挤压模具设计思考题

挤压模具设计思考题

1、基本概念

平模、锥模、正锥模、倒锥模、舌比、比周长、阻碍角、促流角、分流比、宽展量、宽展变形率、比压

正锥模：操作时顺着挤压方向装入模支承内，其锥角一般为1°30´~4°。

倒锥模：操作时逆着挤压方向装入模支承内，其锥角一般取6°。

舌比：包围的空间面积与开口宽度平方的比值。

比周长：型材断面周长（或某一部分的周长）与其所包围的截面面积的比值。

阻碍角：在型材壁较厚处的模孔入口侧做一个小斜面，以增加金属的流动阻力，该斜面与模子轴线的夹角叫阻碍角。

促流角：在型材壁较薄处的模孔入口端面处做一个促流斜面，该斜面与模子平面间的夹角叫促流角。

分流比：各分流孔的断面积(∑F分)与型材断面积(F型)之比。

宽展量△B ：铸锭经宽展变形以后的最大宽度B2与挤压筒直径D1之差。

宽展变形率δB：δB =（B2-B1）/B1×100% ，B2 、B1——宽展模出、入口宽度。

2、从模具的整体结构上可将挤压模具分成那几类，各自的主要用途是什么？

答：按模具结构形式可分为：整体模、拆卸模、组合模、专用模具。

整体模：模子是由一块钢材加工制造。广泛用于挤压铝合金型、棒、管材。

拆卸模：由数块拼装组成一整体模子。用于生产阶段变断面型材。模子是由大头和小头两部分构成。而这两部分又分别由多块组装而成。

组合模：用于生产内径较小的管材、各种断面形状的空心型材。

专用模具——如水冷模、宽展模等等。

3、根据模孔压缩区的形状，可将挤压模具分那几种？最常用的是什么模子，主要用于挤压什么产品？

答：平模、锥形模、平锥模、流线形模和双锥模等；

平模：挤压铝合金型材、棒材，镍合金、铜合金管、棒材。

锥模：挤压铝合金管材，高温合金钨、钼、锆等。

4、分流模、舌型模都是用于挤压空心制品的，他们各自的优缺点是什么，适用于挤压什么产品？

答：桥模（舌形模）：所需的挤压力较小，焊合室中延伸系数大，主要用于挤压硬合金空心型材。但挤压残料较多。

平面分流模：多用于挤压变形抗力低、焊合性能好的软合金空心型材。残料较少。

5、平模和锥模各自有什么优缺点，适合挤压什么样的产品，为什么？

答：平模：α=90°。挤压时，可以，形成较大的死区，从而获得优良的制品表面。但是，倘若死区发生断裂时，则会在制品表面发生起皮或分层。挤压力较大，特别在较高温度和高强度的合金是，模孔会因塑性变形而变小。应用：挤压铝合金型材、棒材，镍合金、铜合金管、棒材。锥模：

当α=45~60°时，挤压力最小；当α=45~50°时，死区很小，甚至消失。应用：挤压有色金属时通常选择α=60~65°。

挤压铝合金管材，高温合金钨、钼、锆等。

6、为下列铝合金挤压产品选择较合适的挤压模具：无缝圆管材、棒材、直角型材、舌比较小的半空心型材（普通平面模）、纯铝空心型材、2A11硬铝合金空心型材（舌型模）、宽度等于挤压筒直径的排材（宽展模）

7、锥模设计时，如何选择模角？

答：锥模：当α=45~60°时，挤压力最小；当α=45~50°时，死区很小，甚至消失。挤压有色金属时通常选择α=60~65°。

8、模具工作带的作用是什么？确定工作带长度的原则是什么？

答：工作带的作用：稳定制品尺寸，保证制品表面质量。

工作带长度的确定原则：A、工作带的最小长度，应按照挤压时能保证制品断面尺寸的稳定性和工作带的耐磨性来确定。一般最短1.5~3mm。

B、工作带的最大长度，是按照挤压时金属与工作带的最大有效接触长度来确定。铝合金一般最长不超过15~20mm。

9、挤压模具设计时，为什么要设计入口圆角？

答：模孔入口圆角半径r的作用：防止低塑性合金挤压时产生表面裂纹；减轻金属在进入工作带时产生的非接触变形；减轻高温挤压时模子入口棱角被压秃而很快改变模孔尺寸。

10、在什么情况下要设计多孔模，多孔模设计时如何合理布置模孔？

答：挤压直径较小的棒材、简单断面的小规格型材、线坯等时，为提高挤压机生产效率，避免挤压比过大引起挤压力过高或挤不动等，造成锭坯过短，成品率太低等，采用多孔模挤压。

布置：a、模孔布置在距模子中心一定距离同心圆上，且各孔之间的距离相等；b、孔与孔间、模孔边部距筒壁间应保持一定距离（见表5-2）。同心圆直径D与挤压筒直径D0有如下关系：D=D0/[a-0.1(n-2)]

11、在50MN挤压机直径为360mm的挤压筒上，挤压直径为40mm棒材，合理的挤压比范围为10~15，模孔数目为多少合适？

答：

12、单孔型材模设计时，如何合理布置模孔？

答：单孔挤压时的模孔布置

(1)具有两个以上对称轴的型材，型材的重心布置在模子中心。

(2)具有一个对称轴，如果断面壁厚差不大，应使型材的对称轴通过模子的一个坐标轴，使型材断面的重心位于另一个坐标轴上。

(3)对于非对称的型材和壁厚差别很大的型材，将型材重心相对模子中心偏移一定距离，且将金属不易流动的壁薄部位靠近模子中心，尽量使金属在变形时的单位静压力相等。

(4)壁厚差不太大，但断面较复杂的型材，将型材断面外接圆的圆心布置在模子中心。对于挤压比很大，金属流动困难或流动很不均匀的某些型材，可采用平衡模孔或增加工艺余量的方法。

13、多孔型材模设计时，如何合理布置模孔？

答：多孔挤压时的模孔布置：挤压多孔型材时，模孔布置必须遵守中心对称原则，可以不遵守轴对称原则。配置模孔时，型材断面上薄壁部分应向着模子的中心；对称性较好、壁厚差不大的型材，模孔的重心应均布在以模子重心为圆心的圆周上。为了保证模子强度，多孔型材模的模孔之间也应保持一定距离。为了保证制品的质量，模孔边缘与挤压筒壁之间的距离不能太小，避免制品边缘出现成层缺陷。

14、多孔模设计时，为什么模孔既不能过于靠近边缘（挤压筒壁），也不能过于靠近模子中心位置？

答：因为会降低模子的强度和导致死区流动，从而恶化制品表面质量出现起皮和分层等缺陷。

15、多孔模设计时，为什么通常不在模子中心位置布置模孔？

答：模孔离模子中间的距离不同，金属流动速度有差异的现象，越靠近模子中心的金属越容易流动。在制品表面的内侧出现裂纹。

16、不等壁型材模设计时，如何确定不同壁厚处的模孔工作带长度？

答：当型材断面较复杂，仅依靠合理布置模孔难以消除金属流动不均时，可采用不等长工作带。即：型材断面壁厚处的工作带长度大于壁薄处。也就是说比周长小的部分工作带长度大于比周长大的部分。

17、在型材模具设计时，如何平衡模孔不同部位金属的流动速度？

答：（1）合理布置模孔（2）确定合理的工作带长度（3）设计阻碍角或促流角（4）采用平衡模孔（5）附加筋条（6）设计导流模或导流腔

18、在槽形型材模具设计时，为什么型材模孔的角度应增大1°~2°，