アルミプロファイル用押出ダイスの設計

アルミプロファイル金型設計の6つのポイント

1. アルミ押出材の寸法分析

押し出された部品のサイズと偏差は、金型、押し出し装置、およびその他の関連するプロセス要因によって決まります。その中で、金型サイズの変更は大きな影響を与えます。金型サイズの変更に影響を与える理由は次のとおりです。弾性変形金型の温度上昇、金型の材質、金型の製作精度、金型の摩耗。

(1) アルミ押出機のトン数の選択

押出比は、金型の押し出しの難しさを数値で表したものです。一般的に言えば、10-150 の間の押出比が適用されます。押出比が 10 未満であると、製品の機械的特性が低くなります。逆に、押出比が高すぎると、製品に表面粗さや角度が生じやすくなります。偏差やその他の欠陥。ソリッド プロファイルは多くの場合、約 30 の押出比、中空プロファイルは約 45 で推奨されます。

(2) 外形寸法の決定

押出ダイの外形寸法は、ダイの直径と厚さを指します。金型の寸法は、プロファイル セクションのサイズ、重量、および強度によって決まります。

2. 押出ダイサイズの合理的な計算

ダイの穴のサイズを計算するとき、アルミニウム合金の化学組成の押出による主な考慮事項、製品の形状、公称寸法と公差、押出温度、および金型材料と温度合金の下で絞り、製品の線膨張係数に基づいて断面形状の特徴と延伸時の変化、押出圧力の大きさ、ダイの弾性変形などの要因があります。

肉厚差の大きいプロファイルは、成形が難しい薄肉部やシャープエッジ部を適度に大きくする必要があります。

平らで薄い壁プロファイルのダイ穴、および幅と厚さの比率が大きい壁プロファイルの場合、トラムのサイズは、一般的なプロファイル、およびウェブの厚さのサイズに従って設計できます。式は、弾性変形、塑性変形、全体的な曲げ、押出シリンダーの中心からの距離、およびその他の要因も考慮する必要があります。さらに、押出速度、牽引装置などもダイ穴のサイズに一定の影響を与えます.

3.メタルフロー速度の合理的な調整

いわゆる合理的な調整とは、製品の断面上の各粒子が、理想的な状態で同じ速度でダイの穴から流出するようにすることです。

可能な限り多孔性の対称配置を使用し、プロファイルの形状、各部分の壁厚の違い、円周の違い、および押出シリンダーの中心からの距離に応じて、異なる長さのサイジングベルトの設計.一般に、セクションの肉厚が薄いほど、円周が大きくなり、形状が複雑になり、押出シリンダーの中心から離れるほど、ここでのサイジング ベルトは短くなります。

サイジングベルトがまだ流量を制御するのが難しい場合、形状は特に複雑で、壁の厚さは非常に薄く、部品の中心から遠く離れて、流れの角度またはガイドコーンを促進して金属の流れを加速するために使用できます。反対に、壁が非常に厚いパーツや押出シリンダーの中心に非常に近いパーツの場合は、オブストラクション アングルを使用してオブストラクションを補い、ここで流量を遅くする必要があります。さらに、プロセス バランス ホール、プロセス前室金型、ガイド金型の使用、割り穴の数、大きさ、形状、位置を変えることでメタル流量を調整します。

4. 金型強度の確保

押出時の金型の作動状態が非常に悪いため、金型の強度は金型設計において非常に重要な問題です。金型穴の位置の合理的な配置、適切な金型材料の選択、合理的な金型の設計に加えて、構造と形状、押出圧力の正確な計算、および危険なセクションごとの許容強度の確認も非常に重要です。

現在、押出力を計算するための多くの式がありますが、修正された Beerling 式にはまだ工学的価値があります。押出圧力の上限解法も応用価値があり、経験係数法を使用することで押出圧力を計算する方が簡単です。 .

金型の強度チェックについては、製品の種類、金型の構造などに応じて実施する必要があります。一般的なフラットダイは、せん断強度と曲げ強度のみを確認する必要があります。タングと平面分割ダイのせん断、曲げ、および圧縮強度を確認する必要があります。をチェックする必要があり、舌と針の引張強度も考慮する必要があります。

強度チェックの基本的な問題の 1 つは、適切な強度理論式とより正確な許容応力を選択することです。近年、有限要素法を使用して力を解析し、特に複雑な金型の強度をチェックすることができます。

5.作業ベルトの幅寸法

スプリッタ複合ダイのワーキングゾーンを決定することは、プロファイル壁の厚さと中心からの距離だけでなく、スプリッタブリッジによるダイホールのシールドも含めて、ハーフダイのワーキングゾーンよりもはるかに複雑です。スプリットブリッジ下のダイホールでは、メタルフローが困難なため、ワークベルトを薄くする必要があります。

作業ゾーンを決定するとき、トリアージ ブリッジ プロファイルで最も薄い壁の厚さを最初に見つけて、最大の局所の金属流動抵抗、最小の作業を壁の厚さの 2 倍、壁の厚さを厚くするか、金属が達成しやすい、作業肥厚を十分に考慮して、一般的に一定の比率関係に加えて、改訂の容易な流れに従ってください。

6. ダイホール空刃の構造

ダイ ホール ホロー カッターは、ダイ ホール ワーキング ベルトの出口にあるカンチレバー支持構造です。プロファイルの壁厚 T ≥2.0mm を使用して、簡単にまっすぐな空のカッター構造を処理できます。t<2mm の場合、またはカンチレバーを使用すると、斜めブランクナイフを使用してください。

二。金型設計における一般的な問題

1. 二次溶接室の役割

押出ダイは、押出製品の品質に直接影響するアルミニウムプロファイルの押出において重要な役割を果たします。ただし、実際の生産では、押出ダイの設計は、設計者の経験とダイの品質に大きく依存します。設計の保証が難しく、何度も金型の修正を試みる必要があります。

金型設計の欠陥に応じて,下部金型に2つの溶接チャンバーを設定する最適設計方式を提唱し,金型処理における不完全な供給の欠陥を補い,前後の開閉および形状差の欠陥を回避した。不十分な供給による材料の放出の後、設計における不均一な速度分布の問題を効果的に解決しました。したがって、最適化スキームでは、プロファイルのセクションの温度と応力の分布がより均一になり、材料が大幅に改善されます。

2.二次転用の役割

押出ダイの設計において、肉厚差の大きいソリッドプロファイルは二次流用を行います。例：初期の金型設計は通常の金型とダイパッドで構成初めて理想的ではありません。アングルが小さく、薄肉部が極薄・極小です。薄肉部を大きくして作業ベルトを下げても金型補修は理想的ではありません。

初期の金型設計における不均一な速度分布の問題を解決するために、ガイド プレートの設計を再度採用し、金型に 2 レベルのガイドを設定する最適設計方式を提唱しました。

具体的には、薄肉を直に向け、厚肉部を出口幅で30度広げ、厚肉部のダイス穴サイズを若干大きくし、ダイス穴の角度を90度にしています。事前に閉じて 91 度に開き、サイジング作業ベルトも適切に変更されています。