寬幅薄壁中空鋁型材模具設(shè)計(jì)

胡 焱，顧樂(lè)泳

(1.中鋁薩帕特種鋁材(重慶)有限公司，重慶 401326； 2.江陰市合欣模具制造有限公司，江蘇 無(wú)錫 214404)

寬幅薄壁多腔鋁型材集輕量化、生產(chǎn)效率高、后工序加工省時(shí)省力(如取代傳統(tǒng)的小型材 ，減少了部件的焊縫數(shù)量)等多種優(yōu)點(diǎn)于一身，在軌道列車(chē)、船舶、新能源汽車(chē)上應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

以往生產(chǎn)的鋁合金箱板擠壓型材多數(shù)的斷面寬度較小，壁厚較厚，成型較為簡(jiǎn)單，組裝后整車(chē)未實(shí)現(xiàn)最佳輕量化，且后期仍需將多個(gè)型材焊接在一起使用。多出的工序不僅使特種車(chē)廂板平整度欠佳，而且還會(huì)降低箱板的整體強(qiáng)度，在一定程度上也增加了人力成本和物料成本[1]。

隨著技術(shù)的進(jìn)步和現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，鋁合金型材正向著大型化、整體化、薄壁扁寬化、尺寸高精度化、形狀復(fù)雜化、外形輪廓美觀化的方向發(fā)展。車(chē)輛輕量化，特別是高速雙層客車(chē)和地鐵列車(chē)的輕量化是運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展方向，而大量采用大型整體壁板和空心薄壁鋁合金型材是提高車(chē)輛輕量化的最有效的途徑[2]。然而，隨著型材尺寸的增大、空腔數(shù)量的增多，模具的外形尺寸及其復(fù)雜程度相應(yīng)增大，其制造成本、單次上機(jī)成本和試模次數(shù)比小型材模具增加很多。如果能從模具設(shè)計(jì)階段把好質(zhì)量關(guān)，就能為大幅提高模具使用壽命、減少試模次數(shù)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，從而降低模具成本。

作者探討了寬幅薄壁多腔鋁型材模具的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，以提高模具的質(zhì)量、生產(chǎn)效率和成品率，降低成本，使寬幅薄壁多腔型材得到更廣泛的應(yīng)用。

1 模具設(shè)計(jì)前的注意事項(xiàng)

1.1 避免型材出料時(shí)扭擰

如果寬幅薄壁多腔鋁型材的截面不規(guī)則，則需要考慮型材出口形式(即型材從擠壓機(jī)前梁出口出來(lái))的合理性。不規(guī)則型材，意味著型材從擠壓機(jī)出來(lái)時(shí)與出料平臺(tái)的輥?zhàn)邮蔷€接觸的。如果型材斷面只有一點(diǎn)與輥?zhàn)咏佑|，型材容易因自重產(chǎn)生扭擰。因此，要使型材與輥?zhàn)佑袃蓚€(gè)接觸點(diǎn)，以保證出料的穩(wěn)定性。如果出料方式有多種選擇，應(yīng)選擇重心最為穩(wěn)定的一種，如圖1所示應(yīng)該選擇圖1a的出料方式。

圖1 某型材出料示意圖Fig.1 Profile layout

1.2 型材的關(guān)鍵特征宜在操作者可視范圍內(nèi)

型材關(guān)鍵特征盡可能在操作者的可視范圍內(nèi)。如圖2所示為某大型型材斷面。當(dāng)型材擠出后，擠壓時(shí)操作人員很容易觀察到站立側(cè)型材的成型情況，但不容易觀察到另一側(cè)的成型情況，如圖3所示。

