铝型材挤压模具3d建模（铝型材挤压模拟软件）

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现在开始吧！铝型材挤压模具设计有哪些要点铝型材挤压模具设计的八大...

今天给各位分享铝型材挤压模具3d建模的知识，其中也会对铝型材挤压模拟软件进行解释，现在开始吧！

铝型材挤压模具设计有哪些要点

铝型材挤压模具设计的八大要点

1、铝型材的尺寸及偏差

铝型材的尺寸及偏差是由挤压模具、挤压设备和其他有关工艺因素决定的<p>

2、选择正确的铝挤压机吨位

选择挤压机吨位主要是根据挤压比来确定<p>如果挤压比低于10，铝型材产品机械性能低；如果挤压比过高，铝型材产品很容易出现表面粗糙以及角度偏差等缺陷<p>实心铝型材常推荐挤压比在30左右，空心铝型材则在45左右<p>

3、挤压模具外形确定

挤压模具的外形尺寸是指挤压模具的外圆直径和厚度<p>挤压模具的外形尺寸由型材截面的大小、重量和强度来确定<p>

4、挤压模具模孔尺寸的确定

对于壁厚差很大的铝型材，难成形的薄壁部分及边缘尖角区应适当加大尺寸；而对于宽厚比大的扁宽薄壁型材及壁板型材的模孔，桁条部分的尺寸可按一般型材设计，而腹板厚度的尺寸，除考虑公式所列的因素外，尚需考虑挤压模具的弹性变形与塑性变形及整体弯曲，距离挤压筒中心远近等因素<p>此外，挤压速度，有无牵引装置等对模孔尺寸也有一定的影响<p>

5、合理调整铝金属的流动速度

合理调整铝金属流动速度就是要尽量保证铝型材断面上每一个质点应以相同的速度流出模孔<p>挤压模具设计时尽量采用多孔对称排列，根据铝型材的形状，各部分壁厚的差异和比周长的不同及距离挤压筒中心的远近，来设计不等长的定径带<p>一般来说，铝型材某处的壁厚越薄，周长越大，形状越复杂，离挤压筒中心越远，则此处的定径带应越短<p>如果当用定径带仍难于控制铝金属流速时，对于铝型材断面形状特别复杂，壁厚很薄，离中心很远的部分可采用促流角或导料锥来加速铝金属流动<p>而对于那些壁厚大得多的部分或离挤压筒中心很近的地方，就应采用阻碍角进行补充阻碍，以减缓此处的流速<p>此外，还可以采用工艺平衡孔，工艺余量或者采用前室模、导流模、改变分流孔的数目、大小、形状和位置来调节铝金属的流速<p>

6、挤压模具强度校核

由于铝型材挤压时模具的工作条件很恶劣，所以模具强度是模具设计中的一个非常重要的问题<p>除了合理布置模孔的位置，选择合适的模具材料，设计合理的模具结构和外形之外，精确地计算挤压力和校核各危险断面的许用强度也是十分重要的<p>目前计算挤压力的公式很多，但经过修正的别尔林公式仍有工程价值<p>挤压力的上限解法，也有较好的适用价值，用经验系数法计算挤压力比较简便<p>至于模具强度的校核，应根据产品的类型、模具结构等分别进行<p>一般平面模具只需要校核剪切强度和抗弯强度<p>舌型模和平面分流模则需要校核抗剪、抗弯和抗压强度，舌头和针尖部分还需要考虑抗拉强度等<p>强度校核时的一个重要的基础问题是选择合适的强度理式和比较精确的许用应力<p>近年来，对于特别复杂的模具可用有限元法来分析其受力情况与校核强度<p>

7、合理的工作带尺寸

确定分流组合模的工作带要比确定半模工作带复杂得多，不仅要考虑到型材壁厚差，距中心的远近，面且必须考虑到模孔被分流桥遮蔽的情况<p>处于分流桥底下的模孔，由于金属流进困难，工作带必须考虑减薄些<p>在确定工作带时，首先要找出在分流桥下型材壁厚最薄处即金属流动阻力最大的地方，此处的最小工作带定为壁厚的两倍，壁厚较厚或金属容易达到的地方，工作带要适当考虑加厚，一般按一定的比例关系，再加上易流动的修正值<p>

