挤压模具毕业设计论文（精选8篇）
篇1：挤压模具毕业设计论文
铝型材挤压模具管理制度
一、申请开模
1、按照客户或销售人员提供的的图纸或样品由公司委托模具生产厂家制图，图纸经审核后由模具管理员或销售经理提出开模申请，再经公司领导批准后开模。如果属于用户提供的图纸或样品，需开模具的图纸必须经过客户的认可并签字。
2、模具订购单经公司领导签字后生效并传真至模具生产厂家，五金库房、模具管理员和销售经理各执一份。
二、模具验收
1、模具发到公司后，由五经库房根据订购单进行数量验收，与订单不相符合或无订单的模具不予验收。
2、经五金库房验收并办好入库手续后，由模具管理员在五金库房办理领用手续。模具管理员和修模工共同进行检查验收，验收内容包括：检查模具的外形尺寸、断面是否和图纸相符以及模具的硬度等。每付模具建立模具跟踪随行卡，并在电脑上建立模具台帐。
三、试模
1、由模具管理员开《试模通知单》，交予生产排产员，由生产排产员下达生产指令安排挤压车间试模，挤压车间主任确定试模时间。
2、新模试模尽可能安排在白班，可以将容易出料、难度系数小的模具安排在夜班试模。试模时，模具主管及修模工亲临现场。特殊品种试模时，挤压车间主任和公司领导也需参加。
3、试模前的准备工作要充分：（1）筒温、模温和棒温要符合生产工艺要求；（2）挤压机中心调整，三心同一，即挤压轴、盛锭筒、模座中心在一条线上；（3）工装具；（4）量器具及产品图纸。
4、试模的铝棒不能太长，挤压上压不能太快，试模的料头30-50mm长，标注上下面、模具编号及出料方向。填好模具使用记录。
5、由试模的挤压班长负责取好样品，模具管理员对样品质量进行检测，特殊模具需出具《试模检验报告》。一式三份，一份自留，一份交排产员，一份交挤压车间。向客户提供的样品，质量检测达到用户要求，保证客户要求的长度及数量。
6、每次模具的试模情况在模具随行卡和模具台帐上如实填写。
7、如果新模具修三次试四次不合格，将模具退回模具生产厂家，要求模具生产厂家重新开模具，模具车间主任将信息及时反馈到销售部、排产员或直接反馈给客户。
四、生产用模
1、生产班组根据生产计划单的要求到修模房领用模具，模具和模具随行卡同行到机台。
2、机台的模具暂时不需加热的，要放到机台模具专用架上，不得直接放在水泥地面上。
3、需要加热的模具，用专用工具将模具横放到模具加热炉内，严禁平放在炉内，更不能用力扔在炉内，避免砸坏模具炉或模具。须填写模具加热时间。
4、模具加热温度及加热时间符合工艺要求，才允许上机使用。需用专用垫的模具必须使用相应的专用垫。
5、原则要求在哪个机台试的模具就只能在哪个机台使用，严禁不同机台模具混用。使用中，要取好模具料头，长度一般20-30mm，并做好标识。在《模具使用原始记录》上填写清楚。
6、已完成计划或暂时不用的模具，在炉内加热或未加热的模具都要送回模具房。
7、在模具炉模具连续加热不得超过12小时。如果有生产计划而加温超过12小时，要把模具从炉内夹出来冷却，需要加热时再进行加热。
8、从挤压机上卸下来的模具，煲模工及时把模具上的料头铲掉。模具冷却后再
送往模具房进行煲模。
五、煲模
1、煲模池的碱水浓度适宜，不要太浓，且进行加热。
2、需煲的模具往池中放的时候要注意安全，避免碱水溅出伤人。
3、模具煲到一定时候，要把组合模具敲开，注意不要损伤模具。能敲出的铝块尽量敲出，减少不必要的铝损耗。
4、煲干净的模具用清水冲洗干净后，送到修模房。
5、煲模要及时，当班用的模具在机台停留时间不得超过1小时。加急的模具需立即煲模。
六、修模
1、修模工根据挤压车间生产班组的模具使用原始记录和取的料头认真判定情况，科学、合理修复模具。
2、模具抛光要全面彻底。抛光工未经同意不得修复模具。
3、修复好的模具，在模具上标注清楚模具的编号、壁厚和机台，及时发往机台或者直接上架。
4、修模工必须对长时间未用的模具做好维护工作，要定期对模具涂油，避免模具工作带生锈。
5、每次送往挤压机台的模具，先认真检查，重新进行抛光等处理，保持模具表面干净、清洁。
篇2：挤压模具毕业设计论文
模具上机能否挤出合格的挤压制品受模具材料、模具设计、模具加工精度、铸锭质量和挤压工艺等因素影响，其中模具设计是关键因素之一。传统的型材挤压模具设计主要依靠设计经验的积累，一些复杂断面要靠多次的返复试模、修模、改进设计才能达到预期的效果，这样不仅造成了大量的人力与物力的浪费，而且严重影响了生产效率和供货的及时性。公司为了提高模具上机合格率，缩短铝型材的供货周期。2月底与澳汰尔工程软件(上海)有限公司签订了Altair HyperXtrude8.0sr1仿真模拟挤压软件半年期的有偿租赁使用合同。以期通过半年的时间对该软件的使用，了解软件的实际使用效果。确定是否购买该软件的永久使用权。目前该软件的半年租赁期时间已到期，现对该软件的使用情况做以下总结：
一、软件工作原理：
1、挤压仿真模拟主要是利用HyperXtrude这款基于流体力学和结构力学的有限元分析软件，对建好的三维模型进行有限元分析，研究金属流动规律以及模具和挤压加工过程的温度场、速度场、应力应变场及其变化规律;可以预测实际挤压过程中可能出现的缺陷，及早优化模具结构设计、调整挤出工艺参数和有针对性指明技术解决方案。可有效优化挤压工艺及挤压模具设计图，提高模具设计水平和模具一次上机合格率，减少试模次数，缩短铝型材的供货周期。
2、挤压仿真模拟主要过程可以分为七个步骤：
1、根据模具设计的二维图纸在三维软件中建立挤压模具精确的三维实体模型；
2、把三维CAD数据导入HyperXtrude软件中进行分模，建立3D型材、工作带、焊合室、分流孔以及棒料；
3、对3D实体建行合理的二维与三维网格的划分与创建；
4、创建挤压分析模型，包括挤压工艺参数、实际工作带轮廓、边界条件、材料等；5建立挤压分析参数，包括求解控制参数、提交作业；
6、在HyperView进行后处理，得到可视化的结果；7对结果进行分析，优化模具结构设计、调整挤出工艺参数。
3、使用仿真模拟挤压软件主要工作分为两部分：一是验证软件的可靠性。对已经上机的模具进行建模分析计算，与第一次上机挤压得到的料头进行分析，比较挤压流速情况是否与模拟得到的结果一致。二是优化模具设计。对刚设计好还没制作的模具进行分析，研究金属流动规律以及模具和挤压加工过程的温度场、速度场、应力应变场及其变化规律，预测模具设计中出现的缺陷，及早优化模具结构设计。