圖2 某型材斷面圖Fig.2 Profile cross section

圖3 兩種出料方式的比較Fig.3 Two discharge methods

背對(duì)人的型材一側(cè)的成型問(wèn)題或表面缺陷往往只有當(dāng)型材被隨動(dòng)鋸(熱鋸)鋸切并移動(dòng)到拉伸機(jī)的冷床之后才能被發(fā)現(xiàn)，但此時(shí)通常已經(jīng)擠壓了兩根或多根鑄錠，報(bào)廢量大。因此，設(shè)計(jì)模具前需要將關(guān)鍵特征，即容易出現(xiàn)缺陷問(wèn)題的一側(cè)(如帶筋、腿或者有其他不規(guī)則幾何特征的一面)暴露在操作者可視范圍內(nèi)，以便出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理。

1.3 擠壓比

擠壓比是擠壓工藝中一個(gè)重要參數(shù)，也是衡量擠壓難易程度的一個(gè)重要指標(biāo)。一般來(lái)說(shuō)，擠壓比越大，制品的變形越大，所需擠壓力就越大，即擠壓的難度也越大，有的甚至?xí)霈F(xiàn)通常所說(shuō)的“悶車(chē)”現(xiàn)象。反之?dāng)D壓比越小，制品的變形越小，就越容易擠壓。但擠壓比過(guò)小，就可能將鑄造組織帶入制品中，影響產(chǎn)品性能[3]。根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)分流模來(lái)說(shuō)一般擠壓比為15～60比較合理。擠壓比太小(小于5)，金屬在模具型腔里的焊合變形不充分，容易導(dǎo)致焊合不良等問(wèn)題；擠壓比過(guò)大(大于80)，金屬在模具型腔里焊合時(shí)的靜水壓力增加，變形抗力增大，會(huì)對(duì)模具壽命和型材表面質(zhì)量帶來(lái)不利影響。

1.4 型材定尺長(zhǎng)度

型材定尺長(zhǎng)度和擠壓比有一定關(guān)聯(lián)。通常擠壓大型寬幅多腔薄壁型材的擠壓機(jī)均配置了兩種或多種直徑的擠壓筒。從提高成品率的角度來(lái)看，最優(yōu)工藝是“一錠一鋸”。也就是說(shuō)，原則上擠出型材的長(zhǎng)度不得超過(guò)冷床的長(zhǎng)度，即最大擠壓比λ≤冷床長(zhǎng)度L/使用鑄錠長(zhǎng)度H,鑄錠長(zhǎng)度應(yīng)小于擠壓筒長(zhǎng)度。最小擠壓比λ>產(chǎn)品定尺長(zhǎng)度l/擠壓筒長(zhǎng)度H[4],即用最長(zhǎng)的鑄錠能保證擠出一支成品。因此，如果寬幅多腔型材定尺很長(zhǎng)、米重(型材每米長(zhǎng)度的重量)很重，同一臺(tái)擠壓機(jī)小規(guī)格的筒徑滿足不了“一根鑄錠產(chǎn)出一支成品”的要求，工藝上只能考慮采用更大直徑的擠壓筒。模具設(shè)計(jì)人員如果首先考慮到這一點(diǎn)，在設(shè)計(jì)寬幅薄壁多腔型材模具時(shí)，就不用糾結(jié)于模具分流孔入口所在的外接圓是取大值還是小值的問(wèn)題，直接選取大規(guī)格筒徑，避免大型寬幅型材模具寬展帶來(lái)的模具加工的麻煩。

2 模具設(shè)計(jì)要點(diǎn)

2.1 模具中心的確定

盡可能以芯頭分中(劃分模具中心線，即X軸、Y軸中心線)。根據(jù)型材結(jié)構(gòu)的不同，每個(gè)設(shè)計(jì)者對(duì)模具中心的定位也不同。但對(duì)寬幅薄壁多腔型材的模具中心可以確定一個(gè)基本原則：以模具芯頭的總高度和寬度一半的位置來(lái)分別劃分X軸、Y軸中心線，以此確定大致模具中心，并依據(jù)已有的支撐墊或支撐環(huán)等配置工具進(jìn)行微調(diào)，以保證型材能順利通過(guò)，或者使支撐效果最大化。如果模具多個(gè)芯頭在高度方向上參差不齊，盡量以較多數(shù)芯頭高度的一半來(lái)確定X軸中心線。如圖4所示為空腔高度不一的某型材斷面。在設(shè)計(jì)該模具時(shí)，嘗試了兩種不同的設(shè)計(jì)方案并制作了模具，如圖5所示。

