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從工業(yè)鋁型材擠壓模具理論來看

理論指的是：如鋁型材擠壓分流模的擠壓比計(jì)算公式、強(qiáng)度校核公式等；

經(jīng)驗(yàn)指的是：如橋?qū)捜≈禐?0-30、焊合室深度取值為15—45（一般小小機(jī)例如800-1000T取值為15），像10000T擠壓機(jī)焊合室有達(dá)到45甚至50都有等等；

規(guī)范指的是：如模具外因直徑、上下模的厚度等；

啟發(fā)指的是：以以前設(shè)計(jì)的、合格模具成熟方案設(shè)計(jì)與現(xiàn)設(shè)計(jì)相似的斷面設(shè)計(jì)為參考，選取一組經(jīng)驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行嘗試設(shè)計(jì)，逐步調(diào)整各參數(shù)從而得出合理的設(shè)汁方案。

鋁型材按壓模具的設(shè)計(jì)很多都是經(jīng)驗(yàn)的積累。目前還沒有成套的、系統(tǒng)的可行設(shè)計(jì)理論。以下應(yīng)用啟發(fā)來說明一下工業(yè)鋁型材擠壓模具設(shè)汁過程中經(jīng)驗(yàn)的重要性。

對(duì)于設(shè)計(jì)過程中某一需要確定的參數(shù)，如沒有直接的計(jì)算公式，而只有校驗(yàn)式，僅僅是翱道影響這一參數(shù)值范圍的主要因素，人們把以前設(shè)計(jì)這一參數(shù)經(jīng)驗(yàn)值及其條件記錄下來，當(dāng)再遇到相似情況時(shí)，參數(shù)的取值就可作為啟發(fā)指導(dǎo)。例如，在確定工藝參數(shù)時(shí)，某種斷面設(shè)計(jì)的模孔數(shù)、擠壓機(jī)噸數(shù)、擠壓簡直徑、擠壓比、鑄錠尺寸是互相影響、相互關(guān)聯(lián)的參數(shù)。在實(shí)際生產(chǎn)中，沒有對(duì)某參數(shù)的獨(dú)立計(jì)算式，往往是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選強(qiáng)一組參數(shù)用試探的方法進(jìn)行確定。

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從工業(yè)鋁型材擠壓模具設(shè)計(jì)方案來看

設(shè)計(jì)新的鋁型材時(shí)，可先在其中尋找相似的型材，以它的一組參數(shù)為初始參數(shù)進(jìn)行嘗試設(shè)計(jì)，然后逐步調(diào)整各參數(shù)直到合理為止。

鋁型材擠壓模具設(shè)計(jì)不同于一般的機(jī)械設(shè)汁。它是介于機(jī)械設(shè)計(jì)與壓力加工之間間的一種工藝性設(shè)計(jì)。除參考輪船機(jī)械設(shè)計(jì)所需要遵循的原則外，還需要考慮在熱擠壓條件下的各種工藝因素，它是由多方面的因素決定的，包括鋁型材擠壓模具設(shè)計(jì)者方面考慮的因索、模具制造者方面考慮的因素和擠壓生產(chǎn)者方面考慮的因素。

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從工業(yè)鋁型材擠壓模具擴(kuò)展舉例來看

例如以下工業(yè)材設(shè)計(jì)圖：

圖一

圖二

圖三

本工業(yè)材設(shè)計(jì)采用前導(dǎo)孔的模具結(jié)構(gòu)能有效擴(kuò)展金屬在模具中的流動(dòng)范圍，金屬在經(jīng)過前導(dǎo)孔后，進(jìn)行一次寬展預(yù)變形，然后金屬再進(jìn)入上模分流孔進(jìn)行第二次分流，金屬在經(jīng)過兩次分配之后，模具的供料比例更為均勻合理，可以顯著改善型材出料的成型度，前導(dǎo)孔結(jié)構(gòu)由于增大了分流比，因此擠壓力大幅降低，使模具的強(qiáng)度和穩(wěn)定性都得到明顯提高。