二、使用情况：
1、Altair HyperXtrude8.0sr1仿真模拟挤压软件购买租赁合同签订后，就组织模具相关技术人员由软件公司技术人员进行为期9天的培训。并根据仿真模拟挤压软件建模需转换三维图的需要，由分厂与人力资源处一同聘请福建工程学院的教授对设计人员进行Pro ENGINEER软件三维图操作进行为期6天的培训。我公司模具技术人员基本掌握了HyperXtrude 软件的应用技术和Pro ENGINEER软件三维图操作技能。
2、2008年5月28日下午，由加工分厂厂长吴世文主持，公司和加工分厂有关领导、模具设计人员及修模班组长等参加，对仿真模拟挤压软件使用情况进行阶段性总结。3月至5月完成了21套模具进行仿真模拟挤压流速状况分析，还完成了3套模具进行仿真模拟挤压软件模具强度分析。相关技术人员对使用软件情况进行了交流，公司领导和分厂领导肯定了软件的使用情况和相关技术人员作出的努力，并对后期软件开展工作做了部署。
3、半年使用期中我们先后对62套模具进行115次模拟，对5套模具做了强度校核。对这些模拟过的模具进行跟踪，取到了33个挤压料头，并把这些料头与模拟的结果做了详细的分类比较如下：（1）、推拉窗型材模具有15套，取到6个料头，6个料头与模拟的结果都完全相同；（2）、幕墙型材模具有18套，取到12个料头，有9个料头与模拟的结果是完全相同，2个部分相同，1个不同；（3）、工业型材模具有24套，取到13个料头，有11个料头与模拟的结果是完全相同，1个部分相同，1个不同。（4）、隔热型材模具有5套，取到2个料头，2个料头与模拟的结果都完全相同；从模拟结果来看，平模、单孔分流模和小断面双孔分流模的挤压流速状况与模拟结果很一致，我们都能很好预测实际挤压过程中可能出现的缺陷，做到及时优化模具设计。对模拟结果和挤压
流速状况不一致的、有的部位还是相反的断面模作了详细分析发现，它们都是大型、复杂、多舌芯的模具，这类模具的强度都不太好，模具加工尺寸不很到位，模具的误差偏大，使得模拟效果不太好。模拟62套模具中取到了33个挤压材料头，33个挤压材料头中有28个料头与模拟的结果是完全相同的，表明33套模具中有28套模具的挤压料头与模拟的结果是完全相同的，这说明我们的模拟准确率达到了85%，说明仿真模拟挤压软件开展的工作卓有成效，达到预期效果（具体仿真模拟挤压情况见附件）。
4、仿真模拟挤压软件的使用和完全发挥作用还有待完善，特别是使用仿真模拟挤压软件对模具进行强度校核有待沟通、消化和完善。随着模具加工工艺和加工方法的不断改进，以及全面数控化加工的实现。我们的模拟结果会更加的准确，仿真模拟挤压软件更能发挥其指导模具设计的作用。
篇3：异形铝型材挤压模具优化设计
铝合金型材在制造业中得到了广泛的应用,尤其是大型空心型材,因其重量轻,强度、刚性大,结构紧凑等特点成为航空航天工业中必不可少的结构材料。挤压技术作为一种高效、优质、低消耗、少无切削的加工工艺,是铝合金型材成形的主要工艺方法。高质量的挤压模具是生产挤压型材的重要工具,由于技术参数多,设计难度大,目前,主要依靠设计人员的经验,对模具进行反复的试验和修改。这既延长了设计和生产周期,也大大提高了模具的制造成本。挤压模具在设计过程中涉及到的结构要素多,且各结构要素对挤压过程的影响又十分复杂,仅靠传统的实验与经验方法已不能从根本上掌握材料的变形规律。数值模拟技术是分析金属材料体积成形的最有力工具,国内外学者普遍采用有限元法和有限体积法[1~4]对挤压过程进行数值模拟。
本文以断面复杂的异形空心铝型材挤压模具为研究对象,应用有限体积方法对空心铝型材的挤压过程进行了研究。在模具基本设计要素确定的情况下,以变形坯料的流动均匀性、焊合质量以及挤出产品无弯曲、扭拧等变形缺陷为目标,采用正交试验方法对模具的主要结构参数进行了优化,获得了最佳的模具结构。
2 铝型材组合模具的设计
图1为某异形铝型材的截面图,材质6061铝合金。实际生产工况:坯料成形温度450℃,模具预热温度400℃,模具材料H13钢,挤压筒直径200mm,挤压速度2mm/s,摩擦因子0.3。由于截面形状不规则,挤压时极易产生波浪、扭拧、弯曲和焊合不良等缺陷。所设计的异形空心型材的挤压模见图2,属于典型的平面分流组合挤压模。
异形空心型材挤压采用的平面分流模主要设计要素有:分流比,分流孔的形状、大小和分布;分流桥;模芯;焊合室和定径带等。通过调整挤压模上分流孔1,2,3和4的外形和尺寸,以及分流桥的尺寸,并通过对挤压成形过程的数值模拟,获得了挤压过程中金属流动的速度场、应力场、应变场、温度场和挤压力等的变化规律,初步确定挤压模为图2所示尺寸。图3为模拟得到的挤压过程中金属流动速度的分布情况,由图中可看到材料流动均匀,挤出的型材端面平整。图4为模拟得到的等效应变分布图。
模拟结果表明用该模具挤压铝合金,变形材料在挤压过程中等效应力、应变、温度场分布均匀,有利于获得组织均匀,力学性能较好的型材。
3 挤压模具参数的正交虚拟试验
数值模拟软件,一般不能评价设计变量对成形性能的影响,只能通过正交试验[5]的设计方法来确定。通过虚拟正交试验来研究工艺参数对成形的影响,兼顾了数值模拟和正交试验的优点,能对所设计的模具作进一步优化。选取模具参数中对挤压成形有较大影响的三个因素:焊合室深度,工作带长度和焊合角,并各取三个水平,列成因素水平表1。选用正交表,列出试验方案表2。
按照正交表的试验方案,应用数值模拟软件对异形空心铝型材的挤压过程进行数值模拟虚拟试验,试验结果如表3所示。
4 虚拟试验结果分析
4.1 等效应力分析
在挤压过程中,焊合室内的等效应力越大越有利于金属的焊合。图5为不同试验条件下焊合室峰值等效应力的变化情况,从图中可看出试验9的等效应力值最大,直观分析的的最优水平组合为A3B3C2。
4.2 等效应变分析
为了获得力学性能良好的焊缝,希望等效应变越大越好,图6为不同试验条件下峰值等效应变的变化情况。从图中可以看出试验号9的等效应变最大。直观分析的最优水平组合为A3B3C2。
4.3 挤压力分析
在型材挤压过程中,挤压力越小模具所承受的载荷越小,对保证模具的使用寿命有积极影响,同时也可降低挤压设备吨位。图7为不同试验条件下最大挤压力的变化情况,从图中可以看出,试验2的挤压力最小,直观分析的最优水平组合为A1B2C2。