圖4 型材斷面圖Fig.4 Profile cross section

圖5 兩種模具設(shè)計(jì)方案Fig.5 Two methods of die design

方案A采用的是型材右側(cè)三個(gè)空腔高度的一半來(lái)確定模具X軸中心線，型材左側(cè)的兩個(gè)空腔位置相對(duì)抬高；而方案B則采用了左側(cè)兩個(gè)空腔高度的一半設(shè)計(jì)模具X軸中心線，右側(cè)三個(gè)空腔位置相對(duì)下沉。當(dāng)然，兩種方案在分流橋的數(shù)量和布局上也有區(qū)別。經(jīng)首次試模驗(yàn)證，方案A順利擠出，而方案B出現(xiàn)堵模，料頭如圖6所示。經(jīng)多次上機(jī)實(shí)踐證明，方案A優(yōu)于方案B。

圖6 方案A與方案B首次試模料頭比較Fig.6 Profile nose for die design A and B

設(shè)計(jì)寬幅薄壁多腔型材模具時(shí)以多數(shù)芯頭中心來(lái)劃分模具中心線的基本原則可以保證金屬出料時(shí)流速的一致性，減少堵模的風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 定位銷(xiāo)防錯(cuò)設(shè)計(jì)

上下模裝配錯(cuò)誤在模具維護(hù)管理過(guò)程中時(shí)有發(fā)生。這種上下模錯(cuò)裝的情況不易察覺(jué)，在擠出產(chǎn)品時(shí)往往才發(fā)現(xiàn)壁厚或者型腔形狀有誤，但為時(shí)已晚。為了從源頭上規(guī)避這一問(wèn)題，可以用定位銷(xiāo)防錯(cuò)。

定位銷(xiāo)用以固定上下模的相對(duì)位置，使上模的芯頭與下模的型腔組成的?？滋幱谠O(shè)計(jì)值范圍內(nèi)，以保證?？壮叽绲木_性和穩(wěn)定性。如前所述，寬幅薄壁多腔型材，一般以模具芯頭的總高度和寬度的一半來(lái)劃分中心線，以此確定大致模具中心。如果該寬幅薄壁多腔型材的空腔是關(guān)于X、Y軸對(duì)稱，那么當(dāng)定位銷(xiāo)的位置也設(shè)計(jì)成關(guān)于X、Y軸對(duì)稱，模具實(shí)物裝配時(shí)會(huì)發(fā)生上模(或下模)旋轉(zhuǎn)180°后與下模(或上模)錯(cuò)誤裝配的風(fēng)險(xiǎn)，由此導(dǎo)致產(chǎn)品改變，如圖7所示。

圖7 產(chǎn)品圖與錯(cuò)誤產(chǎn)品對(duì)比Fig.7 Product and error product

為避免上述風(fēng)險(xiǎn)可對(duì)上下模裝配作防錯(cuò)設(shè)計(jì)，即上模(或下模)旋轉(zhuǎn)180°后不能與下模(或上模)通過(guò)定位銷(xiāo)吻合。實(shí)施途徑是讓定位銷(xiāo)(通常是2顆或4顆)不關(guān)于X軸或Y軸對(duì)稱即可，如圖8所示。由圖8可知，上模旋轉(zhuǎn)后無(wú)法與下模裝配，避免了上下模錯(cuò)裝造成的產(chǎn)品批量報(bào)廢。