8、模孔空刀结构及尺寸

模孔空刀就是模孔工作带出口端悬臂支承的结构<p>当铝型材壁厚≥2mm时，可采用比较容易加工的直空刀结构；当t1t2mm时，可选择在有悬臂处加工斜空刀<p>

挤压铝型材开模一般要多久？

铝挤压开模的时间要多长？具体问题具体分析，铝挤压的工艺就是铝棒加温后通过挤压机和挤压模具的配合而获取的截面<p>

挤压模具

铝挤压模具的大小取决于产品截面的尺寸大小了，以4040的铝管为例，开模时间在5天左右，8080的铝管的话要10天时间，以此为例，尺寸大小与时间是成正比的<p>

模具加工

东莞信从义有开过一款挤压模具，最快的一次小模具要了2天，因为这个模具比较小<p>

铝挤压模具的工艺是锯料-车床-线割-打火花-冲孔-模具淬火-抛光-试模<p>

模具加工

模具设计有哪些基本的要点

模具设计的要点

1.模具设计的要点

（1）模具材料的选用：模芯材料的选择以资源、成本、寿命要求为基本原则，以及耐热、耐磨、耐蚀性要好，易于切削加工、熔焊、不生锈等<p>被用来做模具（模芯、模套）的材料主要有：碳素结构钢（45 钢应用最广）；合金结构钢（如12CrMo、38CrMoAl等）；合金工具钢等<p>而对于挤管式模芯的结构特点，其长嘴定径区是一个薄壁圆管，一般不易进行热处理，其耐磨性要求较严，尤其是用于绝缘挤出的模芯，多用耐磨的合金钢（如30CrMoAl）制成<p>模套材料的耐磨要求可以降低，而加工精度必须提高，往往模套以45 钢制成，内表面镀铬抛光达▽7<p>

（2）挤压式模芯（无嘴）的结构尺寸如下图：

1－d 2－d 3－L 4－L 5－D

6－M 7－B 8－D 9－ 10－

在材料确定后，以工艺的合理性，兼顾加工的可能性恰当设计各部尺寸，应注意的要点如下：

1）外锥角 ：根据机头结构和塑料流动特性设计，锥角控制在45以下，角度越小，流道越平滑，突变小，对塑料层结构有益<p>在挤出聚乙烯等结晶性高聚物时，对突变而导致的预留内应力的避免尤其重要，只有充分予以注意才能有效的提高制品的耐龟裂性能<p>角度的大小往往根据机头内部结果特点决定<p>

2）模芯外锥最大直径D ：该尺寸是由模芯支持器（或模芯座）的尺寸决定的，要求严格吻合，不得出现“前台”，也不可出现“后台”，否则将造成存胶死角，直接影响塑料层组织和表面质量<p>

3）内锥最大直径D ：该尺寸主要决定于加工条件和模芯螺柱的壁厚，在保证螺纹强度和壁厚的前提下，D 越大越好，便于穿线<p>

4）模芯孔径d ：这是对挤出质量影响最大的结构尺寸，按线芯结构特性及其尺寸设计<p>一般情况下，单线取d ＝线芯直径＋（0.05～0.15）mm；绞合线芯取d＝线芯外径＋（0.1～0.25）mm<p>既不能太大，也不能太小<p>因为过大了，一则形成线芯的摆动而造成挤出偏芯，再则会出现倒胶，既有害挤包层质量，又有可能造成断线<p>而过小，则易刮伤线芯，也使模具寿命降低；对绞线而言，由于线径不均，模孔d 过小时，则是断线的主要原因<p>通常为加工便利，且模芯孔径尺寸系列化，则多取模芯孔径d 为整数<p>

5）模芯外锥最小直径d ：d 实际上是决定模芯出线端口厚度的尺寸，端口厚度△＝1/2（d －d ）不能太薄，否则影响使用寿命；也不宜太厚，否则塑料熔体流道发生突变，并且形成涡流区，引发挤出压力的波动，而且易形成死角，影响塑料层质量，一般模芯出线端口的壁厚控制再0.5～1mm为宜<p>

6）模芯定径区长度L ：L 决定线芯通过模芯的稳定性，但也不能设计的太长，否则将造成加工困难，工艺上的必要性也不大，一般L ＝（0.5～1.5）d ，且模芯孔径d 较大时选下限，否则，反之<p>

7）模芯锥体长度L ：这往往是设计给出的参考尺寸，从上图不难看出，

tg ∕2=（D －d ）∕2 L ，亦即L ＝（D －d ）∕【2（tg ∕2）】<p>

所以L 可以依据上述决定的尺寸确定，经计算确定L 的长度，如果太长或太短，与机头内部结构配合不当，可回过头来修正锥角 ，然后再计算L 直至合适<p>

（3）挤压式模套的结构尺寸如下图：

1－d 2－d′ 3－l 4－a 5－b

6－L 7－D 8－D′ 9－

1）模套压座外径D：根据模套座(或机头结构内筒直径)设计，一般小于筒径内孔0.5～1.5mm，此间隙是工艺调整偏芯、确保同心度的必要因素，间隙不能太小，否则满足不了调偏的需要；间隙太大也不行，因为太大影响模套的稳固性，甚至在挤出过程中发生自行偏斜<p>