由表3的极差值R知,影响等效应力的因素由主到次依次是R2>R1>R3,说明焊合角对等效应力的影响最大,其次是焊合室深度和工作带长度;影响等效应变的因素由主到次依次是R1>R2>R3,说明焊合室深度对等效应力的影响最大,其次是焊合角,影响最小的是工作带的长度;影响挤压力的因素主次顺序是R3>R1>R2,说明工作带的长度对挤压力的影响最大,其次是焊合室深度,影响最小的是挤压角。综上分析,挤压力对工作带长度最敏感;等效应变对焊合室深度最敏感;而等效应力主要受焊合室深度和焊合角的影响,其中焊合角的作用相对较大。
根据计算结果,等效应力最优水平组合为A3B3C2;等效应变最优水平组合为A3B3C2;挤压力最优水平组合为A1B2C2。分流组合模具挤压空心型材时存在焊缝,而焊缝的力学性能对型材的质量有重要影响。因此,在研究时将焊合室的等效应力作为主要考虑的因素。最终选用A3B3C2为最优水平组合,即焊合室深度为30mm,焊合角为45°,工作带长度为8mm。该试验条件为正交试验中的方案9。
5 结论
(1)应用有限体积法对异形空心铝型材挤压过程进行了模拟,设计出了合理的模具结构,获得了挤压过程中金属流动的速度场、应力场、应变场和挤压力等的变化规律。
(2)在设计出的挤压模具方案基础上,选取对挤压过程有较大影响的模具参数:焊合室深度、焊合角以及工作带长度为因素,每个因素选取三个水平,设计了正交试验方案,并对试验方案进行了模拟试验。结果表明:焊合室等效应力受焊合角的影响最大;等效应变受焊合室深度影响最大;挤压力受工作带长度的影响最大。对于空心型材,焊缝的焊合质量是影响产品性能的主要因素,为此选择焊合室等效应力为主要考虑因素,确定了最优水平组合,优化了模具结构。
摘要：采用有限体积法,对异形空心铝合金型材挤压过程进行了数值模拟,获得了挤压过程中材料流动速度场、应力场、应变场和挤压力等的变化规律,设计出了合理的模具。在此基础上,选取焊合室深度、焊合角以及工作带长度为因素,设计了三因素三个水平的正交试验方案,对试验方案进行了模拟虚拟试验,确定了最优水平组合,优化了模具结构。
关键词：机械制造,挤压模,铝型材,数值模拟
参考文献
[1]Kleiner M,Schikorra M.Simulation of weldinchamber conditions for composite profile extrusio[J].Journal of Materials Processing Technology2006,177:587-590.
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[5]阎洪,包忠诩,江雄心,范美仁.型材挤压成形技术的研究[J].锻压机械,1999,34(6):50-52.
篇4：薄壁铝型材挤压模具设计和维护
关键词：铝型材；挤压模具；设计
1 挤压模具介绍
挤压模具结构设计和制造环节较多，包括选材、设计、制造、修模等环节，其成本占到型材挤压生产成本的35%左右。在型材加工生产中，一般有两种主要挤压方法：分流组合模挤压法和穿孔针挤压法。前者加工起来简单且成本较低，后者成本高且应用范围较小，在实际型材加工生产中，分流组合模应用更为广泛。
1.1 挤压模具的工作条件。对于大截面复杂型材的挤压成形，挤压难度比较大，对挤压模具的结构与形状要求也很高，特别是对于这种断面形状较复杂，壁厚相差悬殊，断面面积及外接圆大，多腔空心等型材，挤压模具的工作条件变得更加恶劣。因此，对挤压模具要求较高，主要有如下几个方面：一是高温高压条件下工作；二是要具有较好的抗磨损能力；三是具有很高的强度和韧性，避免在工作中出现应力集中而使模具破坏。
1.2 挤压模具的分类。挤压模具种类很多，根据不同的分类条件可以进行归类。分类的主要依据有模具结构和模孔压缩区断面外形。分流组合模在目前是应用最为广泛的一种模具形式，平面分流组合模的组成结构主要包括上模、下模、定位销和联结螺钉四个部分，其工作原理是在一定的挤压力作用下，锅淀通过分流孔被分流成金属流，流经焊合室进行汇集和傅合，最终由模芯和模孔流出，形成具有所要求几何形状的型材产品。
1.3 模具的设计步骤。实际生产中，产品类型、工艺方法、设备和模具结构都是影响模具设计过程的重要因素。但是在设计过程中，挤压模具模腔的设计一般按照以下步骤进行：
1.3.1 模腔参数确定和模孔布置。模腔参数的确定主要根据挤压机、工艺规程和现场工具设备来确定。模孔布置合理与否直接影响着模具强度，同时影响金属流动的均匀性。一般在设计过程中，即使非对称的型材也要尽量保证模孔的对称性，同时使其尽量接近中心紧凑一些。通常情况下，模孔多设置在同心圆上（模孔之间的间距大于30-50mm，模孔距离模具边缘大于25-50mm，模孔与挤压筒边缘的距离大于20-40mm）。
1.3.2 设计模孔尺寸。在计算模孔尺寸时，应该考虑各种因素。一般采用下列公式来计算模孔尺寸：A=A0+M+（KY+KP+KT）A0
其中A0、M、KY、KP、KT分别表示型材的工程尺寸、允许偏差、拉力作用而使型材部分尺寸减少的系数、拉伸矫直时尺寸缩减系数和管材的热收缩量。在设计过程中公式只是一个参考，还需要综合考虑模具弹塑性变形、弯曲变形等因素。
1.3.3 调整金属流动速度。合理的金属材料流动速度是指同一截面上的材料质点流出模孔的速度一致。为了达到金属流动速度合理调整的目标，不仅要增加分流孔数目，尽量对称排列，而且在确定工作带长度时，还要综合考虑壁厚差异及其与挤压筒中心的距离。在生产过程中，还可以通过调整阻流块、促流角或者分流孔的外形和数目来达到调控型材挤出断面上速度均匀性的目的。
2 分流组合模的设计
分流组合模由上、下模组合而成。其中，上模有分流孔、分流桥及模芯，下模有焊合室和型孔，在模芯与型孔上均设有工作带。对于分流组合模，制品的焊缝数与金属流的股数相同。所以分流模只适应于如铅、镁、锌及其合金等高温焊合性能好的金属，而不适合硬铝等焊合性能不好的金属。
2.1 分流比K的选择。分流孔的面积与制品面积的比称为分流比，用K表示。对于型材挤压过程而言，K值越大越有利于金属流动和焊合及减小挤压力，所以在模具强度允许的范围内，要尽量选取较大的尺值。对于空心型材，取k=10-30；而对于管材，取K=5-15。