圖8 上下模定位銷(xiāo)關(guān)于X軸不對(duì)稱Fig.8 Unsymmetrical layout of location pins between mandrel and die plate

2.3 芯頭的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)

芯頭斷面積的大小決定了擠壓“死區(qū)”的大小。在大型寬幅薄壁多腔型材的模具設(shè)計(jì)過(guò)程中，模具設(shè)計(jì)者通常十分注意保持大芯頭的穩(wěn)定，但同時(shí)往往忽略了小芯頭的穩(wěn)定。芯頭越小，意味著擠壓“死區(qū)”越小，越易導(dǎo)致受力不對(duì)稱的芯頭偏移，由此造成芯頭穩(wěn)定性差。模芯受到不對(duì)稱應(yīng)力作用而產(chǎn)生偏移是導(dǎo)致型材斷面壁厚偏差的主要因素之一。模芯受力均勻，不容易產(chǎn)生偏移，有利于提高模具壽命，減小或避免型材壁厚超差缺陷[5]。因此，芯頭的穩(wěn)定性是模具設(shè)計(jì)必須要考慮的問(wèn)題。通常，模具設(shè)計(jì)時(shí)給小芯頭提供大基礎(chǔ)，并采用大角度錐度支撐，以模芯的穩(wěn)定來(lái)保證型材尺寸的穩(wěn)定，如圖9所示。

圖9 小芯頭基礎(chǔ)Fig.9 Basics of small mandrels

需要注意的是，分流橋是支撐芯頭的，要減小芯頭偏移，必須避免分流橋強(qiáng)度不足，使分流橋受力均勻。分流橋強(qiáng)度不夠，輕則造成芯頭大的位移，使型材壁厚超差；重則造成裂橋、模具報(bào)廢。但如果分流橋強(qiáng)度過(guò)剩，則模具厚度增加，使其加工制造周期和采購(gòu)成本增加。因此，對(duì)計(jì)算出的強(qiáng)度分布不均的分流橋，通過(guò)減小分流橋?qū)挾然蚝穸鹊韧緩较魅踹^(guò)剩的強(qiáng)度，強(qiáng)度不足的分流橋增加強(qiáng)度，達(dá)到分流橋應(yīng)力均布的目的。

2.4 壁厚設(shè)計(jì)

壁厚設(shè)計(jì)盡量在中限，以達(dá)到型材減重的目的。對(duì)以理論重量交貨的型材，如果大部分壁厚尺寸達(dá)到名義值，就意味著型材實(shí)際米重接近其名義米重，對(duì)鋁擠壓廠而言就接近了鋁金屬虧損的拐點(diǎn)。后續(xù)生產(chǎn)如果型材實(shí)際米重超過(guò)名義米重，則造成鋁擠壓廠出現(xiàn)金屬虧損。即使以實(shí)際過(guò)磅重量結(jié)算，如果型材存在米重超重的情況，則意味著客戶支付同樣的貨款，買(mǎi)到的產(chǎn)品數(shù)量減少了。因此，型材壁厚設(shè)計(jì)取中下限，有效控制型材的實(shí)際米重，可以實(shí)現(xiàn)鋁擠壓廠和客戶雙贏。需要注意的是，一般型材的壁厚均有下限要求，設(shè)計(jì)?？妆诤駮r(shí)需要平衡模具上機(jī)合格率和型材減重之間的關(guān)系，以保證生產(chǎn)的連續(xù)性和經(jīng)濟(jì)效益。

2.5 焊縫布局設(shè)計(jì)(分流橋布局設(shè)計(jì))

