铝型材挤压模具悬臂挤歪导致报废的原因分析

凡是铝型材加工生产厂家都有共同的认识，铝挤压模具是铝合金挤压成型的关键工具。所以，挤压模具的设计制造质量，是铝型材挤压生产高产、低耗重要的基础保障，是确定铝材生产形成批量、供货及时、经济可行的重要因素。在国内铝型材挤压模具的设计制造或采购成本，要占到铝型材挤压生产成本的20%一30%。

由于铝型材挤压模具的设计制造误差、热处理、铸棒温差及夹渣、铝挤压设备中心线不对中等原因，造成挤压模具悬臂或左或右的歪斜有以下几种因素。

压塌是铝型材挤压模具在挤压使用过程中，受自身温度、铸棒温度和挤压温度的影响，机械性能降低，悬臂部位产生的下塌变形。有两种情形:一是弹性变形，即在压力的作用下，悬臂部位下塌的挠度在模具设计数值范围内，撤去压力后，其能恢复原来的状态。这种状态在开始挤压时出现。二是不能恢复的下塌变形，如图所示，随着挤压铸棒的增多，悬臂根部产生疲劳，下塌部位超出了挤压模具设计时的挠度计算数值，此种状况是不能恢复的。当模具被清理完后，就会看到这种状况。这俩种状况的危害，造成了铝型材断面的变形、壁厚不符图纸、模具很难修复、影响铝型材产量和交货期。

   “前档后顶”设计方法，是根据经验值R=3左右时的情况，确定的挤压模具设计方案。为了即满足铝型材模具的使用要求，还要节约模具钢材及有利于机械加工，挤压模具一般是:实心平面模由两片或三片组成，平面空心模是由上、下模组成的。我们以两片模作为实例，确定“前档后顶”的模具设计方案。即导流板式，见型材断面图。此铝型材断面R=3. 3。  

    根据挤压机吨位、挤压筒参数，确定挤压比后，模具的厚度由下公式确定:
   

    H—模具的总厚度mmo
    L—模具的悬臂梁长度mmo
    P—比压MPao
    [B许]—材料的需用弯曲应力MPa o
   

针对危险断面挤压模具存在的损坏问题，在挤压模具设计、制造、使用时，我们要全面考虑危险铝型材断面的影响因素，进行铝挤压模具设计时，要对挤压模具的结构、强度、刚度全面的进行计算;制造时，严格掌握制造偏差，以减少金属的流不均状况;铝挤压模具在使用时，充分考虑挤压机、挤压筒、模具的对中情况，严格控制整个铝材挤压过程中的温度。

“假组合模”指的是在R>10以上的状况，实际就是用平面实心模无法进行模具设计的危险断面型材。铝型材断面如下图:

    此危险断面铝型材断面积是590mmZ ,“舌比”R=16.4，由于其R值太大，只能用“假组合模”的设计方法。所谓“假组合模”，就是按平面组合模的设计，使挤出产品为实心型材的模具设计方案。其一切的计算过程均同于组合模的设计。    首先，经过公式计算风流组合模的上模厚度。见公式:
   

    H—组合模上模的厚度mm
    L—模具固定梁两危险断面之间的长度mm
    P—比压MPao
    [B许」—材料的需用弯曲应力MPa

其次，确定挤压比、分流比、分流孔型状、抗剪切强度校核、确定桥宽........

“吊挂式”模具设计的方法，是将一些存有大悬臂的危险断面型材，在模具设计时，把悬臂梁改为简支梁。可称为“吊挂式”。

    此断面铝型材断面积为203 mmZ ,“舌比”R=12，在模具设计时，也可以采用4. 3的设计方法。为克服型孔凸起线的问题，此种方法还是比较实用的。
    首先，根据悬臂梁或简支梁的公式，确定模具、模垫的厚度。
    其次，对模孔尺寸、导流孔、工作带、空刀。工作带确定等均按正常组合模设计计算进行。

第三、对弹性变形量，就是”绕度”进行抗剪校核。