2.2 分流孔的确定。需要确定的分流孔参数主要包括分流孔形状、数目、截面尺寸及分布。形状有圆形、腰子形和异形，对管材或简单断面型材一般取圆形，对复杂型材多采用异形。通常，可通过减少分流孔数目同时增大分流孔面积来减少焊合缝的数量和降低挤压力。对于分流孔的数目，一般有二孔、三孔及四孔等偶数个模孔，分流孔形状可以设计成斜孔，即入口小出口略大，同时也要根据型材的形状而具体确定，最终以有利于金属焊合为目的。
2.3 焊合室。增大焊合室高度有利于焊合区的焊合，但会使得模芯的稳定性下降和制品壁厚不均；当压力增大和焊合室高度过小时，就会影响焊合区的焊合质量。焊合室高度通常可根据挤压筒的直径而定（参考表1）。
表1 挤压筒直径与焊合室高度对照表
[筒径＼&115-170＼&170-220＼&220-280＼&300以上＼&焊合室高度＼&10-20＼&20-30＼&30＼&40＼&]
2.4 分流桥的确定。分流桥可按照其结构分为固定式分流桥和可拆式分流桥两种。若分流桥宽设置较小，则可以加大分流比和降低挤压力；若设置较大，则可以改善金属流动的均匀性。分流桥高度与模具强度及挤压力有直接关系，在保证模具强度情况下，应愈小愈好，若分流桥的高度过大，则压力就会变大。所以分流桥的高度值必须要能保证模具的强度。
3 挤出模具的维护
对于模具的维护和保管是直观的一个环节，从模具出厂以后就需要对模具建立档案，详细记载模具的相关情况，包括订购验收情况、工艺参数和使用过程中的技术状况、磨损和维修情况等。在平常使用过程中要根据使用强度对真空系统和冷却系统等进行必要的清理工作。使用过程中如果模具表面出现擦伤或轻微腐蚀现象，要及时用1000目以上的细砂纸打磨抛光，对严重的损伤要及时进行修复处理。在模具闲置不用的情况下要放置在清洁、干燥且通风的地方进行保管，谨防受到腐蚀，对于长时间不用的模具要采取油封等其他的防止损伤的措施。另外，模具的维修和养护需要具有专业技能的工人承担，切不可粗心大意。
参考文献：
[1]何钊.基于HyepXtrude的多孔模具研究及应用[D].中南大学，2012.6.
篇5：模具大专毕业论文
撰写毕业论文是检验学生在校学习成果的重要措施，也是提高教学质量的重要环节，来看下面关于模具大专毕业论文题目内容：
模具大专毕业论文【1】
模具设计与制造专业毕业设计
1.1 引言
现今我国模具工业呈现新的发展特点与趋势，结构调整等方面取得了不少成绩，信息社会经济全球化不断发展进程，模具行业发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济快速方面发展。
伴随着产品技术含量不断提高，模具向着信息化、数字化、精细化，自动化方面发展;模具企业向着技术集成化、设备精良化，产品品牌化、管理信息化、经营国际化方向发展。
随着汽车、IT电子、航空等相关行业领域高速发展，我国模具行业日新月异、高技术含量模具成为“十二五”发展重点。
未来中国将重点发展高技术含量模具，模具产品向轻巧、精美、快速高效生产、低成本与高质量方向发展。
1.2 模具的发展
日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品，无不与模具有着密切的关系。
模具的形状决定着这些产品的外形，模具的加工质量与精度也就决定着这些产品的质量。
因为各种产品的材质、外观、规格及用途的不同，模具分为了铸造模、锻造模、压铸模、冲压模等非塑胶模具，以及塑胶模具。
随着入世后制造业中心向中国转移，模具产业有望迎来30%的增长。
与IT业相比，模具专业的从业人员的价值会随着从业年限和经验的积累而不断提升，是一个真正的“永不衰退的行业”。
1.3 本设计研究的主要内容
本人设计的这副模具是塑料成型模具，是比较常见的塑料注塑成型模具。
通过本次设计，主要完成了以下工作：
1、使用PROE软件对塑料电表盒盖进行三维造型，并确定选择一模二腔的型腔布置方式。
2、进行模具设计。
模具设计主要包括浇注系统的设计、冷却系统的设计、成型零部件的设计、脱模机构的设计。
3、用CAD绘制了模具的二维装配图，以及型腔、型芯、定模固定板等主要零件。
4、用Pro/E完成了模具的三维装配图。
1.4 毕业设计的意义 撰写毕业论文是检验学生在校学习成果的重要措施，也是提高教学质量的重要环节。
可以这么说，毕业论文是结束大学学习生活走向社会的一个中介和桥梁。
毕业论文是大学生才华的第一次显露，是向祖国和人民所交的一份有份量的答卷，是投身社会主义现代化建设事业的报到书。
一篇毕业论文虽然不能全面地反映出一个人的才华，也不一定能对社会直接带来巨大的效益，对专业产生开拓性的影响。
但它总是在一定程度上表明一个人的能力与才华，向社会展示自身的价值。
撰写毕业论文在学业生涯中是一件值得留恋的事情。
论文写作过程中所唤起的对科学研究的极大兴趣，所激发的对科学事业的满腔热情，以及写作中辛勤的耕耘
2 成型工艺分析
2.1 塑件形状
在模具设计之前需要对塑件的工艺性如形状结构、尺寸大小、精度等级和表面质量要进行仔细研究和分析，只有这样才能恰当确定塑件制品所需的模具结构和模具精度。
零件如图所示，具体尺寸详见图纸，该塑件结构简单，生产量大，要求较低的模具成本，成型容易，精度要求一般。
图2-1 3D视图
2.2 ABS材料分析
ABS塑料系丁二烯—丙烯腈—苯乙烯组成的三元共聚物，俗称ABS塑料，其临界表面张力为34—38mN/cm，热变形温度为70—107℃，能够溶解ABS塑料的溶剂有酮、苯和酯类溶剂，而醇类和烃类溶剂对ABS塑料没有溶蚀作用，所以所选用的ABS专用涂料中一般应含有适量的上述溶剂和非溶剂。
ABS塑料的涂料选择范围较宽，以热塑性丙烯酸酯涂料为主，还有环氧醇酸硝基漆等，以下为ABS塑料的一个专用涂料树脂实例。
丙烯酸树脂组成：甲基丙烯酸甲酯40%—45%甲基丙烯酸<2%甲基丙烯酸丁酯35%—40%过氧化苯甲酰2%—5%丙烯酸羟乙酯20%偶氮二异丁腈1%—2%溶剂组成：甲苯、二甲苯50份200#溶剂汽油20份乙酸丁酯30份
1、干燥处理：80-90度,2小时。
2、熔化温度：200~240C。
3、模具温度：50~80C。
4、注射压力：尽可能地使用高注射压力。
5、注射速度：对于较小的浇口使用低速注射，对其它类型的浇口使 用高速注射。
典型用途 电气和商业设备(电视、吸尘器的外壳等)，器具(冰箱的内箱、容器等)，空调的护珊，电话壳体等。
2.3 塑料成型工艺性能分析
1.无定形料,流动性中等,吸湿大,必须充分干燥,表面要求光泽的塑件须长时间预热干燥80-90度,3小时.
