隨著我國經濟的飛速發展，城市化和工業化進程加快，鋁合金擠壓型材在國民經濟各個領域中的應用越來越廣泛。型材截面向大型化，異型化方向發展，對尺寸精度和形位尺寸精度的要求也越來越高。為了提高企業的核心競爭力，實現產品的技術升級，遼寧忠旺集團近年來相繼投入巨資引進了55MN、75MN、125MN等具有國際先進技術水平的大型擠壓機及相關配套設備，承接了大量的國內外定單，產品受到了客戶的廣泛贊譽，同時也給企業帶來了良好的經濟效益。

在鋁合金型材擠壓加工過程中，模具對實現整個擠壓過程有著十分重要的意義。合理的工模具結構是實現擠壓工藝過程的基礎，因為模具是使金屬產生擠壓變形的關鍵部件，是產品成形和尺寸精度的重要保證，同時模具也是保證產品內外質量的重要因素之一。合理的工模具結構在一定程度上可控制產品的力學性能和內部組織，特別是在控制空心鋁型材的焊縫組織和型材力學性能方面尤為重要。模具外圓和厚度，分流孔的大小、數量、形狀、分布位置，焊合腔的形狀和尺寸，模芯的結構等技術參數是我們在設計模具時所要考慮的重要部分。為此，我公司在生產實踐中，不斷更新模具設計理念，采用國內外最先進的鋁型材制模設備和加工技術，制作出高質量的鋁型材擠壓模具，使鋁擠壓型材的質量和成品率不斷提高。在此，我以某輕體列車TFX-3鋁型材模具的設計、加工為例

1TFX-3鋁型材

1.1TFX-3鋁型材的特點

輕體列車車廂用空心型材TFX-3截面圖，其特點：外接圓尺寸較大，達到482mm；壁厚差大，最小壁厚t=3mm，最大壁厚為t=10mm；截面積F=73.1cm2；中空有8條加強筋，其中最長的一條斜筋長度達145.2mm。

鋁型材的合金牌號和供應狀態為6005A-T6。

為了降低擠壓力，提高模具強度，模具采用了導流孔與分流孔整體設計的方案，增加了上模的厚度，用導流孔林代導流板。這種結構能夠提高模具的整體強度，減小模具在擠壓過程中的彈性變形量，提高了模具使用的穩定性。

1.2TFX-3鋁型材模具設計、制造難點：

1)TFX-3型材外接圓尺寸為Ø480mm,75MN擠壓機的擠壓筒直徑=Ø460mm，因此，模具的供料孔（分流孔）需要大角度寬展，寬展角＝39.8度。

2)TFX-3型材的8條加強筋將模芯分割成9個芯頭，最長的斜筋長145mm，擠壓時金屬流很難充滿芯頭之間的間隙。

3）上模模芯有九個芯頭，在巨大的擠壓力作用下，模具會產生彈性變形，擠出的型材容易造成偏壁現象，因此，在設計時要求模子具備足夠的強度。

4）由于型材形狀復雜，空腔多，給模具的制造加工帶來了極大困難，因此，在設計模具時應充分考慮模具的加工工藝性。

2模具設計

2.1擠壓參數

擠壓筒直徑F=Ø460mm擠壓系數λ=22.8分流比K=ΣF分/F型=13.2。

2.2模具材料選擇

模具材料選用4Cr5MoSiV1電渣鋼，該模具鋼材料具有良好的紅硬性，耐磨性、韌性以及良好的氮化性能。由于模具的外徑尺廓較大，要求模具坯料無內部組織缺陷，無中心裂紋，模具毛坯件要求采取橫向鍛造，并且在粗加工前需進行超聲波探傷檢測。

2.3模具規格

根據型材的外接圓尺寸、分流孔布置及模具的強度要求，經計算確定：

模具直徑＝φ780mm；

模具總厚度H=425mm，上模厚度為190mm，下模厚度為115mm，模具墊厚度為120mm。

2.4模具分流孔的布置和分流比K比

模具分流孔的布置、大小、形狀直接關系到金屬供流的均衡性和制品的成形。由于該型材形狀具有較好的對稱性，因此，將分流孔布置成仁下排列的十孔結構；

中間的分流孔因靠近擠壓筒中心，兩端的分流孔遠離擠壓中心并且受到擠壓筒壁摩擦力的影響，因此，需調整各個分流孔進料面積的大小，通過計算并結合生產實際經驗，我們將中間和兩側的分流孔進料面積設計成1:1.3，。由于該型材的加強筋較長，供料困難，必須在模具中間部位再另開進料孔，中間進料孔設計成階梯形，使金屬直接流人斜筋，。根據該型材鋁合金的可擠壓性指數，模具需要選擇適當的分流比K比，分流比的大小直接影響到擠壓力的大小，并且對制品的成形和焊合質量也有直接的影響，在保證模具強度的前提下，按照經驗公式以及生產實踐，我們將分流K比確定為13.2。

為了提高上模芯的剛度，模具中間的進料孔設計成斜稍式。上模模芯增設引流槽。中間的階梯分流孔由CNC數控加工中心加工成型；橫向的導流孔和引流槽采用線切割機床和電火花機床聯合加工成型，上模模芯在電火花機床上用銅電極整體套打。

2.5TFX-3型材模孔及焊合室的尺寸設計

①在擠壓過程中，模具在擠壓力的作用下會產生彈性變形，模具的彈性變形將導致擠出的型材產生“偏壁現象”，產品尺寸不穩定。因此，在計算模孔尺寸時應加人“預變形量”，根據其所處的位置不同，中間部位的加強筋的壁厚尺寸減小，左右兩端的壁厚尺寸適當加厚。

②為了便于型材擠壓成型，焊合室采用下焊合與前室相結合的結構，下焊合室深度為32mm，前室深度為8mm，焊合室和前室均采用CNC數控加工中心加工成型。為了提高模孔加工質量，采用慢走絲線切割機床加工。

（根據模孔所處的位置和金屬供料情況，計算出鋁型材開模孔各部位工作帶長度。上模工作帶比下模工作帶長出1～3mm，這樣，在出料過程中上模芯會起到一定的整形作用。避免鋁型材開模時的大面出現凹凸缺陷。點擊常看更多。。。

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