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模具设计应该考虑哪些问题?

发布:zjbfjc 浏览:470次
模具设计应该考虑哪些问题?

  一、模具设计要考虑的问题

  模具的设计必须满足刚度、强度的计算要求,以达到减少模具在受压时的弹性变形量。在确定工作带时,工作带的长短、空刀形式、模颈及焊合室形式等,都要考虑参数选择最佳值。模具的导流孔、分流孔等系数的选择,在允许范围内尽量选较大值,达到减小压力的目的。铝模板一般采用6061等硬合金生产,使生产技术难度增大,挤压生产时经常会出现出料拖烂、压不动、出料太慢等情况,因此模具的设计在生产过程中起到很大的关键作用。

  模具设计

  1.导流孔、分流孔设计

  设计模具时导流孔、分流孔位置要均匀分布,这样型材各部才能吸收同量的金属。导流孔、分流孔大小与型材面积成正比例关系,在不影响模具强度、型材表面质量情况下,尽量把导流孔、分流孔做到最大,当挤压时金属流入焊合室,导流孔、分流孔越大,桥位面积受力就越小,金属流从桥位移开使阻力减少而出料速度就会增大,但不影响模具强度。所以入料孔小、桥位大的模具不一定就会比入料孔大的模具强度好。

  2.桥位设计

  桥位是模具组织的重要部份,它是模具的支撑桥梁,设计模具桥位时必须要考虑它对模具有足够的支撑力。为了满足模具的支撑强度,一般桥位角度设计在18~25℃之间,角度太大会增加金属流与桥位的摩擦力,使金属流的流动减慢,角度越小金属越容易于焊合,出料速度随之增快。同时设计桥位角度交接处时尽量圆滑过度,避免或减少造成焊合死角。

  3.焊合室设计

  焊合室不宜过深,焊合室过深会增加焊合室内金属体积,焊合室内体积增加时焊合流程也加长,挤压压力随之会升高。

  4.工作带设计

  模具工作带抛光要仔细,保证平面度,垂直度,不能出现龟背或凹凸不平,合理计算工作带长度,均匀金属流量。

  二、 挤压工艺

  1.工艺流程:

  铝棒加热(440-460℃)→模具加热(420-460℃,3-6h) →挤压(出口温度530-570℃)→喷雾风冷淬火→取盛锭筒加热(410-420℃) 板自检→(200℃以下)→拉伸矫直(70℃以下,拉伸率≤1.5%)→定尺锯切 →装筐(检查)→时效→硬度检验→去包装(或氧化、喷涂)。铝棒加热对6061合金,必须加热到500℃以上,Mg和Si才能完全固溶,挤压前铸锭在440

  ℃以上,由于挤压变形热的作用使温度上升,通过模孔时金属温度达530-570℃,达到固溶处理状态,因此,

  铝棒挤压前必须要加热到440~460℃之间。

  2.模具加热

  模具上机前加热时温度规定:平模410-440℃,分流模430-460℃;模具在炉内加热时间不允许超过10h,时间过长,模孔工作带容易产生点腐蚀点。

  3.挤压

  挤压过程中必须认真控制挤压速度。挤压速度对变形热效应、变形均匀性、再结晶和固溶过程、制品力学性能及制品表面质量均有重要影响。为了提高生产效率,根据多年生产探讨和经验累积,目前我们主要的挤压方式都遵循“低温高速”生产工艺,也就是说,铝棒温度与挤压速度成反比,铝棒温度高、挤压速度就适当减慢,铝棒温度低、挤压速度就适当加快,通过这种调整模式,把挤压生产调到最佳状态为准。通常情况下,上模生产到第三支棒时就可以降温加速,平模铝棒温度降至保持在390~410℃为最佳;分流模铝棒温度降至保持在410~430℃为最佳。

  4.在线淬火

  淬火是为了将在高温下固溶于基体金属中的Mg2Si在出模后经快速冷却到室温而被保留下来。6061含Mg2Si0.6-0.9%,从500度左右降至204度临界冷却温度范围,最小冷却速度不小于180℃/min,可用水冷,6061合金的铝模板硬度要求在≥15HW,其大断面淬火冷却,推荐为549℃/min。挤压在线淬火,冷却速度应以能确保过饱和固溶体被凝结下来为原则,对可进行矫直的产品,其淬火引起的翘曲度以可矫正为限。

  5.时效

  6061合金的铝模板型材,其力学性能一般要求抗拉强度在:265(σь)MPa左右,维氏硬度要≥15HW。因此时效温度一般为180-200℃,时间5-6h;有时为了提高其强度性能,亦可采用(170-180)℃×(6-8)h的工艺。