在實(shí)際生產(chǎn)過程中，通過廣泛使用前導(dǎo)孔的寬展模具，使擠壓機(jī)的工作潛能得到充分發(fā)揮，減少了模具試模次數(shù)，尤其對(duì)于一些難度較大的型材，明顯縮短了交貨周期。對(duì)于小機(jī)擠大料而言是能收到很好的效果，擴(kuò)展模具優(yōu)勢(shì)在于此，從設(shè)計(jì)上達(dá)到跟大機(jī)同樣的效果，所以在設(shè)計(jì)工業(yè)材時(shí)比建材難處就在于合理分配分流孔，流量的控制。由此可以參照以上設(shè)計(jì)對(duì)于下面斷面進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，可收到異曲同工之妙。

圖四

圖五

分析如下：當(dāng)金屬通過前導(dǎo)孔進(jìn)行了一次預(yù)變形后，再通過分流孔進(jìn)行第二次預(yù)變形，后通過工作帶實(shí)現(xiàn)擠壓成型，在這個(gè)過程中，金屬的變形是漸進(jìn)的，因此，變形抗力相對(duì)較小，模具各部分的流速更加均勻，型材成型度得到明顯改善。使之在實(shí)際生產(chǎn)過程中，該模具得到客戶滿意的工業(yè)型材。

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從工業(yè)鋁型材擠壓模具設(shè)計(jì)者方面來看

擠壓機(jī)的結(jié)構(gòu)是首要考慮的問題。設(shè)汁出來的模具用于哪種類型的擠壓機(jī)上生產(chǎn)，這種型材在該擠壓機(jī)上能否進(jìn)行擠壓，這種擠壓機(jī)能否擠壓出所要求的壓出長度，制品所要求的形狀、尺寸和位置公差能否達(dá)到要求，擠壓產(chǎn)品的材料、結(jié)構(gòu)和外形尺寸，模孔數(shù)目、?？壮叽纭⑸嘈捅群蛿D壓比，以及在擠壓的時(shí)候所受到的各種應(yīng)力、應(yīng)變等，那是設(shè)計(jì)者所要考慮的問題。

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從模具制造者的角度來看

模于的尺寸和加I：精度、工作帶的加工精度及表面粗糙度，這些都是首要考慮的問題。這些要求能否達(dá)到，將直接影響模具的質(zhì)量，也就是說將直接影響所生產(chǎn)出來的產(chǎn)品質(zhì)量。還有就是模子的強(qiáng)度問題，即在加工的時(shí)候進(jìn)行的熱處理、表面診碳、脫碳以及表面硬度的變化情況。

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從擠壓生產(chǎn)者的角度來考慮

從擠壓生產(chǎn)者的角度來考慮，工業(yè)鋁型材模具的裝配及支承情況，鑄墊、模具和擠壓簡的加熱溫度，擠壓速度和工藝潤滑情況，研壓機(jī)的控制和調(diào)節(jié)等，都是擠壓生產(chǎn)者所必須要考慮的問題。

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從大型工業(yè)鋁型材擠壓模具相比來看

大型鋁合金擠壓模具同中小型鋁合金擠壓模具相比，其設(shè)計(jì)和加工的難度都大大增加。模具材料的選用、數(shù)控加工過程以及熱處理工藝、修模等各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)都有嚴(yán)格的技術(shù)要求。在生產(chǎn)實(shí)踐中必須不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，更新設(shè)計(jì)理念，不斷探索新型的模具結(jié)構(gòu)，采用新技術(shù)和新工藝，降低模具制作成本，提高模具使用壽命。

1、鋁型材行業(yè)現(xiàn)狀

我國“十二五”規(guī)劃要求單位GDP能耗下降16%，二氧化碳排放降低17%，以及非化石能源占一次能源消費(fèi)比重上升至11.4%的目標(biāo)。

中國鋁型材在工業(yè)領(lǐng)域的消費(fèi)量僅在世界上占30%，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和工業(yè)技術(shù)水平的提高，鋁型材在工業(yè)領(lǐng)域的消費(fèi)具有很大潛力。到2013年底，我國共有鋁型材企業(yè)900多家，設(shè)備生產(chǎn)能力1300多萬噸，擠壓材實(shí)際產(chǎn)量1050多萬噸。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看，鋁合金管棒材有190萬噸，鋁型材860萬噸。鋁型材中，建筑型材有600萬噸以上（約占70%），工業(yè)型材為260萬噸（約占30%）左右。產(chǎn)量主要分布在珠江三角洲、長江三角洲和環(huán)渤海灣工業(yè)發(fā)達(dá)區(qū)域。