2）内锥最大直径D′：这是模套设计的精密尺寸之一<p>其大小必须严格与模套座（或机头内锥）末端内径一致，否则组装模套后将产生阶梯死角，这是工艺所不允许的<p>

3）模套定径区直径d：这又是模套设计的精密尺寸之一<p>要根据产品直径、各挤出工艺参数及挤制塑料特性来严格设计<p>一般d＝成品标称直径＋（0.05～0.15）mm<p>

4）模套内锥角:角是由D′、d及模套长度制约的，角又同时受到与其配套的模芯的外锥角的制约，角必须大于模芯外锥角3～10，若没有这个角度差，便保证不了挤出压力，当然挤出压力也不能太大，因为这样会影响挤出产量，因此角度差也不能太大<p>角和D′、d一样都不能按参考尺寸设计，因此三个尺寸必须同时精密计算，相互修正，并在加工中依照尺寸l和L进行调整<p>

5）模套定径区长度l：一般取l＝（1～3）d为宜，长一些对定型有利，但越长阻力越大，影响产量<p>所以，当d较大时，不能取上限<p>

6）模套压座厚度b：按模套座深度（或机头内筒出口处深度）设计，一般要大0.3～0.5mm<p>

7）模套外径d′：根据模套压盖内孔设计一般要小于压盖内孔2～3mm，但也不宜过小，否则间隙过大将造成散热不均匀<p>

8）模套总长L：这是设计给出的参考尺寸，由b和可调整的长度a来确定<p>

（4）挤管式模芯（长嘴）的结构尺寸如下图所示：

1－d 2－d′ 3－ 4－l 5－l′

6－L 7－D 8－M 9－D′

挤管式长嘴模芯的结构尺寸除定径区外，其余外形尺寸与挤压式模芯设计基本相同，现对挤管式模芯定径部分的尺寸设计做一简述<p>

1）模芯定径区内径d：又叫模芯孔径<p>该尺寸根据选用材料的耐磨性、半制品尺寸大小及其材质与外径规整程度等设计，一般设计为d＝d ＋（0.5～2）mm或d＝d ＋（3～6）mm，主要因为线芯尺寸较小且规则，而缆芯较大且外径尺寸不规则的缘故<p>为了模具系列化，通常将模芯孔径加工成整数尺寸<p>

2）模芯定径区外圆柱（长嘴）直径d′：从上图可看出d′决定于尺寸d及其壁厚，即d′＝d＋2<p>壁厚的设计既要考虑模芯的寿命，又要考虑塑料的拉伸特性及电线电缆塑料层的挤包紧密程度，一般设计为d′＝d＋2（0.5～1.5）mm，即模芯嘴壁厚为0.5～1.5mm<p>这个数值不能太大，否则拉伸比就大，塑料层拉伸后强度提高，而延伸率下降，影响电线电缆的弯曲性能；但也不能太小，太小因过薄使其使用寿命降低<p>

3）定径区外圆柱（模芯嘴）长度l：该尺寸依据尺寸d考虑挤出塑料成型特性设计，一般设计为l＝（0.5～2）d，d值大取下限，d值小取上限，用于挤护套的模芯取下限，挤绝缘时取上限<p>

4）定径区内圆柱（承线）长度l′：该尺寸由加工条件，半制品结构特性决定<p>无论如何l′必须比l长度大2～4mm，这是确保模芯强度的必需，所以l′实际是参考l决定的<p>

（5）挤管式模套的结构型式与挤压式模套基本相同<p>所不同之处是其结构尺寸中的模套定径区的直径及其长度，必须按与其配合的挤管式模芯来设计<p>

1）模套定径区直径d ：该尺寸按挤管式模芯嘴外圆直径d′、线芯或缆芯外径、挤包绝缘或护套厚度等设计<p>一般设计为d ＝d′＋2倍挤包厚度，并视绝缘（护套）厚度、产品结构要求及塑料的拉伸特性而定<p>

2）模套定径区长度l ：该尺寸往往根据塑料的成型特性和模芯定径区外圆柱（模芯嘴）的长度l 而定，一般设计为l ＝l －（1～6）mm，而且挤包绝缘（护套）厚度小时取下限（即减去值取上限）；否则，反之<p>

