铝挤型模具设计-pj

CatcherTechnologyCo.,Ltd.TaiwanChina鋁型材擠壓模具設計與製造模具設計概論實心模具設計精要空心模具設計精要擠壓模具修模手法擠壓模具設計與制造實例分析CatcherTechnologyCo.,Ltd.TaiwanChina模具設計概論模具的分类:按照常规分为：实心模（平模），空心模（分流模）.實心模由以下三種功能結構：1)模罩(Plate)─承接擠錠配合料型作流量控制。2)模面(Die)─由培林控制實際成型所在。3)墊模(Backer)─節省Die鋼料用量及加強模面的支撐強度。PDB出料培林逃孔CatcherTechnologyCo.,Ltd.TaiwanChina實心模圖示-有模套與模套固定Pin定位銷PLBADieCatcherTechnologyCo.,Ltd.TaiwanChina模罩─控制進料流量第一關，模罩設計的優劣，決定能否順利擠出的先決條件，影響度30%模罩控制進料流量的模罩模罩的設計首重流量分配CatcherTechnologyCo.,Ltd.TaiwanChina培林培林─取段設計控制鋁料能均勻平穩地擠出，也是模具設計的主要關鍵，影響度40%取段用碳極控制出料快慢的培林CatcherTechnologyCo.,Ltd.TaiwanChina實心鋁合金擠錠將擠錠分流鋁料重新融合擠出成型培林塑型由以下圖示說明實心圓擠錠如何變成空心圓管空心模的成型原理CatcherTechnologyCo.,Ltd.TaiwanChina1.公模各部功能解說：空心模的構造流料孔─將擠錠分流作流量分配分流橋─破壞鋁錠中心的高壓、支撐公模頭的強度，避免受壓塌陷。頸部─改變流向、調整流速、支撐公模的培林面。公模頭─形成空心的主因、公模培林所在CatcherTechnologyCo.,Ltd.TaiwanChina2.母模各部功能解說：存料室─重新溶合先前被分割的鋁流，作更加符合料型的流量分配橋墩─增強分流橋肋的支撐強度、改善鋁流經分流後再溶合的死角逃孔─支撐母模培林強度培林─將鋁流重新塑型並控制出料快慢空心模的構造CatcherTechnologyCo.,Ltd.TaiwanChina實心模具設計-1模具設計雖有各種組合變化，但交互運用的基本方法仍有共通性，以下作逐一介紹：1)模孔數目1-1)擠壓比=(理想值：20~60)盛錠筒截面積出料擠型截面積1-2)擠型越小∕薄會造成擠壓比越高，模具所承受的相對壓力也就越大，容易造成金屬疲勞及擠速偏低情形。1-3)當擠壓比90，可設計成多孔式出料來降低壓力，並提高倍數的產能。CatcherTechnologyCo.,Ltd.TaiwanChina2)進料孔形狀模罩控制進料的流量分配，因此形狀的設計應配合料型作出加大∕緊縮∕偏移等變化。NG─容易造成流量集中到料厚的底部快速出料；細薄的葉片供料不足無法出料，最後因不能同時擠出而導致塞模。嚴重時鋼料扭曲變形或斷裂。OK─底部及中間減少供料，兩端加大供料空間，可以調整流量往兩邊分佈，以取得整體均勻擠出的效果。實心模具設計-2CatcherTechnologyCo.,Ltd.TaiwanChina3)擺放位置模具擠壓的受力會由中心往外遞減，因此設計一開始就要考量擺放位置，使得供料流往細薄處，以取得均勻擠出。100%80%60%NG─料厚處太近中心造成立即擠出；料薄處供料不足易導致塞模。OK─料薄處先受力供料，易取得與料厚處同時出料的均衡。實心模具設計-3CatcherTechnologyCo.,Ltd.TaiwanChina4)朝向方位料型的朝向主要在考量擠出成形後，是否會磨損客戶需要的重要面而作轉向調整。4-1)底平面通常是接觸熱源的重要面，改為葉片朝下，可防止底面磨損∕碰傷。4-2)L型可順轉45°，靠兩支點來避免平面磨損∕碰傷。