未來10~15年中國仍將處于城鎮(zhèn)化、工業(yè)化快速發(fā)展的階段，預(yù)計(jì)在2015年前后，中國的城鎮(zhèn)化水平將超過50%，加上從現(xiàn)在至2020年我國舊有建筑更新、改造對(duì)建筑鋁型材的需求進(jìn)入高速增長階段，中國的鋁型材產(chǎn)量有望達(dá)到1100萬噸，鋁合金建筑型材產(chǎn)量有望達(dá)到800萬噸/年左右，工業(yè)鋁型材達(dá)到300噸左右。

2、鋁型材物料儲(chǔ)存和存現(xiàn)狀

目前，國內(nèi)企業(yè)普遍采用的是平面庫、單層或雙層庫，占地面積大，庫房低，空間利用率低；采用橋式起重機(jī)、叉車或人工搬運(yùn)的方式；出入庫頻率低，未實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理。

近幾年，國內(nèi)少數(shù)同行業(yè)廠家雖然學(xué)習(xí)國外技術(shù)開發(fā)采用了懸臂式貨架存儲(chǔ)，叉車搬運(yùn)、存取的模式，但受設(shè)計(jì)能力的限制，標(biāo)準(zhǔn)裝配線鋁型材開模，仍然存在著占地面積大，庫房空間利用率低、未實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理，入出庫頻率低的缺陷。

3、舊的儲(chǔ)存、存取方式及存在的問題

1)舊的儲(chǔ)存、存取方式：

地面堆放，部分料框存放，人工取貨、叉車或吊機(jī)存取搬運(yùn)。

2)存在問題：

（1）占地面積大，土地利用率低，空間利用率低；

（2）搬運(yùn)工作量大，使用人員多，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，效率低下，人工成本高；

（3）存在人身、產(chǎn)品安全隱患，人工搬運(yùn)，易造成人員、貨物磕、碰、擦傷；

（4）大量的貨物堆放在一起，依靠人工管理，易出現(xiàn)發(fā)錯(cuò)貨或找不到貨的情況，庫房管理困難；

（5）重復(fù)勞動(dòng)較多，常常需要倒貨，倒庫；

（6）手工記賬，效率低下，賬目易出差錯(cuò)；

（7）無法推行現(xiàn)代管理，賬目無法和公司的ERP系統(tǒng)無縫對(duì)接，出入庫信息無法及時(shí)反饋到銷售、財(cái)務(wù)、信息等部門。

以某鋁廠為例，它的設(shè)備產(chǎn)能達(dá)到了13萬噸以上，產(chǎn)量達(dá)到了10.50萬噸/年，產(chǎn)品3000多個(gè)品種，產(chǎn)銷兩旺。但是，在土地日趨緊張、人員招聘越來越難招及人工費(fèi)用越來越高的情況下，該廠生產(chǎn)規(guī)模一直不斷發(fā)展壯大，而用于儲(chǔ)存鋁型材產(chǎn)品的成品倉庫（2層），儲(chǔ)存量大也只有2500多噸。且儲(chǔ)存期年平均為3-4個(gè)月，甚至更長。并且舊的成品倉庫存在的占地面積大、用人多、出入庫效率低、人工管理賬目易出差錯(cuò)及倉儲(chǔ)環(huán)節(jié)生產(chǎn)成本高的問題成了企業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。每天產(chǎn)品的分檢、包裝、運(yùn)輸、儲(chǔ)存及出入庫等工作十分繁忙，物流量特別大，老的儲(chǔ)存和存取工藝及設(shè)備已經(jīng)不能適應(yīng)生產(chǎn)銷售形勢(shì)不斷發(fā)展的需要，運(yùn)行節(jié)奏和運(yùn)行效率急需提高，故開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的長直桿件自動(dòng)化立體倉庫非常必要。