总之设计模具时，除考虑材料、加工、使用寿命外，还应满足下列条件：1）增加模具的压力，使塑料从机筒进入模具后，压力增大且均匀稳定，从而增加塑料的塑化和致密性，提高产品的质量；2）增长模具配合部分的塑料流动通道，使流动中的塑料进一步塑化，从而提高塑料塑化的程度；3）消除模具配合中产生的流动死角，使流道形成流线型，利于塑化好的塑料挤出；4）抽真空挤塑的模具，模芯的承线径一般应在20～40mm，模套的承线径一般在15～30mm<p>

二、工艺配模

配模是否合理，直接影响挤塑的质量和产量，故配模是重要操作技能之一<p>由于塑料熔体离模后的变化，使得挤出线径并不等于模套的孔径，一方面由于牵引、冷却使制品挤包层截面收缩，外径减少；另一方面又由于离模后压力降至零，塑料弹性回复而胀大，离模后塑料层的形状尺寸的变化与物料性质、挤出温度及模具尺寸和挤出压力有关<p>模具的具体尺寸是由制品的规格和挤塑工艺参数决定的，选配好适当的模具，是生产高质量、低消耗产品的关键<p>

1.模具的选配依据

挤压式模具选配主要是依线芯选配模芯，依成品（挤包后）的外径选配模套，并根据塑料工艺特性，决定模芯和模套角度及角度差、定径区（即承线径）长度等模具的结构尺寸，使之配合得当、挤管式模具配模的依据主要是挤出速俩的拉伸比，所谓拉伸比就是塑料在模口处的圆环面积与包覆与电线电缆上的圆环面积之比，即模芯模套所形成的间隙截面积与制品标称厚度截面积之比值，拉伸比：

K＝（D －D ）/（d －d ）

其中 D ――为模套孔径（mm）；

D ――为模芯出口处外径（mm）；

d ――为挤包后制品外径（mm）；

d ――为挤包前制品直径（mm）<p>

不同塑料的拉伸比K也不一样，如聚氯乙稀K＝1.2～1.8、聚乙烯K＝1.3～2.0，由此可确定模套孔径<p>但此方法计算较为繁琐，一般多用经验公式配模<p>

2.模具的选配方法

（1）测量半制品直径：对绝缘线芯，圆形导电线芯要测量直径，扇形或瓦形导电线芯要测量宽度；对护套缆芯，铠装电缆要测量缆芯的最大直径，对非铠装电缆要测量缆芯直径<p>

（2）检查修正模具：检查模芯、模套内外表面是否光滑、圆整，尤其是出线处（承线）有无裂纹、缺口、划痕、碰伤、凹凸等现象<p>特别是模套的定径区和挤管式模芯的管状长嘴要圆整光滑，发现粗糙时可以用细纱布圆周式摩擦，直到光滑为止<p>

（3）选配模具时，铠装电缆模具要大些，因为这里有钢带接头存在，模具太小，易造成模芯刮钢带，电缆会挤裂挤坏<p>绝缘线芯选配的模具不易过大，要适可而止，即导电线芯穿过时，不要过松或过紧<p><p>

（4）选配模具要以工艺规定的标称厚度为准，模芯选配要按线芯或缆芯的最大直径加放大值；模套按模芯直径加塑料层标称厚度加放大值<p>

3.配模的理式

（1）模芯 D ＝d＋e

（2）模套 D ＝D ＋2＋2△＋e

式中：D ――模芯出线口内径（mm）；

D ――模套出线口内径（mm）；

d ――生产前半制品最大直径（mm）；

――模芯嘴壁厚（mm）；

△――工艺规定的产品塑料层厚度（mm）；

e ――模芯放大值（mm）；

e ――模套放大值（mm）<p>

（3）放大值e 或e 的说明<p>

1）绝缘线芯模芯e 的放大值为0.5～3mm；

2）绝缘线芯模套e 的放大值为1～3mm；

3）生产外护套电缆用模芯e 的放大值、铠装电缆为2～6mm，非铠装为2～4mm；

4）生产外护套电缆用模套e 的放大值为2～5mm<p>

4.举例说明模具的选配

1）生产绝缘线芯3185mm 的实心铝导体扇形电缆，其扇形（标称）宽度为21.97mm（其最大宽度允许值22.07mm），绝缘层标称厚度为2.0mm<p>（其最小厚度允许值为2.090%－0.1＝1.7mm,模芯嘴壁厚为1.0mm，选用模具<p>