2.宜取高料温,高模温,但料温过高易分解(分解温度为>270度).对精度较高的塑件,模温宜取50-60度,对高光泽.耐热塑件,模温宜取60-80度.
3、如需解决夹水纹，需提高材料的流动性，采取高料温、高模温，或者改变入水位等方法。
4、如成形耐热级或阻燃级材料，生产3-7天后模具表面会残存塑料分解物，导致模具表面发亮，需对模具及时进行清理，同时模具表面需增加排气位置。
5.塑件壁不宜太厚，应均匀，避免有尖角和缺口
2.4 塑件尺寸精度分析
模具的结构设计及制造精度直接影响到塑件的尺寸精度，在成型过程中，若模具的刚性不足或模腔内承受的成型压力太高，使模具产生变形，就肝造成塑件成型尺寸不稳定。
如果模具的导柱与导套间的配合间隙由于制造精度差或磨损太多而超差，也会使塑件的成型尺寸精度下降。
塑料制品外形尺寸的大小主要取决于塑料品种的流动性和注射机规格，在一定的设备和工艺条件下流动性好的塑料可以成型较大尺寸的制品，反正成型出的制品尺寸就比较小。
从节约材料和能源的角度出发，只要能满足制品的使用要求，一般都应将制品的结构设计的尽量紧凑，以便使制品的外形尺寸玲珑小巧些。
该塑件的材料为ABS，流动性较好，适用于不同尺寸的制品。
塑件的尺寸精度直接影响模具结构的设计和模具的制造精度。
为降低模具的加工难度和模具的制造成本，在满足塑件要求的前提下尽量把塑件的尺寸精度设计得低一些。
由于塑料与金属的差异很大，所以不能按照金属零件的公差等级确定精度等级。
根据我国目前的成型水平，塑件尺寸公差可以参照塑件的尺寸与公差(SJ1372-1978)的塑料制件公差数值标准来确定。
根据塑件的使用要求，本次产品尺寸均采用MT5级精度。
2.4.1 塑件的表面质量分析
塑料电表盒是一个结构简单，表面要求较高的曲形塑件。
产品总体长69mm,高10mm，壁厚1.5mm。
所有尺寸都未标注公差，建意采用公差等级MT5。
外观要求没有缺陷、飞边、毛刺，塑料件表面是属于外观面，模具表面要求较高，抛光要好，成型特别要注意外观质量。
经过以上分析可知，只要在合理的工艺参数下注射时，成型塑件的质量跟性能都能保证。
2.4.2 塑件的表面粗糙度分析
塑件和模具的粗糙度之间的要求是模具要高一个级别，而塑件表面粗糙度还与使用的塑件原材料有关，有些材料注塑件永远也达不到某种粗糙度要求，所以你还得考虑注塑原材料问题。
塑件的表面要求越高，表面粗糙度越低。
这除了在成型时从工艺上尽可能避免冷疤、云纹等疵点来保证外，主要是取决于模具型腔表面粗糙度。
塑料制品的表面粗糙度一般为Ra 0.02～1.25 之间，模腔表壁的表面粗糙度应为塑件的1/2，即Ra 0.01～0.63 。
模具在使用过程中由于型腔磨损而使表面粗糙度不断增加，所以应随时给以抛光复原。
该塑件外部需要的表面粗糙度比内部要高许多，为Ra0.2 ，内部为0.4 。
2.5 结构工艺性分析
(1)、脱模斜度
由于注射制品在冷却过程中产生收缩，因此它在脱模前会紧紧的包住模具型芯或型腔中突出的部分。
为了便于脱模，防止因脱模力过大拉伤制品表面，与脱模方向平行的制品内外表面应具有一定的脱模斜度。
脱模斜度的大小与制品形状、壁厚及收缩率有关。
斜度过小，不仅会使制品尺寸困难，而且易使制品表面损伤或破裂，斜度过大时，虽然脱模方便，但会影响制品尺寸精度，并浪费原材料。
通常塑件的脱模斜度约取0.5～1.5 ，根据文献[1]，塑件材料ABS的型腔脱模斜度为0.5 ～1 50/ ，型芯脱模斜度为30/～1 。
(2)、塑件的壁厚
塑件的壁厚是最重要的结构要素，是设计塑件时必须考虑的问题之一。
塑件的壁厚对于注射成型生产具有极为重要的影响，它与注射充模时的熔体流动、固化定型时的冷却速度和时间、塑件的成型质量、塑件的原材料以及生产效率和生产成本密切相关。
一般在满足使用要求的前提下，塑件的壁厚应尽量小。
因为壁厚太大不仅会使原材料消耗增大，生产成本提高，更重要的是会延缓塑件在模内的冷却速度，使成型周期延长，另外还容易产生气泡、缩孔、凹陷等缺陷。
但如果壁厚太小则刚度差，在脱模、装配、使用中会发生变形，影响到塑件的使用和装配的准确性。
选择壁厚时应力求塑件各处壁厚尽量均匀，以避免塑件出现不均匀收缩等成型缺陷。
塑件壁厚一般在1～4 ，最常用的数值为1～3 。
塑料电表盒盖壁厚均匀，周边和底部壁厚均为2 左右。
(3)、塑件的圆角
为防止塑件转角处的应力集中，改善其成型加工过程中的充模特性，增加相应位置模具和塑件的力学角度，需要在塑件的转角处和内部联接处采用圆角过度。
在无特殊要求时，塑件的各连接角处均有半径不小于0.5～1 的圆角。
一般外圆弧半径大于壁厚的0.5倍，内圆角半径应是壁厚的0.5倍。
塑料电表盒盖表面圆角半径和内部转弯处圆角都足够大。
(4)、孔
塑料制品上通常带有各种通孔和盲孔，原则上讲，这些孔均能用一定的型芯成型。
但当孔太复杂时，会使熔体流动困难，模具加工难度增大，生产成本提高，困此在塑件上设计孔时，应尽量采用简单孔型。
由于型芯对熔体有分流作用，所以在孔成型时周围易产生熔接痕，导致孔的强度降低，故设计孔时孔时孔间距和孔到塑件边缘的距离一般都尖大于孔径，孔的周边应增加壁厚，以保证塑件的强度和刚度。
第三章 成型设备的选择
3.1 注射机的分类
注塑机又名注射成型机或注射机。
它是将热塑性塑料或热固性料利用塑料成型模具制成各种形状的塑料制品的主要成型设备。
分为立式、卧式、全电式。
注塑机能加热塑料，对熔融塑料施加高压，使其射出而充满模具型腔。
1、按塑化方式分类
1) 柱塞式塑料注射成型机：它的混炼性很差的，塑化性也不好，要加装分流梭装置。
现在已很少使用。
2) 往复式螺杆式塑料注射成型机：依靠螺杆进行塑化与注射，混炼性和塑化性都很好，现在使用最多。
3) 螺杆——柱塞式塑料注射成型机依靠螺杆进行塑化与依靠柱塞进行注射，两个过程分开来。
2、按合模方式分类
1) 机械式
2) 液压式
3) 液压——机械式
3.2 注塑机的基本结构与功能
注塑机通常由注射系统、合模系统、液压传动系统、电气控制系统、润滑系统、加热及冷却系统、安全监测系统等组成。
(1)注射系统
篇6：模具设计与制造论文
