1、实心型材模设计1.所要设计的实心型材制品本制品的形状和尺寸如下用 CAD 计算得: 制品的截面积 F 制= 423.0686m m2由于此型材为不对称且各部分壁厚不一的型材，尽可能使难以流动的壁厚较薄的部分靠近模子中心，尽量使变形时金属静压力相等 此处取模孔外接圆直径 D 外75mm现有设备表 3设备吨位 500T 800T 1630T挤压筒直径 D0 95 125 187挤压截面积 F0 7085 12266 27451锭坯尺寸Dd|Ld 90x270/320 120X400/450 178X540/600/660冷床长 26m 32m 44m填充系数 1.114 1.085 1.104压余
2、厚 20 25 30最大挤压比 97.4 82 73.6最大外接圆直径D 外 max65 95 147加工范 围挤一根最小制品断面积F 制 min72 150 3722.选坯和选设备根据加工范围要求（F 制F 制 min,及 D 外D 外 max）有 800T 和 1630T 的设备可用，按成才率最 高的原则，进一步优化，计算列表e表 4序号D0(F0)Dd(mm)Ld(mm)单重wd填充系数K填充后长度 Le压余厚 hy(mm)切压余后的有效长度 Ld挤压比制品长L 制(m)成品数nx6(m)成品重W 制(kg)成材率W 制/Wd()1 125/ 120 400 12.20 1.085 36
3、9 25 344 18.723 6.44 0 0 02 125/ 120 450 13.73 1.085 415 25 390 18.723 7.30 1 10.57 76.693 187/ 178 540 36.30 1.104 485 30 455 41.90 19.06 3 31.72 87.384 187/ 178 600 40.30 1.104 544 30 514 41.90 21.53 3 31.72 78.715 187/ 178 660 44.40 1.104 598 30 568 41.90 23.80 3 31.72 71.44最后选择成才率最高的 87.38对应的方案
4、3锭坯尺寸为：Dd * Ld=178*540mm=41.903.挤压力的计算根据经验系数公式P=*KF(+4L/D)F=A*P 表征挤压难易程度的经验系数，对于实心型材取 1.01.1,本设计取1.1P为单位挤压力，MPaF为最大挤压力 , NA挤压筒内孔的面积，mm 2挤压系数Kf材料在挤压温度下的变形抗力（查表） ，MPa摩擦系数L 铸锭敦粗后额长度，mm,即填充后长度 LeKf 查表取 16 取 0.30故 P=1.116(41.90+40.30485/178)=120.3175MPaF=120.3175*187*187/4=3308285.52N换算成吨位：约 337.58TF=337
5、.58T额定吨位 1630T，设备选择符合要求，即理论技术可行4.实心型材模具体结构设计模组的结构如下图1.模子 2.模垫 3.前环 4.后环 5.保护垫板 6.前机架 7.模座8.模套 9.剪刀 10.挤压筒模组的结构：对于不同吨位的挤压机，下图中的主要结构尺寸都是配套设置的，可以从有关资料中查得。模组的主要结构尺寸如图 3模组尺寸如下表表 5设备吨位 500T 800T 1630T12H 160180190210250240310350340H2 8090 90100 110150H3 5060 5060 6080挤压模具的尺寸如下表表 6设备吨位 500T 800T 1630Td1/d2
6、 135/1452025165/1752530250/2603040h1 12 1213 12135. 实心模尺寸数据设计1)选坯和选择设备根据前面的计算挤压筒内直径 D0=187 锭坯尺寸：Dd X Ld178mm540mm挤压比 =41.90mm 902).模组及模子尺寸外形的计算根据前面计算，从表 5 选取H2=100 H3=60 H1=30模子外形尺寸的确定（如下图） dh依据表 6 的数据可以确定d1=250 d2=260 h1=12 h2=403)模子内形尺寸的确定挤压比 =41.90 MAX=73.6,所以不需要多孔挤压确定模孔尺寸：由公式A=A0+M+( +KT)A0KT=t
7、t11假设 t1=400故 KT0.007Ky 和 Kp 的值查书，计算得到:尺寸 10 的纵向模孔尺寸为:H1=10（0.00550.0070.007）1010.19 尺寸 20 的纵向模孔尺寸为:H2=20（0.00550.0070.007）2020.39 尺寸 15 的横向模孔尺寸为:B1=15（0.00650.0075 0.007）1515.32尺寸 50 的横向模孔尺寸为:B2=50（0.00650.0075 0.007）5051.05尺寸 5 的横向模孔尺寸为:B3=5（0.00550.007 0.007）55.49尺寸 5 的纵向模孔尺寸为:B4=5（0.015 0.0150.0
8、07）5=5.185mm型材的圆角及圆弧没有偏差要求，故可按名义尺寸设计.模孔尺寸如下图所示4)孔形在模子端面位置的确定（由于本型材为不等壁厚且不规则的型材，故型材的几何重心靠近壁厚较薄处）压力中心的计算：用 CAD 测量计算得:5).定径带长度的确定由于是等壁厚型材，故定径带长度 h 定各处相等，本次设计取h 定4。6).出口直径 . dch由于模子的出口直径一般应比工作带直径大 36mm,以免因过小而划伤表面。本设计出口直径 dch=6mm。7).阻碍角由于 h 定1015，故不采用阻碍角。8).校核（ 1）挤压力的校核挤压力为 337.58 吨，远远低于额定吨位 1630 吨，所以符合要
9、求。（ 2）模子强度的校核对于模的突出部分,可以认为是一个悬臂梁，可按下述步骤校核其危险面I-I 处的模子最小厚度。危险面 I-I 处在挤压是所受的弯矩为：M=P*a*l*l/2=(P*a*l )/22抗弯断面系数为：W=b*h /6则弯曲应力为 =M/W=3*p*l *a/(h *b) 弯 22弯固模具的最小厚度为 h =mi3*palb弯式中h 模具（包括模子和支承环的总厚度）的最小厚度，mmmil槽型模子悬臂梁的长度，即槽形型材的槽深尺寸，mmP挤压筒的比压，挤压机吨位与挤压筒内截面积之比，MPaA模孔悬臂梁根部断面处的宽度，mmB模孔悬臂梁根部断面出口处的宽度，mm,b=a-2c,C模
10、孔悬臂梁根部出口空刀尺寸（一般取 1.5-3） ，mm 模具材料的许可弯曲应力，其植一般取许用抗拉应力的（0.4-弯0.5）倍左右，在温度 450-500 C 下,取 =600Pa0弯符合要求模子的最大挠曲变形按如下公式计算 4*8qlej最 大悬臂梁端部最大挠度，mm最 大l悬臂梁长度，mmq等于 Q/l，悬臂梁单位长度上的压力，N/mmE模具材料的弹性模量 2.210 MPa5J悬臂梁断面惯性矩，J=3*12bhB,h分别为悬臂梁的宽度和高度，mmQ悬臂梁承受的总压力本设计中,要是模子的抗剪强度,对于抗剪强度的校核,取角型材斜边为危险端面,进行强度校核危险面 I-I 处的弯距为：M= P*a*l*l/2 = 185kg.m抗弯断面系数：W= b*h*h /6 =0.73 m3弯曲应力： 弯 M/W 253.4MPa 600 MPa，符合要求。最小模具厚度：hmin =l * (3P * a / b 弯) 1/2 = 9.1 mm 最大 （q * l 4）/ ( 8E * J ) = 0.368 mm 1 mm各项指标均满足要求，故强度符合。