模芯D ＝d＋e ＝21.97+1.5＝23.47（mm）考虑到实体扇形及最大宽度，选取D ＝24mm<p>

模套孔径D ＝D ＋2＋2△＋e

＝24＋21＋22＋3＝33（mm）

2)生产电缆外护套，其型号为VLV，规格为1240mm ，电压为0.6/1kV，

选用模具<p>该电缆成缆后直径为23.6mm，护套标称厚度为2.0mm，取模芯嘴壁厚为1.5mm<p>

模芯孔径 D ＝d＋e ＝23.6＋3＝26.2≈27mm

模套孔径 D ＝D ＋2＋2△＋e

＝27＋21.5＋22＋4＝38mm

3）在实际生产过程中，模具的选配往往在操作规程或生产工艺卡中给出一定的经验公式，如某厂65挤塑机给出的模具选配公式（△为塑料挤包层的标称厚度）<p>

挤压式 模芯（mm） 模套（mm）

单线

绞线 导线直径＋（0.05～0.10）

绞线外径＋（0.10～0.15） 导线直径＋2△＋（0.05～0.10）

绞线外径＋2△＋（0.05～0.10）

挤管式 模芯（mm） 模套（mm）

绝缘

护套 线芯外径＋（0.1～1.0）

缆芯最大外径＋（2～6） 模芯外径＋2△＋（0.05～0.10）

模套外径＋2△＋（1.0～4.0）

线芯或缆芯外径不均时，放大值取上限；反之取下限<p>在保证质量及工艺要求的前提下，要提高产量，一般模套放大值取上限<p>

5.选配模具的经验

1）16mm 以下的绝缘线芯的配模，要用导线试验模芯，以导线通过模芯为宜<p>不要过大，否则将产生倒胶现象<p>

2）抽真空挤塑时，选配模具要合适，不宜过大，若大，绝缘层或护套层容易产生耳朵、起棱、松套现象<p>

3）挤塑过程中，实际上塑料均有拉伸现象存在，一般塑料的实际拉伸在2.0mm左右<p>根据拉伸考虑模套的放大值，拉伸比大的塑料模套放大值大于拉伸比小的塑料模套放大值，如聚乙烯大于聚氯乙稀<p>

4）安装模具时要调整好模芯与模套间的距离，防止堵塞，造成设备事故<p>

有会铝型材挤压模具cnc编程的吗

图书介绍

本书将铝型教材挤压模具设计工程实际经验与现代充行的三维设计软件Pro/E和UGII紧密结合，通过分析铝型材压模具设计的实际操作范例，使读者快速掌握铝型材挤压模具的三维设计方法、程序和步骤;结合实例详细介绍了三维设计软件中的有限元CAE模块的功能和操作，提供了一套更有效、更直观的模具强度校核方法;介绍了基于UGII二次开发环境和VC++6.0软件的专用铝型材挤压模具三维设计的CAD系统，成功地实现了铝型材挤压模具三维自动建模<p>

本书可供从事铝型材挤压模具设计、生产的工程技术人员和管理人员阅读，也可作为材料加工专业和机械设计造专业广大师生的参考书<p> 图书目录

第一篇 铝型材挤压模具3D设计CAD/CAE应用总论

1 概论

1.1 发展现状

1.2 发展趋势

1.3 本章小结

2 铝型材挤压模具设计特点和基本原则

2.1 模具设计特点

2.2 模具设计的总体原则

2.4 模具结构、加工流程与材料

2.5 铝合金材料的选取

2.6 分流模模具材料的选取

3 平模的设计方法和步骤

3.1 舌型比

3.2 挤压比

3.3 型材的外接圆径

3.4 模具的强度计算及校核

3.5 模孔的中心位置

3.6 导流孔

3.7 模孔尺寸

3.8 工作带长度和空刀尺寸

4 铝型材挤压分流模设计

4.1 原理和结构

4.2 分流模可行性区域的确定

4.3 模具强度校核和模具厚度的确定

4.4 分充模具具体结构设计

4.5 分流模设计讨论

第二篇 铝型材挤压模具Pro/E3D设计

5 平模的Pro/E3D设计

5.1 Pro/E的总体特征

5.2 Pro/E操作简介

5.3 平模Pro/E3D设计的具体操作

6 分流模的Pro/E3D设计

6.1 分流模设计计算程序

6.2 铝型材挤压分流模的Pro/E3D设计裤例

第三篇 铝型材挤压模具UGⅡ3D设计

7 平模的UGⅡ3D设计

7.1 UGⅡ简介

7.2 UGⅡ的CAD功能

7.3 平模设计程序流程图

7.4 UGⅡ的模建过程

8 分流模的UGⅡ3D设计

8.1 铝型材挤压分流模下模的建模过程

8.2 铝型材挤压分流模上模的建模过程

第四篇 铝型材挤压模具三维有限元CAE技术

9 分流模的三维有限元分析原理

9.1 挤压模具评价的重要性

9.2 挤压分流组合模三给有限元的边界条件分析

9.3 摩擦系数实验

……

第五篇 铝型材挤压模具CAD系统二次开发

铝型材挤压模具方面知识！

《铝型材挤压模具3D设计CAD/CAE实用技术》由作者李积彬编写, 冶金工业出版社出版发行, 定价28元

铝型材挤压生产过程,这个太直观易懂了!