實心模具設計-4CatcherTechnologyCo.,Ltd.TaiwanChina5)收縮裕度尺寸精度需考量型材熱擠出到冷卻後的縮水量，通常Al-6063取1%為基本縮水量。6)培林長度6-1)培林越長壓力越大，擠出就越慢且鋁料表面度越粗糙而暗；優點是尺寸穩定度越佳，且模具設計不良時，可以經由修模來達到補正效果。6-2)培林越短壓力越輕，擠出也越快且鋁料表面度越細緻而有金屬光澤；缺點是尺寸穩定度變差，易受擠壓溫度及壓力而改變，且模具設計不良時，無修正培林的裕度。7)鋼種選用擠型模的鋼材要求高溫強度、耐熱疲勞、高軔性等特性。實心模具設計-5CatcherTechnologyCo.,Ltd.TaiwanChina空心模設計-11.流料孔的設計─配合料型，適孔適量1-1)主要功能是將鋁擠錠分流，並配合料型作初步流量分配也可調整流速及改變流向。1-2)增多流料孔—流量越穩定，但兩料孔之間會形成合模線也越多，壓力會增大。1-3)減少流料孔—穩定性越差，鋁料重新溶合的合模線就少壓力也相對減輕。1-4)以下介紹幾種常見的流料孔應用：a)雙孔入料—扁長料型適合上下兩孔，取其簡易對稱性。CatcherTechnologyCo.,Ltd.TaiwanChinab)三孔入料—圓管料型適合三孔入料，以減少外觀的合模線。c)四孔入料—方管料型適合四孔入料，造成合模線移往邊角，使四個平面更加美觀。d)五孔入料—大/厚圓管料型適合增為五孔入料，以增加鋁流的穩定性，因每一孔的影響度只有1/5。空心模設計-2CatcherTechnologyCo.,Ltd.TaiwanChina空心模設計-3e)六孔入料—大/寬長管料型適合增為六孔入料，要點是加大左右流料孔，促使鋁料流往兩側；若設計成四孔則上下兩孔勢必太大，加上直接貫料的加成效果，易造成兩側無法跟上出料而塞模。NGOKCatcherTechnologyCo.,Ltd.TaiwanChina空心模設計-4f)多孔規則及不規則入料不管料型如何奇形怪狀，總以其流量分配為首要思考方向；不規則的流料孔還是為了出料的整體協調性。※萬變不離其宗：配合料型，適孔適量CatcherTechnologyCo.,Ltd.TaiwanChina空心模設計-5合模線的產生鋁流通過分流橋後，會在母模的存料室進行溶合，然後擠出成型因此在分流橋部位的鋁流，會因較慢溶合而形成合模線。溶合處合模痕跡溶合不良產生裂口CatcherTechnologyCo.,Ltd.TaiwanChina1-5)調整流速及改變流向為了要更準確地掌控鋁流，會使用阻流角/促流角的設計技巧，達到減緩/加速的效果。a)增加阻流角的深度，以擾流來達到減緩鋁流的效果b)促流角的作用即擴口設計，以增加鋁流量達到加速的作用正常設計阻流角設計促流角設計空心模設計-6CatcherTechnologyCo.,Ltd.TaiwanChina1-6)調整流料孔深度的影響在模具優化設計時，可以運用調整流料孔深度達到以下目的：a)流料孔越深，則公模頭強度越佳，但摩擦時間加長壓力增大b)流料孔越短，則壓力越輕，但公模頭強度變差容易塌陷斷裂c)減輕壓力是為了快速擠出增加產能；增加模具強度是要提高使用壽命。d)若無法取得設計平衡可以稍偏向模具強度─模具壞了，什麼都免談！空心模設計-7CatcherTechnologyCo.,Ltd.TaiwanChina2.分流橋的設計─取得流量充足及支撐強度的平衡點2-1)兩個流料孔之間就會形成分流橋，因此有兩個主要功能：a)破壞鋁錠中心高壓─如同將實心鋁擠錠切成4等份.b)支撐公模頭─分流橋的強度，直接影響公模頭受壓塌陷程度空心模設計-8CatcherTechnologyCo.,Ltd.TaiwanChina2-2)由於分流橋是將鋁擠錠切開分流，因此其中心面積不宜過大以避免造成阻檔現象反而增大壓力。2-3)分流橋越長/窄，則強度越差但流料孔越大。2-4)分流橋越短/寬，則強度越好但流料孔越小。2-5)分流橋要夠強壯又要阻力小，以減輕壓力提高產能。