摘要：以一種雙層多腔鋁合金圓管為例，提岀了一種新型的鑲嵌式的模中模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并與傳統(tǒng)的模中模設(shè)計(jì)進(jìn)行對(duì)比。擠壓試驗(yàn)驗(yàn)證了該新型模具在加工成本、加工周期和使用壽命方面的優(yōu)越性。該新型模具設(shè)計(jì)方法對(duì)于類似的雙層多腔圓管型材擠壓模具設(shè)計(jì)有一定的借鑒作用。

　　關(guān)鍵詞：鑲嵌式;模中模;加工成本;優(yōu)越性

　　前言

　　近幾年來(lái)鋁型材的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其截面形狀也是越來(lái)越復(fù)雜。出于結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、散熱方面的考慮，型材的空腔數(shù)越來(lái)越多，其中最有代表性的是雙層多空腔型材。本文作者以一種雙層多腔型材為例，提岀了一種新型的鑲嵌式模中模設(shè)計(jì)方案,并與傳統(tǒng)的模中模方案在加工成本、加工周期方面進(jìn)行對(duì)比，并通過擠壓生產(chǎn)驗(yàn)證了該模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性。

　　1 雙層多腔圓管型材模具設(shè)計(jì)

　　圖1所示為雙層多腔圓管型材截面圖。材質(zhì)為6063-T6鋁合金。該型材筋厚度為6 mm,外層壁厚為3.5 mm,內(nèi)層壁厚為6.25 mm，小圓內(nèi)徑的16 mm,外徑為76 mm。采用當(dāng)下應(yīng)用很廣的模中模方案，如圖2所示，將型材的空腔部分拆分為內(nèi)外兩層模芯。傳統(tǒng)的模中模設(shè)計(jì)的精髓就是將內(nèi)層模芯抽取出來(lái)組建上模1,同時(shí)將外層模芯部分組建上模2,如圖3所示。將上模1與上模2進(jìn)行裝配,形成一個(gè)上模（圖4），也就構(gòu)成了俗稱的雙上模結(jié)構(gòu)。模具加工實(shí)物如圖5所示。采用傳統(tǒng)模中模設(shè)計(jì)（雙上模結(jié)構(gòu)）使得模具加工變得簡(jiǎn)單，減少了模具芯頭間穿孔、引流的電火花加工量，節(jié)約了電火花工序的加工時(shí)間。根據(jù)表1擠壓工藝進(jìn)行擠壓型材生產(chǎn)，得到圖6所示料頭。

　　圖1 雙層多腔圓管型材截面圖

　　圖2 傳統(tǒng)模中模的內(nèi)外層模芯圖

　　圖3 傳統(tǒng)模中模擠壓模具

　　圖4 傳統(tǒng)的雙上模結(jié)構(gòu)

　　圖5 傳統(tǒng)模中模的模具實(shí)物圖

　　圖6  傳統(tǒng)模中模擠壓的型材料頭

　　2 鑲嵌式模中模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　鑲嵌式模中模是將圖2中的內(nèi)層模芯抽取出來(lái)做成鑲塊，外層模芯做成上模，效果如圖7所示。

　　圖7 鑲嵌式模中模擠壓模具

　　在上模中車出鑲塊裝配所用臺(tái)階（圖7上模入口面所示），將鑲塊插入上模中，形成一個(gè)整體上模（圖8）也就構(gòu)成了鑲塊式模中模結(jié)構(gòu)。模具加工實(shí)物如圖9所示。

　　圖8 鑲嵌式模中模組裝

　　圖9 鑲嵌式模中模的模

　　圖10 鑲嵌式模中模擠壓的型材料頭

　　圖11鑲嵌式模中模擠壓出的合格型材

　　3.結(jié)束語(yǔ)

　　通過上述傳統(tǒng)的模中模擠壓模具與新的鑲嵌式模中模擠壓模具的對(duì)比可以看出：

　　1）傳統(tǒng)的模中模方案，因?yàn)樯夏?與上模2是等外徑的，且上模需與上模2配合，最終芯頭是同一高度裝配，所以上模1的模具鋼用量=上模1自身的厚度+上模2的厚度。而鑲嵌式模中模方案中，鑲塊模芯是主體模中間抽出來(lái)的一部分。一對(duì)比,傳統(tǒng)方案比鑲嵌式方案在模具鋼的用量上整整多出一倍。

　　2）傳統(tǒng)模中模加工時(shí)間是鑲嵌式模中模加工時(shí)間的2倍左右。

　　3）傳統(tǒng)模中模中上模1由于需要與上模2裝配，導(dǎo)致上模1圓芯頭直桿過長(zhǎng)，要穿過整個(gè)上模2的厚度，直桿過長(zhǎng)，擠壓過程中受力不均勻，易變形,容易偏擺，無(wú)法保證同心度的要求。鑲嵌式方案中鑲塊式模芯強(qiáng)度好，圓芯頭不易偏擺,鑲嵌式方案模具壽命約為傳統(tǒng)模中模擠壓模具壽命的3倍。希望本設(shè)計(jì)能給同行在設(shè)計(jì)類似的多腔型材模具時(shí)，提供一些參考與借鑒。

　　原作者簡(jiǎn)介：

　　作者簡(jiǎn)介：鄒照（1984-）,男，遼寧沈陽(yáng)人，工程師

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