提高铝型材挤压生产成品率的工艺方法

提高铝合金型材成品率是降低企业生产成本最直接和有效的方法<p>成品率每提高1个百分点，铝材的生产费用将降低23元～30元，以一个年产1万t铝型材的企业来说，若每吨铝型材的成品率提高5个百分点，每年可节约125万元，而这125万元是纯利润<p>成品率的提高是建立在产品质量的基础之上，与产量又是同比关系<p>提高成品率是一个系统工程，通过单一工艺方法很难大幅提高成品率，必须是多环节的累积提高<p>提高成品率又是一个细致的工作，不仅需要技术工艺做支撑，更需要严谨、务实、科学的管理<p>

1 影响成品率的因素

影响成品率的因素是多方面的，就挤压生产而言主要有以下几个方面：

（1）铝铸锭的质量直接决定挤压制品的成品率<p>

（2）模具、挤压工具对成品率有很大影响，它们直接关系到挤压制品的质量，制品合格率高则成品率就高<p>

（3）生产管理中生产计划下达的合理性以及生产报表原始数据的准确性也是提高成品率的前提<p>各种生产报表的原始数据是铝型材挤压前计算铸锭长度的重要依据<p>

（4)挤压工艺包括根据挤压比选定挤压设备、确定工艺温度及张力矫直工艺等，每步工艺是否科学、细致、合理也对成品率影响很大<p>

（5）操作人员的熟练程度和责任心是提高挤压成品率所必备的<p>

2? 提高挤压铝型材成品率的工艺方法

2.1?提高铸锭质量是保证挤压成品率的前提

铸锭对挤压生产来说是原材料<p>铸锭组织均匀，晶粒细小，无夹渣、气孔、偏析、裂纹等缺陷时，不仅可以降低挤压力、提高挤压速度，提高产品的内在质量，而且可以减少挤压制品表面气泡、气孔、划伤、开裂、麻点等表面缺陷<p>比如较小的夹渣可以通过模具工作带的狭缝排出，但会造成型材表面犁痕，产生一定长度的几何废料；较大的夹渣将被卡在工作带狭缝中不能被排出，引起塞模或挤压制品开裂而被迫更换模具，这样就会严重影响成品率<p>

2.2适当加大挤压系数，提高挤压成品率

每个铝材厂都有一系列挤压机型，各厂家根据产品的挤压比、冷床长度、制品外接圆直径、挤压筒长度和直径等，合理确定制品将在哪台挤压机上生产<p>实践证明，同样规格的制品放在不同吨位的挤压机上生产时，由于挤压系数不同，对制品的组织、性能和生产效率有很大影响，其成品率也会产生差异<p>根据2009年一年中某企业生产统计，三种不同吨位挤压机的年平均成品率范围如表1所示<p>

表1中可以看出，挤压机的吨位较大、挤压系数较大时，其成品率较高，而其挤压费用见表2，

从表2中可以看出，挤压费用并没有升高<p>所以，挤压生产时，适当提高挤压系数，不仅可以获得力学性能和组织良好的制品，同时可以提高成品率，降低型材的生产费用<p>

2.3加强生产管理，精确计算铸锭长度

铝型材在建筑、交通、电子、旅游、机械方面的应用越来越多，因此铝材厂的产品品种也在增多，带来的是模具的增多，给生产计划的安排增加了难度<p>铝型材生产计划，要根据客户要求的规格、单根重量、长度、数量和冷床长度，利用等体积或等质量的原则计算出所用铸锭的数量和长度<p>铸锭长度的计算采用等质量法较多<p>这是因为随着模具的使用及修理，各部分壁厚的变化不是同步的，很难再准确计算出制品的截面积，而且其理论线密度和实际上机试模所得到的线密度相差不小<p>

铸锭长度：

式中：

L—铸锭长度，mm；

m1—型材线密度，kg /m；

Ld—定尺长度，m；

n—倍尺数 ；

Lq—切头或切尾长度，mm；

Ly—压余长度，mm ；?