空心模設計-9NG─壓力大增OK─容易分流CatcherTechnologyCo.,Ltd.TaiwanChina3.存料室的設計─等同模罩的思考模式3-1)重新溶合各流料孔中的鋁流空心模設計-10被分割的鋁流被分割的鋁流公模母模公模頭頸部溶合區擠出成型頭部成型區CatcherTechnologyCo.,Ltd.TaiwanChina3-2)作更加符合料型的流量分配3-3)存料室的深度尺寸如下：空心模設計-11擠錠外徑存料室深度4”~5”10~15mm5”~6”12~18mm7”~9”15~25mm3-4)存料室越深則鋁流有更多空間進行溶合，可改善合模線問題，但增加了摩擦時間因此模具所受壓力也越大。3-5)反之縮短存料室深度可減輕壓力，但溶合情形會變差。CatcherTechnologyCo.,Ltd.TaiwanChina4.橋墩的作用增強分流橋肋的支撐強度、改善鋁流經分流後再溶合的死角空心模設計-12母模存料室公模流料孔橋墩協助鋁流往中心溶合CatcherTechnologyCo.,Ltd.TaiwanChina1)流料孔的最大外接圓，取鋁擠錠面積90%左右，以免鋁擠錠的氧化皮擠入流料孔，造成擠出料的表面粗糙。2)小型料無須設計到最大外接圓，易造成分流橋過長的強度不足3)下表列出常用設計參數：鋁擠錠面積流料孔最大外接圓最大外接圓擠錠外徑(inch/mm)最大外接圓(mm)單重Kg/M5(127.0)114.034.206(152.4)137.049.257(177.8)160.067.048(203.2)183.087.569(228.6)205.0110.77CatcherTechnologyCo.,Ltd.TaiwanChina修模─試模後依據料頭的快慢/偏轉程度，進行修改模罩/培林作最佳化細部微調，影響度30%。擠壓模具修模手法試模料頭各種修模用銼刀CatcherTechnologyCo.,Ltd.TaiwanChina修模方法及原理介紹A.促流(relievingbearing)B.阻流(chocking)鋁流向鋁流向最常見的修模方法如下:CatcherTechnologyCo.,Ltd.TaiwanChina修模方法及原理介紹-1在圖的A和B中顯示如何去修正ㄇ形擠型在A中所看到的,我們所討論ㄇ形擠型是因為它的邊腳的速度較上端的快很多而擠出來的,為了要改正這種流速的不平衡,我們必須以圖B中所示用放快的方法來使流速慢的塑型面修短而使流速加快在通道邊腳的快流AB擠型模邊腳移動太快造成波浪塑型面Diebearing慢流塑型面修短而使流速加快CatcherTechnologyCo.,Ltd.TaiwanChina修正方法及原理介紹-2如果腳(legs)上金屬流速不對,不論是進去或出來,修模者將依他所想要那個腳(legs)所要運動的方向安排阻塞(choke)和釋放(relief)的位置.見圖A.B.C.D.AB擠型腳向內CD擠型腳向外現象:對策:修為腳向內縮修為腳向外開CatcherTechnologyCo.,Ltd.TaiwanChina逃孔距离：放电电极未对准时造成逃孔距离不足，将导致型材出料后摩擦到逃孔壁，甚至造成拖料/塞模。需以滚刀加大逃孔距离。修模技巧1—逃孔距离CatcherTechnologyCo.,Ltd.TaiwanChina引流：当局部出现供料不足时使用，常见使用在螺丝孔/双空心中柱等部位。注意螺丝孔的工作带需抛光洁净，不是一味挖大引流。修模技巧2—引流CatcherTechnologyCo.,Ltd.TaiwanChina模具抛光过程是考究钳工平准能力，避免抛成导角修模技巧3—平工作带CatcherTechnologyCo.,Ltd.TaiwanChina阻流：局部减缓出料，或配合促流用在解决平面凹/凸形及开脚问题时用之。修模技巧4—阻流修成阻流后的工作带CatcherTechnologyCo.,Ltd