近年来。为了解决全球环境污染问题，一种新的“绿色制造”概念正在流行。它的目的就是为了减轻产品对环境的污染，在设计产品的整个生命周期过程中着重考虑产品的环境属性(环保特性)，采用一种绿色技术对产品进行全方面设计。绿色制造主要包括以下几方面内容：一是制造问题，包括产品生命周期全过程；二是环境影响问题：三是资源优化问题。绿色制造就是这三部分内容的交叉和有机集成，是一个综合考虑环境影响和资源效率的现代制造模式，其目标是使得产品从设计、制造、包装、运输、使用到报废处理的整个产品生命周期中。对环境的负影响最小．资源使用效率最高。
模具工业是制造工业化生产的基础，它的生产技术水平高低．已经成为衡量制造业水平的重要标志。以前，传统的模具设计过程一般仅仅需要考虑模具产品的基本属性，如模具的功能、质量、成本和寿命等等，而很少、甚至不考虑它的环境属性。通常按常规思维来说，一个小型模具产品在完成使用后就成了一堆废弃的“垃圾”．回收利用率低。这也是在模具工业中开模难的最根本原因。因为一旦开了模，模具材料就很难再利用了，导致造价高。同时最重要的是这样也就造成了资源、能源严重浪费，而且模具材料中含有的毒、害物质，会严重污染生态环境，妨害人体健康。
绿色模具不仅仅指在使用时对环境的影响小．还应是从制造到报废的整个生命周期内对环境的破坏最小。
1模具设计
1．1传统设计与绿色设计
传统的模具设计只考虑能够设计制造出合格的模具。并不会过多地考虑材料是否对环境有影响。生产出的模具使用后能否再加工重新利用等。而在模具的绿色设计中从头至尾都考虑了对环境的影响，同时也考虑了模具的回收再利用。
1．2材料的选择
模具材料的绿色程度对最终产品的绿色性能有着极为重要的影响。绿色设计的材料选择必须建立在绿色材料的基础上．摒弃过去对材料进行表面处理所采用的化学方法．代之以物理的方法以达到防腐或易于脱模的目的。选择优质镜面模具钢加工模具型腔；用不锈钢材料来加工防腐的模具以替代电镀；或用对环境的`危害小和镍磷镀替代电镀铬。
绿色材料应具备的基本性能有：①低污染、低耗能、低成本：②易加工和加工过程中无污染或少污染：③可降解，可重复使用。
1．3设计规范化、标准化
模具标准化是组织模具专业化生产的前提。而模具的专业化生产是提高模具质量、缩短模具制造周期、降低成本的关键。
(1)采用和购买标准模架及其它标准件。模架及标准件由专门的厂家、企业通过社会化分工进行生产，使有限的资源得到优化配置。模具通常在报废之后只是凸凹模不能再用．但是模架还基本完好无损．因此使用标准模架有助于模架的再利用。
冲压模和注塑模的模架都有很多种类，而这些模架也基本是由标准的上下模座。导柱。导套等部件组成。同时．模架的标准化可以使生产模架所使用的设备大大减少，从而节约资源。也利于管理。
(2)模具各结构单元的规范化、标准化。这样可加快设计速度，缩短设计周期，方便加工管理。
1．4可拆卸性设计
模具在使用过程当中，部分零部件由于承受过大的摩擦与冲击，磨损较大。这时。只需更换这部分零部件模具仍可使用。另外。有时只要更换工作零件，即可实现一种新产品的生产。不可拆卸不仅造成大量可重复零部件材料的浪费。而且因废弃物不好处置．还会严重污染环境。因而在设计初期就要考虑到拆卸的问题：①尽可能选择通用结构，以便更换。②在满足强度要求的前提下。尽量采用可拆卸联接。如用螺纹联接，不用焊接、铆接等。
1．5CAD，CAPP，CAM，CAE应用
CAD，CAPP／CAM是模具设计走向全盘自动化的重大措施。采用CAD／CAPP／CAM技术，可实现少图纸或无图纸加工和管理，节约了资源，可缩短模具设计与制造周期。可提高模具研制的成功率及模具质量。当今CAE技术已被广泛使用。首先可以应用CAD技术设计出产品的大体结构．标出其基本尺寸，然后用CAE技术对产品进行结构分析、可行性分析及工艺分析。现在的CAD三维软件(如Pro／E、SolidWorks、UG等)基本都集成了CAE技术，可以模拟材料的流动情况及分析其强度、刚度、抗冲击实验模拟等。使用CAD／CAE为实现并行工程提供了基本平台，因此提高了模具的设计效率，缩短了整个设计周期。实现了绿色的产品分析。
1．6制造环境设计
机械生产车间，尤其是冲压车间的噪音和污染非常严重。对工作人员的身体健康造成非常大的威胁，也干扰了周边的安宁，所以，在进行模具设计的时候要对产生的噪音加以控制。甚至消除。通常消除机器噪音的方法有以下几种方法：用V带代替齿轮传动；以摩擦离合器代替刚性离合器；做好飞轮等回转体的动平衡：在压力机产生噪音的主要部位加盖隔音罩：采用有减震器的无冲击模架等。
1．7包装方案设计
包装方案的设计主要包括三方面：包装材料的选用、包装结构的改进以及包装材料及其废弃物的回收利用。包装材料的使用和废弃物对环境产生了巨大的影响．尤其是一些难以回收或难降，解的材料，这些材料只能焚烧或掩埋。因此，产品的包装应尽量从简及使用绿色包装材料(无毒、无公害、易回收、易降解的材料)，这样既可以减少资源的浪费，又可以减少对环境的污染。
1．8回收处理设计
模具回收处理就是在模具的设计阶段就考虑模具使用后回收利用的可能性及回收处理的方法及费用。回收性设计的主要内容包括可回收材料及标志、回收处理方法、回收性的技术经济评估和回收性的结构设计。其主要措施如下；①使用对环境影响较小的模具材料，如无毒无害的材料、可再生材料、易回收的材料等；②使用可重新利用的材料；③对使用过的模具零部件进行翻新、再加工等。
2模具制造
采用模具先进制造技术。
在制造过程中选用生产浪费最小、能量消耗最低的制造工艺，是实现绿色制造的重要一环。
2．1柔性制造技术(FMS)
由若干数控设备、物料运贮装置和计算机控制系统组成的并能根据制造任务和生产品种变化而迅速进行调整的自动化制造系统。它包括多个柔性制造单元。能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整，以适宜于多品种、中小批量生产，它通过简单地改变软件的方法能够制造出多种零件中任何一种零件。
2．2高速切削(HighSpeedMaclliIIing，HSM)
