毕业设计论文铝合金风帽挤压工艺分析及模具设计.docx

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1、摘要本文详细研究铝合金风帽挤压成形工艺，及其相应的模具设计。分析铝合金风帽的成型工艺，主要分析温度、型腔结构对成型力和模具充填情况的影响，然后通过查阅相应的专业资料以及进行必要的公式计算，给出了铝合金风帽的温挤压工艺参数的选择、模具设计以及设备选择，主要是通过查阅相应的专业资料对型腔、模架、以及各零件的设计、确定模具的挤压力。最后，根据分析结果，选择最佳的挤压温度和挤压方式，进行模具的结构与计算设计，设计中应尽量采用标准件，设计结束后，利用AUte)CAD等绘图软件进行模具图的绘制。至此，整个设计工作全部完成。模具结构特点，采用下顶板来进行卸料，下凸模主要用于反挤压，上凸模和限流套主要用于正挤

2、压成型。关键词：铝合金风帽；挤压；模具设计AbstractInthispaper,theextrusionprocessanddiedesignofa1uminuma11oyhoodarestudiedindetai1.Thispaperana1yzestheformingprocessofa1uminuma11oywindcap,main1yana1yzestheinf1uenceoftemperatureandcavitystructureonformingforceandmo1dfi11ing,andthengivesthese1ectionoftechno1ogica1paramete

3、rs,mo1ddesignandequipmentse1ectionofwarmextrusionofa1uminuma11oywindcapbyconsu1tingthecorrespondingprofessiona1informationandnecessaryformu1aca1cu1ation,main1ythroughconsu1tingthecorrespondingprofessiona1informationoncavity,mo1dbaseAswe11asthedesignofeachpart,determinetheextrusionpressureofthedie.Fi

4、na11y,accordingtotheana1ysisresu1ts,choosethebestextrusiontemperatureandextrusionwaytodesignthediestructureandca1cu1ation.Thestandardpartsshou1dbeusedasmuchaspossib1einthedesign.Afterthedesign,useAutoCADandotherdrawingsoftwaretodrawthediedrawing.Sofar,thewho1edesignworkhasbeencomp1eted.Thediestructu

5、refeaturesthatthe1owertopp1ateisusedforun1oading,the1owerpunchismain1yusedforbackextrusion,andtheupperpunchandcurrent1imitings1eevearemain1yusedforforwardextrusion.Keywords:a1uminuma11oyhood;extrusion;mo1ddesign摘要I1绪论11.1 概述11.2 模具工业发展趋势综述11.3 本课题研究的意义21.4 本课题研究的内容21.5 成形工艺方案的模具分析32.1 铝合金风帽的分析32.2 挤

6、压工艺性能分析52.2.1 挤压结构工艺分析52.2.2 挤压精度尺寸性能分析63挤压模具的设计83.1 温挤压模具的设计83.2 反挤压凸模的设计93.3 组合凹模的设计113.4 压力机的选择163.5 导柱导套的选择183.6 卸料、顶出装置的选择203.7 上垫板、下垫板的设计213.8 模具的紧固254模具的润滑以及模具材料的选用284.1 模具的润滑284.2 模具材料的选用29总结31参考文献32致谢33附录34附录A341绪论1.1 概述本课题研究铝合金风帽挤压成型工艺分析及模具设计。本文提出采取温挤压挤压成型技术是在冷挤压塑性成型基础上迅速发展起来的一种少无切削塑性成型工艺，

7、其变形温度通常认为是在室温以上,再结晶温度以下。温挤压与冷挤压相比，变形力小，因而模具寿命高，设备能力小；与热挤压相比，尺寸精度高，表面质量好，材料利用率高。但是温挤压工艺应用生产的历史较短，在技术方面尚有较多的问题有待进一步研窕。随着社会需求的多样化和个性化以及许多新材料、新工艺的广泛应用，对现代模具的结构形式和型腔要求也日益复杂。若采用传统的模具制造方法，不仅成本高、生产率低，而且很难保证模具的质量要求。有些专家预测，不远的将来，中国将成为世界上最大的制造中心，这给我国的模具行业提供了前所未有的发展机遇。因此，加快高技术设备如数控加工、快速制模、特种加工在模具行业中的应用，加大新兴CAD/

8、CAM技术在模具设计与制造中的应用比例，加速模具新结构、新工艺、新材料的研究和强化模具高级技术人员的培养，已成为我国模具行业再上一个新台阶的关键“1.2 模具工业发展趋势综述振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”也已经取得了共识。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中，60%80%的零部件都要依靠模具成形。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。目前全世界模具年产值约为600亿美元，

9、日、美等工业发达国家的模具工业产值已超过机床工业，从1997年开始，我国模具工业产值也超过了机床工业产值。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，因为模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。鉴于模具工业的重要性，在1989年3月国务院颁布的关于当前产业政策要点的决定中，把模具列为机械工业技术改造序列的第一位、生产和基本建设序列的第二位。1997年以来，又相继把模具及其加工技术和设备列入了当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录和鼓励外商投资产业目录。经国务院批准，从1997年到2000年，对80多家国有专业模具厂实行增值税返还70%的优惠政策，

