壓模具工作帶的高度，乃至 采取 “零工作帶”的設計方式 。“零工作帶”的設計采取 多級導流腔對金屬的活動 進行節(jié)制 ，而型材各個位置工作帶高度相等，同時采取 2°的外錐角，使工作帶對變形金屬的阻礙感化 到達 最小，削減 磨擦 ，從而可以或許 年夜 年夜 的提高擠壓速度。圖2是“零工作帶”的模具圖片。

一種零工作帶模具，包羅模套，在模套中設置模面和模墊，模面的出料端與模墊的進料端貼合，模墊的出料端設置第一支持 墊和第二支持 墊，在模墊上設置模墊出料孔；在所述模面上設有導流坑、工作帶和模面出料空刀，導流坑位于模面的進料端，橫面出料空刀位于模面的出料端，工作帶位于導流坑和模面出料空刀之間；其特點 是：所述工作帶傾斜設置于導流坑的出料端面。本發(fā)現(xiàn) 可以或許 包管 在擠壓進程 中產物 尺寸的不變性和產物 的擠壓速度，響應 地提高出產效力 和模具的壽命。

圖2 “零工作帶”模具

“零工作帶”工模具設計概念：

起首 我們方法 會工模具設計的構造 名稱，它凡是包羅分流孔、橋位、橋墩、倒橋、空刀、模角、工作帶（定徑帶）、焊合室、模芯等等名稱。工作帶是工模具設計中一個最主要 的根基 參數(shù)之一，工作帶是工模具中垂直工作端面并用以包管 壓抑 品的外形 、尺寸和皮相質量。

“零工作帶” 顧名思議就是工作帶的長度為“零”，為削減 與金屬的磨擦 阻力，下降 擠壓力避免 黏結金屬，提高擠壓速度有很好的結果 。

“零工作帶”工模具的運用 前必需 擬定嚴厲 的出產加工工藝和利用 要求，才能施展 它到達 快速擠壓、提高模具壽命的長處 。

“零工作帶”工模具設計要求：

“零工作帶”工模具設計必需 創(chuàng)立在流量、流速平均 的情況下，否則 需經(jīng)由過程 改變分流孔年夜 小、增添 多級焊合臺階等來進行調劑 ，下面我們以一款現(xiàn)實 運用的設計案例進行理會 ：

設計參數(shù)：

擠壓機噸位：2000T， 鋁棒直徑：￠203 合金狀況 ：6063-T5 擠壓比：72模具規(guī)格：￠300*135 壁厚: 0.6MM 斷面外接圓: ￠42 孔數(shù): 六孔

設計特點:

1、因為 壁厚薄擠壓比年夜 采取 一出六多孔設計方案；

2、為提高擠壓速度采取 上下模“零工作帶”設計理念；

3、為包管 型材尺寸精度、皮相質量、流速平均 采取 多級焊合和增添 二級下空刀；

4、“零工作帶”理論上工作帶為零，但因為 裝備 、加工等身分 現(xiàn)實 上工作帶設計可以定為0～0.5MM閣下 ；

5、為避免 工作帶黏結金屬、包管 工作區(qū)域強度，將出料空刀加工成5°促流角；

6、為減短金屬與孔壁的磨擦 阻力，模具規(guī)格做成三合一組合，上模厚度在包管 強度的情況下減薄至極限，橋位寬度盡可能 偏??；

“零工作帶”工模具材料要求：

盡人皆知 鋁型材工模具在利用 進程 中需要承受十分卑劣 的工作條件與情況 ，是以 對工模具鋼材的組織與機能 提出了十分高的要求，組織方面要求基體組織的化學成份 及散布 、晶粒年夜 小等都需吻合國標GB/T 1299-2000尺度 ，機能 方面要具有高的強度和硬度、高的沖擊與斷裂韌性、高的耐熱性與回火性、高的耐磨性及高的加工機能 等等；

“零工作帶”工模具因為 特別的工作帶構造 ，需要優(yōu)良 的組織與機能 ，稀奇是高的耐磨機能 。材料為4Cr5MoSiV1（H13），一般的鑄造 圓鋼已不克不及 知足 “零工作帶”工模具材料要求，為提高模具利用 壽命要求利用 鑄造 電渣重熔鋼（二次煉鋼進程 ）或引進國外的優(yōu)良 鋼材如日本SKD62、瑞典的8407等，好的材料組織與機能 是確保“零工作帶”工模具開辟 成功的基石。

“零工作帶”工模具熱處置懲罰 要求：

“零工作帶”工模具比通俗 工模具對熱處置懲罰 的要求更高，稀奇是在熱處置懲罰 后組織機能 更高，硬度要求加倍 平均 ，“零工作帶”工模具的利用 壽命很年夜 水平 上取決熱處置懲罰 質量，為此“零工作帶”工模具必需 采取 進步前輩的熱處置懲罰 方式 與工藝，火前預熱、屢次 回火工藝等方式 都能很好的提高材料熱處置懲罰 后的機能 要求，下降 熱應力存在的風險，熱處置懲罰 后硬度節(jié)制 在HRC48～51，為削減 工模具因熱處置懲罰 后外形尺寸的變形、削減 氧化脫碳、燒損等缺點 ，最好的方式是采取 進步前輩的真空熱處置懲罰 爐裝備 ，同時完成淬火與回火工作，既包管 了皮相光潔度又能包管 組織機能 。