模具制造业是高速加工应用的重要领域。模具型腔加工过去一直为电加工所垄断，但其加工效率低。而高速加工切削力小，可铣淬硬60HRC的模具钢，加工表面粗糙度值又很小；浅腔大睦率半径的模具，完全可用高速铣削来代替电加工：对深腔小曲率的，可用高速铣削加工作为粗加工和半精加工，电加工只作为精加工。这样可使生产效率大大提高、周期缩短。钢的切削速度可达600一800m／min。
高速切削为模具制造提供了发展的新契机。它简化了加工手段，缩短了加工周期，提高了加工效率，降低了加工成本，目前它向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展，成为第三代制模技术。
2．3虚拟制造技术(virtualManufacruring)
虚拟制造是对制造过程中的各个环节。包括产品的设计、加工、装配，乃至企业的生产组织管理与调度进行统一建模．以软件技术为支撑，借助于高性能的硬件，形成一个可运行的虚拟制造环境。在计算机局域／广域网络上，生成数字化产品．实现产品设计、性能分析、工艺决策、制造装配和质量检验。
虚拟制造的特点：①无须制造实物样机就可以预测产品性能，节约制造成本．缩短产品开发周期；②产品开发中可以及早发现问题，实现及时的反馈和更正；③以软件模拟形式进行产品开发；④整个制造活动具有高度的并行性。
把虚拟制造技术应用在模具工业中，可以减少开发周期。产品设计、模具设计、模具制造过程、模具装配调试、试模均在计算机上进行，从而提高了生产效率和产品质量，并降低了生产成本，填补了模具CAD、CAM与生产管理间的鸿沟。
2．4逆向工程技术(Rever辩Enginee-ng，RE)
逆向工程是对已有的实物模型进行扫描，采集其表面的坐标数据信息，根据采集的数据生成模型表面的线框模型．之后可根据需要对模型进行凹凸模转换、比例缩放、旋转、平移等处理，再自动生成模具的加工程序。自动生成模具的加工程序可适用于广泛的数控系统。这样可以大大减少人力劳动和废料，也提高了模具的制造成功率，对模具的绿色制造起到了积极地推动作用。
2．5快速成型技术
它是近年发展起来的直接根据CAD模型快速生产样件或零件的成组技术的总称。它集成了CAD技术、数控技术、激光技术和材料技术等现代科技成果。是先进制造技术的重要组成部分。快速成型技术的应用已从原型制造发展到了模具制造，只要模具设计了出来，无论模具的结构多么复杂，都可以用快速成型技术制造出来，这是传统模具加工所无法比拟的。
模具生产周期大大缩短。同时大大节约模具生产的费用，有的可减少到传统生产方法的几分之一甚至几十分之一。因此，在实际中真正实现了模具的绿色制造。
3 结束语
篇7：薄壁筒模具设计研究论文
关键词:薄壁筒;材料改进;工艺研究;模具设计
薄壁筒剖面图见图1，其表面为Hb2覆铜，壁厚1．5mm，技术要求其内孔的公差为0.018mm，表面粗糙度为0.8，两端面不允许有裂纹等缺陷。原材料为覆铜片冲压时，其材料价格高，生产成本高，售后利润低，且供货不及时。采用20号钢做原材料后，原材料供货市场大，成本低。通过改进冲压工艺、模具及表面处理工艺后，产品质量指标与改进前质量指标相符，生产成本得到了降低。
1工艺设计
1．1工艺方案的制订
对该零件进行分析后，制定了以下两种方案:0.12AФ18+0.43Ф15+0.01850.5+0.500.8AT图1薄壁筒示意图1)下料→退火→表面处理→冲压→退火→表面处理→冲压→滚光→切口→检验→表面处理;2)下料→表面处理→冲压→退火→表面处理→冲压→表面处理→冲压→滚光→切口→检验→表面处理。经反复比较论证上述两种方案，最终采用了第二种方案。
1．2工艺重点
改进上、下模锥度及内径尺寸以控制冲压件壁厚差在0．05mm以内，保证变薄拉伸后的壁厚精度;采用表面处理，尽可能减少坯料与模具直接接触摩擦，保证变薄拉伸时的外形尺寸精度和形位公差。由于冲模具的刚性较差，所以变薄拉伸时，必须保证坯料在拉伸过程中具有良好的润滑。表面处理:即先在磷酸盐内磷化，然后在肥皂乳浊液内皂化。
1．3坯料的制取
冲压坯料采用2mm板料冲制而成，见图2。采用复合冲压既有利于冲压凸凹模调整中心，又保证了坯料的尺寸精度和形位公差，提高了生产效率。
1．4坯料的软化和润滑
冲盖引长后采用退火，可获得较佳的成形效果及减少产品冷作硬化所造成的裂纹。变薄拉伸润滑采用磷化、皂化表面处理，可显著提高冲模具的使用寿命。
2模具设计
该零件的成形采用冲盖模及拉伸成形模成形。
2．1冲盖模的设计
冲盖模结构示意图见图3，冲盖冲采用冲盖剪刀内孔导向，剪刀采用模子导向，这样既保证了三者的同轴度精度，又保证了冲压件的壁厚精度及尺寸，产品合格率达98%以上，为保证后续冲压工序的壁厚精度打下了基础。冲盖模设计要点如下:冲盖冲与剪刀采用H7/N7导向配合，剪刀与冲盖模采用H7/h6配合。
2．2拉伸成形模的设计
拉伸成形模采用导向模、上、下模成形工艺，其结构示意图见图4。坯料经过导向模导向后，进入上模工作带拉伸16mm后，进入下模进行同时变薄拉伸，最后进入钳口盒内进行退货。
3结语
长期生产实践证明，通过更换材料，采用优化成形工艺及模具设计后，薄壁筒的生产成本大幅下降，合格率达98%以上，利润增加25%。
［参考文献］
［1］王孝培．冲压设计资料［M］．机械工业出版社，1983．
篇8：银、铜基钎料挤压模具的设计
20世纪五、六十年代以后,随着航空、航天、核能、电子等新技术的飞速发展以及新材料、新结构形式的采用,对连接技术提出了更高的要求,钎焊技术迅速发展,钎焊的应用范围也日益扩大。银、铜基钎料的熔点适中,工艺性好,并具有良好的强度、韧性、导电性、导热性和抗腐蚀性,是应用极广的一种硬钎料[1]。
银、铜基钎料多数以焊条、焊丝供货,采用挤压的方式得到半成品丝坯,再经小变形量拉拔至成品。生产工艺流程中,挤压是非常关键的工序。挤压是对挤压筒中的锭坯一端施加压力,使之通过模孔成型的一种压力加工方法。银、铜基钎料的固相线温度一般较低,其挤压属于温挤压,挤压温度为400~600℃[2]。挤压的好坏直接影响到钎料制品的内在和表面质量及后续加工的难易。在此工序中经常遇到丝挤不出、丝不圆、丝径时大时小、出丝速度不均匀以及模具开裂、塌陷等情况。要解决或减少这些问题,除了选择合理的挤压工艺参数外,挤压模具的选材、结构设计也非常重要。挤压模具是挤压生产中最重要的工具,其结构形式、各部分的尺寸、所用的材料和加工处理对挤压力、金属流动均匀性、制品尺寸的精度、表面质量及其使用寿命都有极大的影响。
