学文网【摘 要】随着我国工业的大力的发展，对各种工业材料的质量要求也越来越高，要想获得优秀的工业型材，就必须对模具进行创新改造，提高模具的强度。另外模具在使用的时候会被反复的磨损，工作条件相当恶劣，因此设计出来的模具不但要具有一定的强度和刚度，并且还要能适应高温和低温的工作环境。笔者根据实际情况，针对挤压模具的设计要点进行了探讨，希望能为广大的相关工作者提供一些参考依据。
【关键词】模具 挤压 设计 要点
铝型材是工业需要的一种重要材料，但挤压模具的设计又和它的生产质量、生产效率是紧密相关的。在目前看来，我国的模具设计仍然存在一些不足之处，这直接的影响了铝型材的使用。因此，需要对模具进行改造，以提高它的强度。
一、模具的设计现状
模具目前有很多的种类，比如塑料模具、压铸模具、冲压模具等等，这三种模具也是目前使用频率最高的。从模具的生产规模来看，目前我国已经能够达到一定的水准，而且技术含量也有所提高，但仍然落后于其他工业较发达的国家，比如美国、意大利、英国等等。在我国，精密、复杂的大型模具仅仅只占25%左右，但发达国家却占到了60%左右。另外，我国模具的出口量也远远的低于发达国家，甚至还需要进口国外的模具，据调查，我国已经成为了世界上进口模具最多的国家。
笔者根据实际情况，分析了我国模具设计落后于他国的因素，其中主要有材料、软件、设备这三个方面的原因。在材料方面，我国设计的模具一般都是采用的2Cr13，或者3Cr13，这两种材料的性能远远不够。而国外为了提高模具的强度和刚度，采用的材料则为DINI或者2316，这两种材料制造出来的模具，其耐磨、耐低温、耐高温、耐腐蚀的性能都非常的高，但是却需要很高的成本。然后是软件方面，就目前看来，我国的CAD软件、CAE软件开发程度很低，而且也赶不上国外的水平。不仅如此，我国的三维设计水平也仅仅处于起步阶段，生产者没有将数控技术很好的利用到模具设计、生产当中。最后是设备方面，我国的高精度设备技术很低，利用率也很低，因为资金不够，引进设备不配套，甚至设备与附件之间也不配套。
二、模具设计的几个要点
（一）选用模具材料
首先要选用模芯，选用模芯的时候必须要注意模具的使用寿命，成本的高低，以及耐腐蚀、耐热的性能，并且还要选择容易加工、削切的材料，选择得不好，就会影响模具的使用性能。一般的模芯材料有合金结构钢、合金工具钢、炭素结构钢等几种。如果是挤管式模芯，因为长嘴定径区有圆管，不能进行加热，可以使用耐磨性能比较好的合金结构钢。
（二）挤压件的尺寸
积压件的尺寸非常的重要，同时，它也关系到了模具的使用性能，因此在进行设计的时候，必须要注意积压件的尺寸。如果挤压件的尺寸产生了偏差，那么一定和挤压设备、生产工艺有关，其中受到模具尺寸变化的影响也非常的大。一般情况下，影响模具尺寸的因素有模具的温度，模具的原材料，模具的制造精度以及模具的磨损程度等。
（三）外形尺寸的计算
模具的外形尺寸指的是模具外形的直径、厚度等，它关系到模具挤压力的大小以及模具的弹性，因此，要合理的计算外形的大小。外形尺寸中比较重要的是模孔尺寸，在计算的时候要分析产品的形状、铝合金型材的化学成分、线膨胀系数抗压温度等等。不仅如此，还要考虑断面上的几何形状、挤压力大小。最后还要合理的设计模孔空刀，模孔空刀指的是模孔的工作带出口端悬臂支承的结构，结构设计得不合理，那么其强度也会达不到要求。如果铝制型材的壁的厚度大于或者等于两毫米，就可以选择容易操作的直空刀的结构，反之，如果铝制型材的壁的厚度小于两毫米，就可以使用斜空刀。
（四）流出模孔
在流出模孔的时候，要进行合理的调整，使得断面上的质点能够以合理、均匀的速度流出模孔。可以采用多孔对称排列的方法，这种方法比较容易操作，它是根据铝制型材的外形、壁厚、比周长、挤压筒的远近，设计出长度不一样的定径带。铝制型材的形状越复杂，挤压筒的中心就离之越远，壁厚越薄，比周长就越大，那么就可以使用促流角或者导料锥来加快流动量。但是，如果壁厚很厚，那么就可以使用阻碍角，使得阻碍被补充，直接的调整了流动速度。一般情况下，很多工厂是采用的改变分流孔数量、大小的方法来调整速度的。
（五）保证其强度
对于模具来说，强度是非常重要的，如果强度达不到要求，那么就不能够适应恶劣的工作环境。所以，设计和生产的过程中，必须要保证其强度。上面已经说了如何选择合适的模具材料，如何设计模具外形和结构，如何控制模孔流速，但要保证其强度，还要计算挤压力，并且校核断面的强度。不同的生产工艺，计算挤压力的方法也有所不同，但适用比较广，比较简单的计算方法有经验系数法。另外，在校核断面的强度时，还要根据生产模具的实际情况，模具的外形结构来操作。如果是结构比较特殊的模具，比如舌型模具、平面分流模具，除了要校核其强度以外，它的舌尖部分还要另外检测，近几年来，大部分技术人员都采用的有限元法来对模具的受力情况进行测试，这种方法目前已经得到了广泛的使用。
三、总结与体会
铝合金型材的使用非常广泛，除了医学、建筑、工业方面，甚至也被运用到了交通运输、电子、航空航天等领域。但铝合金型材的生产必须要依靠挤压模具，如果挤压模具设计得不合理，不标准，便会影响到铝合金的质量、性能。因此，需要改进模具设计中的不足之处，大力的进行研究和优化，以提高技术水平。
参考文献：
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[4]王赫男 王孟君 刘超 乔磊 葛鹏.基于Hyper Xtrude铝型材挤压模具优化设计[J].铝加工，2012（6）：11-15.
作者简介：
何俊成，男，湖南永州，1984年01月01日，单位：湖南潇湘技师学院，职称：助理讲师，研究方向：机械类模具专业。
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