圖4建筑鋁合金模板型材—WYY1125特殊半空心型材(遮蔽式)擠壓模(2#模)示意圖
(3)模子設(shè)計方案要點及創(chuàng)新點分析
根據(jù)WYY1125型材的大舌比特點，對這種擠壓難度較大的半空心型材，對3個模具設(shè)計方案進行分析對比：
第一方案是常規(guī)的平面模，這種模具易于制作，但由于模子的懸臂部位直接承受變形金屬的作用力而使懸臂下彎，不能保證擠壓材尺寸精度和形位公差值，同時模具使用壽命很短。
第二方案是在型材的開口處加一連接條，使半空心型材變成封閉的空心型材(見圖5)，這樣就可以按普通分流模設(shè)計制作，這種結(jié)構(gòu)的模具雖然能夠保證產(chǎn)品尺寸精度和形位公差值，但是擠壓型材的連接條需要在經(jīng)淬火、時效后撕掉，當(dāng)撕掉連接條后型材的連接處粗糙度很高，需要人工長時間打磨，擠壓材成品率很低而且成本高。
圖5WYY1125型材的開口處添加連接條，使其變?yōu)榭招男筒?/FONT>
第三方案是遮蔽式模具結(jié)構(gòu)，遮蔽式模具設(shè)計原理是用相當(dāng)于分流模的模芯部分遮蔽下模模孔的懸臂部位，從而，模具的懸臂部位不直接承受變形金屬的作用力(見圖6)。懸臂部位的頂部與上模模芯頂部留有間隙””(0.8-1.0mm)，用來消除因中心彈性彎曲變形或壓塌后對懸臂的壓力(見圖6)。這種模子可有效改善由懸臂頂端部位模孔擠出型材的壁厚偏差，較好地保證型材質(zhì)量。雖然模具制作精度要求高，但模具制造廠具備足夠的加工能力。
本公司首先實施第二方案，設(shè)計制造了WYY1125-1#(平面分流組合模)模。這套模具經(jīng)試模合格后的擠壓材尺寸精度和形位精度都合格，但是給生產(chǎn)增添了不小的工作量，生產(chǎn)效率低，成品率也降低，不適合大批量生產(chǎn)。最后，經(jīng)過研究決定采用第三方案—遮蔽式結(jié)構(gòu)的模具(WYY1125—2#模見圖4)，模子尺寸設(shè)計及技術(shù)要求，見表8。
表8WYY1125—2#模尺寸設(shè)計及技術(shù)要求
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模子型號 |
模具類型 |
模 孔 設(shè) 計 尺 寸 |
熱處理硬度HRC |
模孔
表面粗糙度 |
|
WYY1125
—2#模 |
特殊半空心型材（遮蔽式）模 |
圖紙
尺寸 |
型材寬度 150#FormatImgID_5# |
型材高度
100±#FormatImgID_6# |
型材壁厚1
5 |
型材壁厚2
7 |
型材壁厚3
8 |
|
設(shè)計尺寸 |
151.25 |
100.75 |
5.1 |
7.1 |
8.1 |
48-49 |
Ra0.4mm |
(4)模子制作要點
模具制造廠擁有國內(nèi)外最先進的模具加工設(shè)備，數(shù)控車床、數(shù)控銑床、加工中心、數(shù)控電火花機床、數(shù)控雕銑機、慢走絲線切割機等現(xiàn)代化機床，在模具制作的全過程中已實現(xiàn)CAD/CAM/CAE全自動加工,可確保模具加工質(zhì)量。
WYY1125型材模選用國內(nèi)名牌廠家生產(chǎn)的4Cr5MoSiV1優(yōu)質(zhì)熱作模具鋼，電渣重熔鋼坯經(jīng)再鍛造、退火后使用，模子經(jīng)1035C高溫淬火+2次充分回火熱處理，模體硬度值確保48-49HRC。表面強化處理采用二階段氣體氮化工藝，確保模子表面硬度值在HV950-1150，氮化層厚度 100-160m，以提高模具使用壽命。
(5)成品模檢測驗收記錄見表9。
表9WYY1125-2#模檢測記錄表
|
模子型號 |
模 孔 實 測 尺 寸 |
模子熱處理硬度 |
模孔
表面粗糙度 |
|
WYY11125
—2#模 |
設(shè)計
尺寸 |
型材寬度
151.50 |
型材高度
65.65 |
型材壁厚1
5.10 |
型材壁厚2
7.10 |
型材壁厚3
8.10 |
|
實測
尺寸 |
151.40 |
65.55 |
5.08 |
7.08 |
8.08 |
48-49HRC |
Ra0.4mm |
(6)試模記錄見表10。經(jīng)二次修模與改進，2#模完全達到技術(shù)要求，生產(chǎn)出合格型材。
表10WYY1125-2#模兩次(第一次，第二次)試模的擠壓材檢測記錄
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WYY1125—2#模 |
圖紙尺寸 |
型材寬度 |
型材高度 |
型材壁厚1 |
型材壁厚2
|
型材壁厚3
|
|
|
|
實測尺寸 |
149.8 |
64.90 |
4.98 |
7.0 |
7.99 |
一次90.1° |
二次89.8° |
一次90.1° |
二次89.7° |
4.模板型材模具批量擠壓生產(chǎn)效果分析
4.1WYY1237型材一共投做4套模，有3套模投入生產(chǎn)，有一套在待生產(chǎn)。現(xiàn)已經(jīng)交出產(chǎn)品800多噸。其中，WYY1237-1#模因最初未設(shè)置吊橋，在擠壓過程中，模具彈性變形較大，型材的壁板中心部位尺寸偏小，且平面間隙超差。經(jīng)研究決定在寬展模的孔腔內(nèi)安裝上了兩個吊橋，這樣既提高了模具的抗彎強度，也均衡了金屬的流動。經(jīng)修改、維修后的WYY1237-1#模上機擠壓出的型材尺寸合格。這套模在擠壓出200多噸型材后因出現(xiàn)疲勞裂紋報廢。模具使用壽命較原來25噸/每模提高了4倍以上。
在生產(chǎn)線上的-2#模、-3#模、-4#模都按-1#修改模的結(jié)構(gòu)設(shè)計制造的。現(xiàn)在-2#模、-3#模正在生產(chǎn)線服役，試模合格的-4#模在生產(chǎn)線待用。
由于模板型材模選用了優(yōu)質(zhì)模具鋼，并實施了合理的熱處理制度，模具設(shè)計制造的全過程都采用CAD/CAM/CAE全自動生產(chǎn)，每套模具都具有很高的制造質(zhì)量;擠壓廠同時嚴(yán)格模子使用制度，因此，每套模僅試模1-2次擠壓材就合格，修模量也比較小，使用壽命也比較高，達到了項目提高2-3倍的目標(biāo)。
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