縱向焊縫位置盡量避開(kāi)受力部位，減少應(yīng)力集中?？v向焊縫是分流孔里的金屬流在橋下匯聚焊合而形成的，焊縫即為在每個(gè)分流橋下方形成的金屬大剪切應(yīng)變帶,其位置取決于分流橋的布局。鋁合金型材的失效位置往往發(fā)生在焊合界面，且不良焊縫往往無(wú)孔洞或空穴缺陷，難以應(yīng)用無(wú)損檢測(cè)技術(shù)[6]。因此對(duì)有特殊應(yīng)用場(chǎng)景的型材，如軌道交通、船舶用鋁材等，客戶一般不同意焊接位置、熱影響區(qū)、受力部位(或其根部)有焊縫。為此，設(shè)計(jì)者需要對(duì)型材的用途有所了解，對(duì)這些受力部位、應(yīng)力集中的位置提前知曉，設(shè)計(jì)模具時(shí)有意避開(kāi)這些部位出現(xiàn)分流橋。

在保證成型和焊合質(zhì)量的前提下可減少焊縫(即減少分流孔數(shù)量)以提高生產(chǎn)效率。分流孔越多，則型材焊縫數(shù)量越多、單個(gè)分流孔的面積相對(duì)減小，金屬與分流孔的摩擦力相應(yīng)增大，造成模具泄壓慢，承載大，對(duì)模具壽命是相當(dāng)大的考驗(yàn)，也限制了生產(chǎn)效率的提升。而且，焊縫數(shù)量增多，也增大了焊合質(zhì)量不良的概率。如圖10所示為兩種分流橋布局的比較。方案B由于分流孔數(shù)量更少，為高速擠壓、高效產(chǎn)出以及減少模腔內(nèi)含鋁量、降低切頭去尾創(chuàng)造了條件。另外，分流孔數(shù)量減少，意味著模具在采用同樣外形尺寸下，分流孔的面積可相應(yīng)增大。Valberg H[6]指出模具設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)保證足夠的分流孔與型材斷面積之比，以確保金屬與分流橋滿足黏性摩擦條件，最終保證型材力學(xué)性能和焊縫質(zhì)量。Johannes[7]指出分流孔太小導(dǎo)致擠壓速度、焊縫強(qiáng)度降低，也因此降低了生產(chǎn)效率。 Donati[8]的研究得出了大尺寸的分流孔可以獲得更快的擠壓速度以及基于高速擠壓更寬泛的工藝條件。因此，在保證成型和焊合質(zhì)量的前提下宜減少焊縫數(shù)量(即分流橋數(shù)量)，提高模具加工效率的同時(shí)，也提升了擠壓生產(chǎn)效率。

2.6 工作帶設(shè)計(jì)

工作帶設(shè)計(jì)基準(zhǔn)值參考合金種類和壁厚最小值。工作帶，亦稱定徑帶，是除分流孔之外決定金屬流速和成型質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。通過(guò)工作帶的長(zhǎng)短來(lái)調(diào)節(jié)金屬與工作帶的摩擦力，達(dá)到調(diào)整金屬流速的目的。隨著定徑帶長(zhǎng)度的增加，克服定徑帶摩擦阻力所需的擠壓力增加。一般消耗在定徑帶上的擠壓力為總擠壓力的5%～10%左右[9]。型材的外接圓直徑越大，可擠壓的最小壁厚就越厚。如果要使之薄壁化，不僅會(huì)增加表面模痕缺陷，而且平面度、扭擰度和彎曲等也容易超標(biāo)。寬幅薄壁多腔型材在擠壓時(shí)，由于金屬嚴(yán)重的不均勻變形和大的擠壓力，?？滓桩a(chǎn)生大的彈性變形、塑性變形和整體撓曲。可在設(shè)計(jì)或修模時(shí)，在定徑帶(工作帶)形狀上給予預(yù)先的負(fù)撓曲，使其在擠壓時(shí)能夠得到正常的定徑帶狀態(tài)[10]。工作帶尺寸的取值因模具設(shè)計(jì)者而異，但通常會(huì)遵循三點(diǎn)基本原則：一是合金種類。硬合金材取短工作帶，軟合金材取長(zhǎng)工作帶。二是模具壁厚關(guān)系。工作帶長(zhǎng)度取值一般取壁厚的1.5倍至3倍不等。對(duì)5×××、7×××系等難擠壓鋁合金，可按倍數(shù)下限取值；對(duì)6×××系軟合金，可按倍數(shù)上限取值。三是位置關(guān)系。從模具中心到邊緣，工作帶長(zhǎng)度應(yīng)該是梯度遞減的趨勢(shì)，即距離模具中心越近，工作帶越長(zhǎng)。