對(duì)于鋁型材不同的需求有不同的表面處理，常見的鋁合金以及鋁型材有噴涂、電鍍、拉絲、噴沙、陽極、鈍化、氧化膜、拋光等表面處理。下面就給大家介紹下南京鋁型材批發(fā)廠家常用的鋁型材處理方法。

1、氧化

使金屬表面轉(zhuǎn)化為不易被氧化的狀態(tài)，而延緩金屬的腐蝕速度的方法。

2、陽極氧化

就是利用電解原理在某些金屬表面上鍍上一薄層其它金屬或合金的過程。刷鍍合用于局部鍍或修復(fù)，滾鍍合用于小件，如緊固件、墊圈、銷子等。

通過電鍍，可以在機(jī)械制品上獲得裝飾保護(hù)性和各種功能性的表面層，還可以修復(fù)磨損和加工失誤的工件。電鍍液有酸性、堿性和加有鉻合劑的酸性及中性溶液，不管采用何種鍍覆方式，與待鍍制品和鍍液接觸的鍍槽、懸掛具等應(yīng)具有一定程度的通用性。

3、噴涂

用于設(shè)備的外部防護(hù)、裝飾，通常都在氧化的基礎(chǔ)上進(jìn)行。鋁型材在涂裝前應(yīng)進(jìn)行前處理才能使涂層和工件結(jié)合牢固，一般的有三種方法：(1)磷化(磷酸鹽法)、(2)鉻化(無鉻鉻化)、(3)化學(xué)氧化。

4、噴砂

主要作用是表面清理，在涂裝(噴漆或噴塑)前噴砂可以增加表面粗糙度，對(duì)附著力提高有一定貢獻(xiàn)，但貢獻(xiàn)有限，不如化學(xué)涂裝前處理。

5、化學(xué)氧化

氧化膜較薄，厚度約為0.5～4微米，且多孔，質(zhì)軟，具有良好的吸附性，可作為有機(jī)涂層的底層，但其耐磨性和抗蝕性能均不如陽極氧化膜。

6、鋁及鋁合金化學(xué)氧化工藝

按其溶液性質(zhì)可分為堿性氧化法和酸性氧化法兩大類。

按膜層性質(zhì)可分為：氧化物膜、磷酸鹽膜、鉻酸鹽膜、鉻酸-磷酸鹽膜。

導(dǎo)電氧化(鉻酸鹽轉(zhuǎn)化膜)——用于既要防護(hù)又要導(dǎo)電的場(chǎng)合。

7、著色

對(duì)鋁進(jìn)行上色主要有兩種工藝：一種是鋁氧化上色工藝，另外一種是鋁電泳上色工藝。在氧化膜上形成各種顏色，以滿足一定使用要求，如光學(xué)儀器零件常用著黑色，紀(jì)念章著上金黃色等。

8、化學(xué)拋光

是利用鋁和鋁合金制作在酸性或堿性電解質(zhì)溶液中的選擇性自溶解作用，來整平拋光制年表面，以降低其表面粗糙度、PH的化學(xué)加工方法。這種拋光方法具有設(shè)備簡單、不用電源，不受制件外型尺寸限制，拋興速度高和加工成本低等優(yōu)點(diǎn)。鋁及鋁合金的純度對(duì)化學(xué)拋光的質(zhì)量具有很大的影響，它的純度愈高，拋光質(zhì)量愈好，反之就愈差。

9、電化學(xué)氧化

鋁及鋁合金的化學(xué)氧化處理設(shè)備簡單，操作方便，生產(chǎn)，不消耗電能，適用范圍廣，不受零件大小和形狀的限制。氧化膜厚度約為5～20微米(硬質(zhì)陽極氧化膜厚度可達(dá)60～200微米)，有較高硬度，良好的耐熱和絕緣性，抗蝕能力高于化學(xué)氧化膜，多孔，有很好的吸附能力。