大型型材模具设计与优化

　　这篇论文主要介绍的是大型型材模具设计与优化的相关内容，本文作者就是通过对大型型材模具设计的内容做出详细的阐述与介绍，特推荐这篇优秀的文章供相关人士参考。

　　关键词：大型型材;模具设计;模具优化;5A06合金

　　随着国防工业的飞速发展，我公司生产的重点产品日益增多。EL5711就是其中的典型产品之一，该产品订货合金状态为5A06H112。由于它的使用特殊，作为加强筋需要与其他产品焊接，对形位偏差要求特别高，因此控制好型材的成形最关键。在生产过程中，加上5A06合金本身的挤压性差，按常规设计理念设计的模具因金属流动不均，挤压出来的型材成形很差，不能满足产品要求。急需从挤压模具着手，优化设计，解决型材的平面间隙、弯曲等难题，确保生产出合格的产品。

　　1型材EL5711的特点及难点

　　EL5711型材外形大、壁厚薄，形状复杂，用户对形位偏差的要求特别高。该型材在挤压时容易出现流速不均、平面间隙超差、扩并口严重、弯曲、尺寸不合格等问题，因此模具的设计难度很大。EL5711型材结构如图1所示。根据现有设备的状况，EL5711选择在2500t挤压机ϕ260mm筒上生产。由图1可以看出型材的外形宽度是280mm，比挤压筒尺寸还大，因此必须设计宽展(导流)模才能进行生产。原模具设计方案的导流模和模具如图2、图3所示。生产出的型材成形差(如图4所示)，平面间隙(主要是280mm那个面的平面间隙)、外形开口尺寸严重超差。

　　2模具设计的优化

　　通过多次修模和生产摸索，着重从金属的流动着手，改进原始的模具设计，增加新的设计元素和设计理念，保证型材各个部位的金属流动均匀。2.1导流模设计的优化由图2可以看出：原设计的导流模中间是空的，金属流动特别快，虽然焊了两块金属板，金属流动仍然快。因此导流模必须重新设计。具体的设计思路是：将导流模的形状设计成与型材的形状相似，这样更有利于金属的供流均衡;同时将两边金属流动慢的部位型腔加大。改进后的导流模如图5所示。2.2模具设计优化新模具的设计构想是在模具上增加阻碍块，调节模具每个部位的流速。由于5A06合金是5系合金中最难挤压的合金，金属流动性差，且型材两边部的壁厚最薄，离挤压筒中心远，该处金属流动最慢。虽然中间部位的工作带已加长，但是仍不能很好地调节金属的流速。因此只有靠设计阻碍块来解决此难题，且阻碍块的高度是变化的，模具中心部位厚，边部较薄。具体模具设计图如图6和图7。

　　3模具加工工艺改进

　　新设计的导流模型腔和模具上的阻碍块采用数控加工中心精心加工，这样加工出来的模具尺寸精度高，对称性好，能够完全满足设计要求。导流模和模具成品如图8和图9所示。

　　4模具改进后效果

　　设计改进后的导流模外形更接近于型材的外形，更易于金属的填充。通过对模具以及导流模的优化设计，挤压出来的型材成形很好，如图10所示。经过矫直工序后即可满足用户对该型材超高精度的要求，即焊接面(280mm)处的平面度不大于1.2mm(每米)的要求。

　　5结论

　　(1)将导流模的形状设计成与型材的形状相似，同时将两边金属流动慢的部位型腔加大，使得金属的供流均衡。(2)在模具上增加阻碍块，调节模具每个部位的流速。(3)导流模型腔和模具上的阻碍块均采用加工尺寸精度高、对称性好的数控加工中心设备加工，使之能够完全满足模具设计要求。(4)模具设计优化后生产出来的EL5711型材确保了成形，外形尺寸以及平面度均能满足用户的需求，实现了量产，也为以后类似形状型材的模具设计提供了参考。

　　作者：刘俊义 单位：西南铝业(集团)有限责任公司