“零工作帶”工模具加工要求：

加工水平與加工精度是決議“零工作帶”工模具成功開辟 的樞紐身分 之一，為包管 產物 的皮相質量，要求?？?、焊合腔、型腔的皮相粗拙 度Ra到達 0.8～0.4μm，模具端面的粗拙 度Ra到達 1.6μm 以下,模具的型腔壁厚精度到達 ±0.01MM，如用傳統(tǒng)的加工工藝和裝備 是底子達不到這類 精度要求，是以 必需 采取 進步前輩的加工制造裝備 來包管 ，如數(shù)控車床、數(shù)控鐫刻 機、數(shù)控加工中間 （CNC）、高精度慢走絲裝備 等，因為 上模模芯工作帶采取 特別工藝加工（促流角），故數(shù)控加工中間 （CNC）對刀具的要求稀奇高，為了包管 加工精度，選用進口耐磨的特質帶有角度高強度鎢鋼刀，如：三特維特，三高維特等瑞士進口刀具；一樣 下模采取 特別工藝工作帶加工成必然 角度的促流角，故對慢走絲的機能 提出高要求，一般情況下選用夏米爾、三菱等進口裝備 。

“零工作帶”工模具利用 鑄棒要求：

今朝 “零工作帶”工模具只合適 于擠壓軟合金材料，例如：Al-Mg-Si系可熱處置懲罰 強化鋁合金，合金強化相為Mg2Si，有優(yōu)越 的擠壓機能 和低的淬火敏感性，高溫塑性好，淬火溫度規(guī)模寬，臨界淬火速度小。為不休提高“零工作帶”工模具的利用 壽命，對合金材料提出了較高的要求，凡是要求鑄棒皮相光潔、組織細化，成份 散布 平均 。公道 的調劑 Si、Mg元素的質量比例有助于提高材料的綜合機能 ，Si元素恰當 多余 對晶粒細化，改良 合金強度有益。為了削減 和消弭 鑄錠的晶內偏析，改良 其化學成份 和組織構造 的不平均 性，對鋁合金鑄棒進行平均 化處置懲罰 ，有條件的利用 長棒加溫爐對鑄棒耽誤 加溫時候 ，也能起到必然 水平 上對鑄棒均質的結果 。

“零工作帶”工模具擠壓操作工藝要求：

“零工作帶”工模具對型材擠壓的工藝有嚴厲 的要求，例如：上述案例擬定的工藝要求是：鑄棒加熱溫度：460℃；模具加熱溫度：470℃，模具加熱時候 3h以上；擠壓筒加熱溫度400℃；擠壓速度：30m/min；出料口溫度525-540℃；冷卻方式為在線風冷。（附出產結果 圖）

操作工藝要求：

1、按期 或不按期 的對“三溫”進行丈量 并作好運行紀錄 ；

2、為包管 出料的不變與真實性，“零工作帶”工模具試模棒數(shù)很多 于三棒；

3、多孔模具必需 配備單牽引或雙牽引裝備 ；

4、為避免 模具彈變影響“零工作帶”的有用 感化 ，必需 配備專用模墊與仿形支承墊；

5、對 一模多孔模具在出料口配備專用石墨導流筒（附圖1）

6、為避免 多支料出料相互 環(huán)繞糾纏 ，制做專用的離散架（附圖2）

7、任何一款模具上機前需賣力 搜檢 和調正模架中間 ，確保工模具中間 與擠壓筒、軸在統(tǒng)一 軸心線上；

“零工作帶”工模具保護 調養(yǎng) 要求：

“零工作帶”工模具保護 調養(yǎng) 有別于常規(guī)工模具，因其型腔工作區(qū)域的分歧 ，保護 調養(yǎng) 要求就顯得相當主要 。

起首 切磋修模方式 與常規(guī)模具的分歧 的地方 ，

流速問題：工模具如存在流速不均致使 出料不吻合型材尺寸要求，需采取 合金銑刀對型模多級焊合腔的高度或寬度進行調劑 ，也能夠 對模芯下空刀寬度進行調劑 ，終究 到達 各節(jié)點流速平均 ；

流量問題：因為 分流孔安置 不公道 （各孔金屬活動 平均 性）致使 型材出料快慢紛歧 ，乃至 呈現(xiàn)塞模現(xiàn)象發(fā)生，修模方式 方面在包管 模具強度的情況下起首 接納 模具進料面沉橋加速 流量的法子，下沉深度和橋位位置按照出料情況連系 設計思緒 進行計較肯定 ；

為提高模具的利用 壽命，皮相處置懲罰 相當主要 ，“零工作帶”工模具上機調試前必需 進步前輩行一次皮相滲氮處置懲罰 ，皮相滲氮處置懲罰 能使模具在連結 足夠韌性的條件 下年夜 年夜 提高模具的皮相硬度，以削減 模具利用 時發(fā)生 熱磨損。氮化前工作帶區(qū)域、分流孔、焊合腔體等必然 要進行清算 清潔 ，不行殘留堿渣或異物顆粒。有條件的企業(yè)可以引進或采取 今朝 較進步前輩的皮相處置懲罰 方式，例如低溫電滲硼化處置懲罰 、PVD-TIN涂層處置懲罰 等都能年夜 年夜 的提高皮相硬度與強度，從而耽誤 模具利用 壽命。