綠色建筑鋁合金模板型材模具設計與制造研究

　　(3)模子設計方案要點及創新點分析

　　根據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個模具設計方案進行分析對比：

　　第一方案是常規的平面模，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計制作，這種結構的模具雖然能夠保證產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淬火、時效后撕掉，當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。

　　第三方案是遮蔽式模具結構，遮蔽式模具設計原理是用相當于分流模的模芯部分遮蔽下模�？椎膽冶鄄课�，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�？�擠出型材的壁厚偏差，較好地保證型材質量。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，設計制造了WYY1125-1#(平面分流組合模)模。這套模具經試模合格后的擠壓材尺寸精度和形位精度都合格，但是給生產增添了不小的工作量，生產效率低，成品率也降低，不適合大批量生產。最后，經過研究決定采用第三方案—遮蔽式結構的模具(WYY1125—2#模見圖4)，模子尺寸設計及技術要求，見表8。

　　表8WYY1125—2#模尺寸設計及技術要求

　　模具制造廠擁有國內外最先進的模具加工設備，數控車床、數控銑床、加工中心、數控電火花機床、數控雕銑機、慢走絲線切割機等現代化機床，在模具制作的全過程中已實現CAD/CAM/CAE全自動加工,可確保模具加工質量。

　　WYY1125型材模選用國內名牌廠家生產的4Cr5MoSiV1優質熱作模具鋼，電渣重熔鋼坯經再鍛造、退火后使用，模子經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

　　表10WYY1125-2#模兩次(第一次，第二次)試模的擠壓材檢測記錄

　　4.1WYY1237型材一共投做4套模，有3套模投入生產，有一套在待生產。現已經交出產品800多噸。其中，WYY1237-1#模因最初未設置吊橋，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。經研究決定在寬展模的孔腔內安裝上了兩個吊橋，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。

　　在生產線上的-2#模、-3#模、-4#模都按-1#修改模的結構設計制造的�，F在-2#模、-3#模正在生產線服役，試模合格的-4#模在生產線待用。

　　由于模板型材模選用了優質模具鋼，并實施了合理的熱處理制度，模具設計制造的全過程都采用CAD/CAM/CAE全自動生產，每套模具都具有很高的制造質量;擠壓廠同時嚴格模子使用制度，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。

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