d—圆铸锭直径，mm ；

—铝合金密度，2.7 g/cm3 <p>

对于某一台挤压机来说，其使用铸锭的直径d是确定的，客户对制品的定尺长度Ld要求也是确定的，压余长度Ly通常取15mm—30mm，切头或切尾长度二者相等，一般选定在0.2m—0.8m，倍尺数n根据挤压筒长度、型材线密度、冷床长度确定，这样就只有型材的线密度m1是变化的，因此，铸锭长度L是线密度m1的函数，二者成线性关系<p>

图1是关于L-m1，曲线图，压余长度Ly是截距，而K就是L-m1直线的斜率<p>对于一台挤压机的同一个挤压筒来说，当倍尺数n变化时，只是L-m1，直线的斜率K从Kn发生变化<p>

对于挤压机上的某种制品，将定尺长度Ld、倍尺数n、切头切尾长度Lq、压余长度Ly、确定后，代入公式，可以方便迅速地画出每台挤压机上制品线密度m1与铸锭长度L的关系图（如图1所示）<p>关系图画起来快捷方便，只需计算出一个点，将它与截距点相连就是棒长和线密度的对应关系图，在图上可以准确查出铸锭长度与型材单根重量的对应关系<p>关系图清晰直观<p>有这样一张图，再利用长铸锭加热炉的剪切装置可以准确的剪出所需长度的铸锭<p>

2.4使用夹持垫，减少切头切尾长度

型材挤压冷却后要通过张力矫直来消除型材弯曲、拧扭等缺陷<p>大部分企业仍采用拉直机张力矫直，但关键问题是由于型材品种多、矫直工嫌操作麻烦，很多企业没有使用夹持垫，直接用钳口夹扁型材两头，造成拉伸后型材的两头变形长度往往在0.4m～1.2m，截面大的型材变形长度还要长些，变形部分必须切掉，否则无法去掉型材因拉直而产生的截面变形，这样就使几何废料增加、挤压成品率下降<p>

夹持垫可以使用硬木或铝块制成，根据型材的截面形状运用成组技术进行分组，尽量减少夹持垫的数量，增加夹持垫的通用性，如图2所示<p>三种规格的型材可以使用同一种夹持垫<p>

对于悬臂较长又有封闭截面的型材，矫直夹持时在封闭腔内塞入夹持垫的同时，悬臂部分也要用撑架支撑〈见图3），减少型材拉伸时长度方向沿截面上的变形量<p>

使用夹持垫后，型材的切头、切尾大大缩短，一端切掉长度一般在0.15m～0.4m之间<p>假设每班可挤压倍尺数为3的线密度0.5kg/m的型材420根，使用这种方法共可减少废料210m～420m、105kg～210kg，比不使用夹持垫时成品率可提高1.9%～3.8%，其经济效益相当司观<p>

夹持垫从制作、保管、领用要由专人管理<p>针对操作工人不愿使用，可以将成品率绩效工资分为两部分：如成品率85%以下时，成品率提高一个百分点，吨工资增加5元；成品率85%以上时，成品率提高一个百分点，吨工资增加10元，激励工人努力提高成品率<p>

2.5?使用热剪切铸棒炉，即时控制铸锭长度

近年来，越来越多的企业将链条式短铸锭加热炉更换为热剪切长铸锭加热炉（简称热剪铸棒炉）<p>热剪铸棒炉可以避免铸锭锯切、减少因铝屑而产生的损耗，挤压时主机手可根据模具的动态单支重量用热剪铸棒炉上的剪切装置随时调整剪切长度，获得任意所需长度的铝锭坯，从而使挤压出的长型材的切头切尾达到最短，进一步提高成品率<p>

有的企业使用了热剪铸棒炉后，忽略了对铸锭长度的精确计算和对此项工作的管理，交由操作工自行处理<p>操作工人往往在上模挤压时，先按模具的标准壁厚剪切一根铸锭进行试挤压，观察挤出型材的总长度是否达到倍尺和切头切尾长度要求，不合适时再粗略估计试剪第二个铸锭，再试挤，反复2～3次才能找到合适的铸锭长度，但在试挤过程中产生了不短的废料，这一试挤过程不仅降低生产效率，而且也降低成品率<p>

正确的做法是根据上机模具的上次挤压单支重量记录，查一下线密度—铸棒长（L-m1）图，稍微加长一点剪切铸锭长度（不至于产生接近6m的废料），根据挤压型材的总长，第二次剪切长度可作微量修正，就可以进入正常挤压<p>把热剪切铸棒炉剪切长度调整灵活的优点和生产管理上准确记录模具动态在挤压过程中每根型材重量、查看型材线密度-铸棒长（L-m1）关系图结合起来，才能提高生产率和成品率<p>有文献说使用热剪铸棒炉成品率可以提高4个百分点，根据其他企业的实际经验提高2个百分点是没有问题的<p>