2 挤压模具的选材
根据挤压模具的工作条件,制造模具的材料应能满足以下要求:足够的高温强度和硬度、高的耐回火性、耐热性、足够的韧性、低的膨胀系数、良好的耐磨性和抗氧化性、较好的抗热疲劳性和断裂韧性、良好的加工性以及价格低廉等。显然,任何一种材料都很难满足上述的全面要求,所以应根据具体的工作条件选用合适的材料。
本文推荐两种热作模具钢:一种是传统的钨钼系热作模具钢3Cr2W8V,另一种是可以替代3Cr2W8V的铬钼钢4Cr5MoV1Si(相当于美国的H13,日本的SKD61)。3Cr2W8V属低碳高合金钢,具有较小的热膨胀系数、较好的耐蚀性和红硬性,热处理变形也比较小。3Cr2W8V模具钢经1 100℃油淬和550~600℃回火后,硬度为HRC50~52。它的主要特点是具有较高的高温强度,在650℃时σ0.2还可达1079 MPa。但它的韧性和塑性较差,脆性大,导热性较差,工作中易产生很大的热应力导致模具龟裂和破碎
H13是一种强韧兼备的模具钢,H13经1 050℃油淬和600~650℃回火后,硬度为HRC52~55。它的优点是导热系数大,可长时间在550℃(600℃以下)工作而不软化。此种钢的延展性、韧性较好,热膨胀系数低,可水冷而不开裂,而且粘连金属的倾向性较小[1,3,4]。
银、铜基钎料的挤压温度为400~600℃,3Cr2W8V、H13钢都可以作为银、铜基钎料的挤压模具用钢。目前国内常用的是3Cr2W8V,但它高温韧性较差,挤压过程中易出现模具的塌陷、龟裂和破碎,增加了模具的更换次数,提高了生产成本。H13的韧性和耐磨性较好,而且钎料的挤压模一般为多模孔结构,模具对金属的粘连倾向性较小,有助于提高挤压制品的质量。因此,H13钢将逐渐替代3Cr2W8V成为银、铜基钎料的挤压模具的主要用钢。
3 挤压模具的结构设计
3.1 单孔模设计
在生产实践中,挤压模具常采用平锥模,其结构尺寸见图1。
(图中α为模角;hg为工作带长度;dg为工作带直径;dch为出口直径;D为模具的外形直径;H为模具的外形高度)
3.1.1 模角α
模角是模具最基本的参数之一,是指模具的轴线与其工作端面间所构成的夹角。模角越大,金属流动就越不均匀。这是由于随着挤压模角的增大,死区大小及高度增大,死区与流动金属间的摩擦作用增强之故。挤压银、铜基钎料时,是充分利用合金良好的自焊性特点,使之在挤压筒内在一定温度、压力下自动焊接在一起,实现连续挤压。因此要尽量减少挤压死区,便于金属流动,以减少挤压力,提高模具使用寿命。平锥模的最佳模角为45~60°,在此范围内的挤压力最小,死区也很少,甚至消失。
3.1.2 工作带长度hg
工作带又称为定径带,是稳定制品尺寸和保证制品表面质量的关键部分。工作带过短,有可能使金属尚未贴到工作带壁就出了模孔,致使所得制品外形不规整、尺寸较小,而且模具易磨损,会压伤制品表面导致出现压痕及椭圆等缺陷。工作带过长,极易粘结金属,使制品表面产生划伤、毛刺、麻面等缺陷,同时挤压力将增大。因此,在银、铜基钎料挤压模具的设计中,工作带也是关键参数。由于银、铜基钎料的品种较多,规格不同,材料本身的塑变性能、挤压比、变形抗力都不一样,同时考虑制品的质量、模具的寿命、生产效率等,工作带的长度一定要合理,应既能保证制品的质量,又便于操作,有合适的挤压速度。实际生产经验表明,工作带的长度一般等于工作带直径dg的0.8~1.5倍时最优。即,hg=(0.8~1.5)dg
3.1.3 工作带直径dg
模具工作带直径与实际挤出制品的直径并不相等。在设计时应保证制品在冷态下不超过所规定的偏差范围,同时又能最大限度地延长模具的使用期限。通常用一裕量系数C1来考虑各种因素对制品尺寸的影响。
对于银、铜基钎料,挤压丝材的直径一般略大于成品丝材的名义直径,留有一道或两道拉拔变形量。裕量系数C1取0.05~0.1,即模孔的工作带直径dg=dm+C1dm(dm为丝材的名义直径)。
3.1.4 出口直径dch
模具的出口直径一般应比工作带直径大3~5 mm,过小则会划伤制品表面。为了保证工作带部分的抗剪强度,工作带与出口的过渡部分可以做成20~45°的斜面,或以圆角半径等于4~5 mm的圆弧连接,以增加工作带的厚度。
3.1.5 模具的外形尺寸
模具的外圆直径D和厚度H主要是根据其强度和标准系列化来考虑。它与所挤压的型材类型、难挤压程度及合金的性质有关。模具的厚度趋于减薄,其强度主要靠模垫和其他支承环来保证。
银、铜基钎料的挤压一般采用3 150 kN立式液压机,可以根据连续挤压模具系统中挤压筒内径的大小来设计模具的外形尺寸。模具可以设计为带台肩的外形,挤压后用冲头将制品与压余分离,模具则被冲头带出筒外。考虑到模具的热膨胀及拆装操作方便,其外圆直径应比挤压筒内径小0.5~1 mm。
3.2 多孔模设计
银、铜基钎料常以10 mm以下的焊条、焊丝供货,为了提高挤压机的生产效率或者为了限制挤压比过大引起挤压力太大,可以采用多孔模挤压。
多孔模制作的关键是模孔的个数和排列问题,银、铜基钎料细丝挤压模具的模孔一般选4~6个,排列为同心圆,且要保证孔距相等,孔的工作带长度、直径一致,这样才有利于均匀承受挤压力,使出丝速度趋于一致,以保证丝坯内在质量和表面质量的稳定性、均匀性。
4 结束语
根据上述思路,设计制作的挤压模具为银、铜基钎料挤压的顺利进行提供了有利条件,提高了生产效率,保证了产品质量。
摘要：银、铜基钎料多以焊条、焊丝供货,生产工艺中挤压是非常关键的一个工序,直接影响到钎料制品的内在及表面质量。本文在分析模具结构与挤压工艺、产品质量关系的基础上,介绍了银、铜基钎料挤压模具的选材和结构设计。通过挤压模具材料的改良和结构设计的优化,为钎料挤压的顺利进行提供有利条件,可提高生产效率,保证产品质量。
关键词：挤压模具,结构设计,银、铜基钎料
参考文献
[1]马怀宪.金属塑性加工学[M].北京:冶金工业出版社,1991.
[2]邹僖.钎焊[M].北京:机械工业出版社,1997.
[3]蔡美良.新编工模具钢金相热处理[M].北京:机械工业出版社,1998.