10、以扶植模具工业的发展。所有这些，都充分体现了国务院和国家有关部门对发展模具工业的重视和支持。1.3 本课题研究的意义毫无疑问，随着锻造技术的日益发展，锻造方法在工业生产中的作用，锻造生产对公民经济的贡献更为重大，锻造方法多用于毛坯生产的现状将会得到改变。随着锻造方法和设备的不断完善和提高以及新的锻造技术的出现，锻造生产的领域将会更加广阔。因此，本课题提出改为锻造工艺生产。以提高产品的性能。本课题对提高活塞产品综合性能具有重要意义。1.4 本课题研究的内容铝合金风帽挤压成型工艺分析及模具设计，该题目采用温挤压成形工艺。1 .铝合金风帽的挤成型零部件型腔是直接成型塑料制件的部分，它通常由凸模、凹模

11、、型芯或成型杆、镶块等构成。模具的型腔由有凸模和凹模等有关部分联合构成压工艺分析。1）对铝合金风帽挤压成型凸模的设计以及材料的选择2）对铝合金风帽挤压成型凹模的设计以及材料的选择2 .对模座的选择、压力机的选择3 .导向部分和卸料部分为了确保凹模与凸模合模时准确对中而设的导向零件。通常有导向柱、导向孔或在动模与定模上分别设置相互吻合的内外锥面。在开模过程中，将塑件从模具中顶出的装置。顶出装置主要由顶杆、顶板、顶出底板以及流道拉料杆等组成。1）对铝合金风帽导套、导柱的设计以及材料的选择4 .对上下垫板的设计5 .对铝合金风帽挤压成型的销钉、螺钉的选择6 .模具的紧固为了使模架在工作是固定不动，需

12、要对模具的凸模以季凹模进行紧固。1）凹模固定圈的设计2）凸模固定圈的设计2对应成形工艺方案的模具分析2.1 铝合金风帽的分析铝合金风帽的种类繁多，此铝合金风帽的挤压工艺分析和模具设计，同时为其他铝合金风帽的工艺和模具设计提供参考。下图2.1和图2.2为铝合金风帽模具的三维图形以及铝合金风帽的零件图。图2.1铝合金风帽三维零件图71h12dAI吃15-6061H1(SO51Xia2ab43口25*15-g032h13u)y/Rq6.3fJ(00W)图2.2铝合金风帽原始二维零件图图2.3铝合金风帽原始三维体积图分析图可知，该零件形状简单，成形质量要求较高。若采用传统的热段工艺，虽然塑性变形过程较

13、为容易，但由于热段过程中存在氧化及氧化皮，难以保证腔室的成型尺寸和精度要求。而采用冷挤压工艺，则需要较大的成形力，因此，综合分析此零件的成型特点，拟采用温挤压工艺，可有望使得挤压件良好，挤压载荷适中，并能够获得较好的技术和经济效益。通过对零件图的分析研究，最后确定选取坯料为圆柱体坯，其尺寸为00=711XI17加几取成形温度为750。根据挤压件图确定毛坯为圆柱体坯，为便于置入坯料与定位，坯料直径尺寸要略小于凹模型腔尺寸，取0706加，同时根据变形前后体积不变的假设确定坯料高度为12族.虽然该零件造型部分的凹模型腔较深，但是考虑到温挤压时金属流动性较好因此你采用一步挤压成型，其成型工艺为：毛坯下

14、料一毛坯加热一温挤压。2.2 挤压工艺性能分析2.2.1 挤压结构工艺分析根据挤压件图确定毛坯为圆柱体坯，为便于置入坯料与定位，坯料直径尺寸要略小于凹模型腔尺寸，取070,咖，同时根据变形前后体积不变的假设确定坯料高度为12版儿虽然该零件造型部分的凹模型腔较深，但是考虑到温挤压时金属流动性较好因此你采用一步挤压成型，其成型工艺为：毛坯下料一毛坯加热一温挤压。为了满足成形工艺、成形件质量与尺寸要求，模具应具有：（1）顶杆的设计：由于内腔室为非加工表面，尺寸要求较为严格因此将法兰底面设计为顶出部位，且考虑爪形部分模具型腔较深。出模较为困难，再设计顶出装置时使用1个顶杆。（2）上下模的材料选择：由于

15、该工艺成型温度较高,模具在工作中温度可达到300-500,为避免模具发生损坏，模具材料选为在高温下具有较高硬度和耐磨性的高速钢W18Cr4Vo（3）模具初次使用前应进行预热，工作中要冷却，尽可能是模具在工作中保持在200C300C左右。铝合金风帽温挤压模具的工作原理：（1）在模具开启位置，将加热好的圆柱体坯料放入凹模型腔，有型腔的圆柱面定位，然后凸模下行，进入凹模型腔，坯料在凸模的压力下发生变形，直到充满型腔。变形结束后，压力机带动凸模上行，离开凹模型腔，此时顶杆托板带动1个顶杆共同将工件顶出凹模型腔。该铝合金风帽形状简单，模具型腔较深，其模具结构、挤压温度、模具型腔形状、润滑剂选取与润滑系数、设备与能力选择等，都对铝合金风帽成型质量具有重要影响。由于采用挤压成形工艺进行铝合金风帽的成型，因此对产品的三维造型以及成形工艺方案分析和模具设计方面提出了更高的要求。例如：挤压之前应对所需坯料的体积做精确的计算，由于挤压过程所需要的挤压力是比较大的，因此应在挤压模具的设计过程中充分考虑到模具的强度问题。在进行了以上步骤的设计后，我们对模具的设计和制造中可能会遇到的问题有了充分的认识，下面就是模具设计的过程。根据温挤压图的形状和尺寸，设计的温挤压铝合金风帽的模具结构如下图3所示：图3.1铝合金风帽温挤压模