新型双层多孔工业铝型材挤压模具设计（技术篇）

　　摘要：以一种双层多腔铝合金圆管为例，提岀了一种新型的镶嵌式的模中模结构设计,并与传统的模中模设计进行对比。挤压试验验证了该新型模具在加工成本、加工周期和使用寿命方面的优越性。该新型模具设计方法对于类似的双层多腔圆管型材挤压模具设计有一定的借鉴作用。

　　关键词：镶嵌式;模中模;加工成本;优越性

　　前言

　　近几年来铝型材的应用越来越广泛，其截面形状也是越来越复杂。出于结构、强度、散热方面的考虑，型材的空腔数越来越多，其中最有代表性的是双层多空腔型材。本文作者以一种双层多腔型材为例，提岀了一种新型的镶嵌式模中模设计方案,并与传统的模中模方案在加工成本、加工周期方面进行对比，并通过挤压生产验证了该模具结构的优越性。

　　1 双层多腔圆管型材模具设计

　　图1所示为双层多腔圆管型材截面图。材质为6063-T6铝合金。该型材筋厚度为6 mm,外层壁厚为3.5 mm,内层壁厚为6.25 mm，小圆内径的16 mm,外径为76 mm。采用当下应用很广的模中模方案，如图2所示，将型材的空腔部分拆分为内外两层模芯。传统的模中模设计的精髓就是将内层模芯抽取出来组建上模1,同时将外层模芯部分组建上模2,如图3所示。将上模1与上模2进行装配,形成一个上模（图4），也就构成了俗称的双上模结构。模具加工实物如图5所示。采用传统模中模设计（双上模结构）使得模具加工变得简单，减少了模具芯头间穿孔、引流的电火花加工量，节约了电火花工序的加工时间。根据表1挤压工艺进行挤压型材生产，得到图6所示料头。

　　图1 双层多腔圆管型材截面图

　　图2 传统模中模的内外层模芯图

　　图3 传统模中模挤压模具

　　图4 传统的双上模结构

　　图5 传统模中模的模具实物图

　　图6  传统模中模挤压的型材料头

　　2 镶嵌式模中模结构设计

　　镶嵌式模中模是将图2中的内层模芯抽取出来做成镶块，外层模芯做成上模，效果如图7所示。

　　图7 镶嵌式模中模挤压模具

　　在上模中车出镶块装配所用台阶（图7上模入口面所示），将镶块插入上模中，形成一个整体上模（图8）也就构成了镶块式模中模结构。模具加工实物如图9所示。

　　图8 镶嵌式模中模组装

　　图9 镶嵌式模中模的模

　　图10 镶嵌式模中模挤压的型材料头

　　图11镶嵌式模中模挤压出的合格型材

　　3.结束语

　　通过上述传统的模中模挤压模具与新的镶嵌式模中模挤压模具的对比可以看出：

　　1）传统的模中模方案，因为上模1与上模2是等外径的，且上模需与上模2配合，最终芯头是同一高度装配，所以上模1的模具钢用量=上模1自身的厚度+上模2的厚度。而镶嵌式模中模方案中，镶块模芯是主体模中间抽出来的一部分。一对比,传统方案比镶嵌式方案在模具钢的用量上整整多出一倍。

　　2）传统模中模加工时间是镶嵌式模中模加工时间的2倍左右。

　　3）传统模中模中上模1由于需要与上模2装配，导致上模1圆芯头直杆过长，要穿过整个上模2的厚度，直杆过长，挤压过程中受力不均匀，易变形,容易偏摆，无法保证同心度的要求。镶嵌式方案中镶块式模芯强度好，圆芯头不易偏摆,镶嵌式方案模具寿命约为传统模中模挤压模具寿命的3倍。希望本设计能给同行在设计类似的多腔型材模具时，提供一些参考与借鉴。

　　原作者简介：

　　作者简介：邹照（1984-）,男，辽宁沈阳人，工程师

　　华加日西林实业有限公司，广东深圳518118