2.6加强模具管理，准确记录动态单根型材重量

原始生产记录在管理工作中的重要性是不言而喻的，在铝型材的挤压生产中，准确记录每套模具挤出型材的线密度（或单根型材重量）是做好成品率、成本核算及模具管理的一项重要工作，它为下次本套模具上机能准确找到合适的铸锭长度提供依据<p>所以对每条挤压生产线应提供一台准确度较高的电子称，定期校验、监督复验，督促操作工或工艺员在模具生产卡片上填写型材单根型材重量，准确的记录模具在挤压过程中每根型材重量，为下次生产做好准备<p>

有的企业已使用计算机进行管理，挤压工在挤压机旁的计算机终端录入每套模具的名称、编号和上机挤压的型材根数、长度、单根重量等参数，由服务器对数据统一处理，实现了数据采集实时化、车间无纸化、统计自动化、信息公开化<p>

2.7使用无压余挤压，减少几何废料

固定垫无压余挤压是将挤压垫固定在挤压杆上，并对二者作一定的改造，挤压结束时挤压筒不后退也能较容易地将铝锭脱离，然后直接将第二根铸锭推入挤压筒，与上次剩余的铸锭压合在一起，完成挤压<p>这种方法避免了每挤压一根铸锭剪切一次压余，可根据质量要求和订货数量来决定挤多少根剪切一次，一般民用型材可40—50根剪切一次压余<p>

2.8优化挤压工艺，减少技术废料

提高成品率除了采用以上措施努力减少几何废料外，同时也要在生产过程中尽量减少技术废料，确切地说，就是让该是正品的都是正品，避免出废品<p>

影响技术废料的挤压工艺有很多方面，它涵盖了挤压生产的整个过程，主要包括铸锭质量、工艺温度、挤压速度、挤压工具、模具、转运装卸、时效热处理等等<p>除了制定先进、科学的生产工艺外，还要正确、严格地执行工艺操作规程，提高操作工人的技术熟练程度和责任心<p>

①尽量减少每班生产品种，最好是每班安排3-5个挤压品种，提高单套模具一次上机生产量<p>因为生产品种越多，使用的模具越多，由模具带走的塞铝就越多，成品率就会降低<p>

②模具对成品率的影响表现在两个方面：新模具的试模和在用模具的生产使用<p>

试模次数越多，消耗铸锭越多，成品率越低，所以要提高模具的设计、制作水平<p>

在用模具要精心维修、合理氮化、及时保养，保证每次上机合格率高，成形度好，耐用度高<p>如果每班因为模具维修不合格而发生3—4个挤压失败的铸棒，那么成品率就会下降1个百分点<p>

③挤压工具：包括挤压筒、挤压杆、挤压垫、模垫等<p>主要是要保证挤压筒、挤压杆、模具三者之间的同心度，其次是合理维修挤压筒，正确加热，保证挤压筒端面平直，消除各种引起挤压筒与模具间的配合不良现象，定期清理挤压筒内壁残铝，检查内孔壁有无损伤，正确使用模垫，提高模具支撑强度等等<p>

④挤压温度、挤压速度及冷却三者对制品的组织、力学性能、表面质量有很大影响，也会影响到成品率<p>此外，三者都会影响挤出制品的长度，铸棒温高、挤出速度快、风冷速度低时，会使制品挤出后的长度增加，增长率最大可达0.5%—1.0%，也就是影响了型材的线密度，所以，稳定的工艺也会使成品率提高<p>

⑤完善挤压后续工序，避免造成技术废品<p>挤压后续工序的转运往往造成型材的磕碰划伤，要尽量避免型材与冷床、储料台、定尺台之间的摩擦与碰撞，最好采用高温带传送的冷床和储料台<p>运输、装框、吊框等转运操作应轻拿轻放，料筐内壁最好使用高温毛毡保护<p>

3 ? 结束语

提高挤压制品的成品率是要在挤压生产全面细致的工作过程不仅技术工艺方面要到位，在管理方面也要扎实到位、做到实处<p>我国的铝型材生产企业的成品率提升尚有很大空间，成品率的提升将是一个持续的过程<p>提高成品率和提高产品质量、产量是紧密相连的，是一个企业技术和管理水平的综合体现<p>

作者单位：南阳理工学院

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