圖10 某空心型材分流橋布局比較Fig.10 Webs layout for a hollow die

2.7 配合件型材的?？捉y(tǒng)籌設(shè)計(jì)

大型扁寬薄壁型材，比如軌道交通用的側(cè)墻、地板、頂板等，通常是需要組隊(duì)拼裝的。大部件拼裝需要關(guān)注個(gè)體與整體的關(guān)系。如圖11所示為某地鐵車(chē)頂大部件。

圖11 某地鐵鋁合金車(chē)頂大部件Fig.11 Roof plate of metro made of aluminum alloy

為了滿足拼裝的需要，兩個(gè)配合件型材的插接處(俗稱公口與母口)的尺寸精度要求會(huì)特別高，兩個(gè)型材插接配合處的間隙過(guò)小，會(huì)存在長(zhǎng)定尺型材不能配合的情形；反之，如果插接配合間隙過(guò)大，則會(huì)造成后續(xù)深加工(如焊接)存在質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。為了保證拼裝后的部件尺寸，通常要求兩個(gè)配對(duì)型材的高度一致，避免配合后出現(xiàn)高度方向錯(cuò)臺(tái)(錯(cuò)邊)的情況。因此，單個(gè)型材零件要服從整體，滿足整體部件拼裝的一系列要求。這就需要模具設(shè)計(jì)者從全局出發(fā)，統(tǒng)一?？壮叽绲母叨仍O(shè)計(jì)，統(tǒng)籌相鄰型材的插接口尺寸設(shè)計(jì)，避免錯(cuò)邊、插接不良等問(wèn)題。

2.8 出料空刀優(yōu)化設(shè)計(jì)

出料空刀優(yōu)化設(shè)計(jì)，減少型材潛在擦傷風(fēng)險(xiǎn)。?？卓盏?，即?？锥◤綆С隹诙藨冶壑С薪Y(jié)構(gòu)?？盏读窟^(guò)大，定徑帶支承減弱，在沖擊載荷或悶車(chē)的情況下可能會(huì)把定徑帶壓壞；空刀量過(guò)小，擠壓中在制品表面產(chǎn)生的小金豆會(huì)積聚在空刀處，長(zhǎng)時(shí)間會(huì)變硬，劃傷制品[11]。模具的空刀部分，從側(cè)面看是一懸臂梁，而且加工成細(xì)而深的海灣形狀，這些地方是模具強(qiáng)度的薄弱環(huán)節(jié)，往往會(huì)在此處產(chǎn)生破壞，這不僅會(huì)降低產(chǎn)品成品率，提高生產(chǎn)成本，還會(huì)影響交貨期，甚至無(wú)法生產(chǎn)，所以要特別重視[10]。設(shè)計(jì)?？壮隽峡盏稌r(shí)，設(shè)計(jì)者習(xí)慣用?？字苯拥染啵倘粵](méi)錯(cuò)，但對(duì)下模型腔一些尖角等位置無(wú)法等距，此時(shí)一般做法是倒圓角。采用這種方式，很容易造成型材出料時(shí)尖角擦傷。設(shè)計(jì)者為了保證尖角處空刀較大以避免擦傷，有時(shí)采用很小的圓角甚至尖角。這樣亦造成兩個(gè)問(wèn)題：一是下模尖角處的空刀不能用一般的CNC機(jī)加工，只能用電火花機(jī)床加工，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；二是模具空刀尖角處易產(chǎn)生應(yīng)力集中，容易造成在擠壓后模具堿洗過(guò)程中出現(xiàn)裂紋。因此，在進(jìn)行?？椎染嗪?，需要對(duì)?？准饨翘幾鲌A角處理，并將圓角向外側(cè)平移。這樣用普通的CNC就能快捷進(jìn)行圓角加工，亦避免了型材擦刮傷的風(fēng)險(xiǎn),如圖12所示。

2.9 分流橋入口形狀設(shè)計(jì)

模具入料口沒(méi)有沉橋的情況下，分流橋入口不倒圓角，避免型材表面產(chǎn)生氣泡。氣泡產(chǎn)生的原因很多，比如由于錠筒間的間隙的存在，受鑄錠長(zhǎng)徑比影響，造成鑄錠的不均勻變形，存在于擠壓筒與鑄錠間的間隙有空氣或未完全燃燒的潤(rùn)滑劑產(chǎn)物造成氣泡[12];金屬在擠壓筒內(nèi)排氣不好，型材擠壓時(shí)壓余切除不干凈等[13]；鑄錠擠壓結(jié)束后主剪剪切壓余，由于模具導(dǎo)流設(shè)計(jì)較淺，主剪產(chǎn)生的剪切力將鋁材往后帶出一段，導(dǎo)致壓余與模具內(nèi)殘鋁分離不良，在模具內(nèi)腔產(chǎn)生空腔，空腔的氣體進(jìn)入下一根鑄錠擠壓的鋁材中[14]等等。此處從模具上重點(diǎn)說(shuō)明最后一種情況。有的設(shè)計(jì)者從減小金屬對(duì)上模正向壓力的角度出發(fā)，對(duì)入口側(cè)的分流橋倒圓角。但這樣往往造成剪刀剪切壓余殘料時(shí)，鋁與分流橋不能完全貼合，被倒圓角的分流橋周?chē)嬖诳p隙，如圖13所示。由此導(dǎo)致空氣進(jìn)入模具中，造成型材表面氣泡。設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)避免在分流橋入口側(cè)圓角過(guò)渡，而且鉗工打磨拋光時(shí)只需保證分流橋入口兩側(cè)沒(méi)有毛刺即可。

圖12 某寬幅多腔模具空刀優(yōu)化前后對(duì)比Fig.12 Relief on die plate of a wide and multi-cavity die before and after modification

圖13 分流孔未被鋁完全封住Fig.13 The ports not fully closed with aluminum

3 結(jié)束語(yǔ)

寬幅薄壁多腔鋁型材的模具設(shè)計(jì)，因人而異，千差萬(wàn)別。從提高成型質(zhì)量和生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品一致性的角度看，以下幾點(diǎn)尤為重要：

1)設(shè)計(jì)模具前，保證型材出料時(shí)的穩(wěn)定性，并確保型材關(guān)鍵特征及可視面在操作者的可視范圍內(nèi)。

2)從滿足用戶定尺長(zhǎng)度要求和提高成品率的角度，評(píng)估擠壓比的合理性，以確定選用更合適直徑的擠壓筒后來(lái)設(shè)計(jì)模具。

3)從確保模具強(qiáng)度安全的角度出發(fā)，調(diào)整優(yōu)化分流橋布局、分流橋?qū)挾群透叨鹊?，盡可能使各分流橋受力均勻，并保持模芯穩(wěn)定性。

4)從滿足型材成型質(zhì)量的角度出發(fā)，調(diào)整優(yōu)化分流橋布局、模孔配合尺寸、工作帶等，使模具型腔上下、左右、對(duì)角的金屬供料均衡，達(dá)到各質(zhì)點(diǎn)流速一致的目的。

5)根據(jù)產(chǎn)品特性及應(yīng)用場(chǎng)景，通過(guò)優(yōu)化分流橋布局來(lái)避免特殊位置焊縫，以滿足產(chǎn)品的使用要求。