【中國(guó)幕墻網(wǎng)】綠色建筑鋁合金模板型材的品種多，規(guī)格范圍廣，形狀復(fù)雜，模具設(shè)計(jì)制造技術(shù)含量高，生產(chǎn)技術(shù)難度大。本文僅選兩種典型的難度較大的型材為例，對(duì)其模具的設(shè)計(jì)方案、制造工藝和創(chuàng)新點(diǎn)進(jìn)行分析討論，對(duì)模具的擠壓效果與使用壽命進(jìn)行對(duì)比，可見(jiàn)優(yōu)質(zhì)模具在綠色建筑鋁合金模板型材產(chǎn)業(yè)化批量生產(chǎn)中起著重大的作用。
1.綠色建筑鋁合金模板型材模具特點(diǎn)與技術(shù)難度分析
1.1概述鋁合金建筑模板型材品種多達(dá)幾十種，而且規(guī)格范圍廣，有的型材是多塊形狀各異的中小型材組拼成的一個(gè)大型整體材，外接圓直徑大于600mm。有空心型材、實(shí)心型材和半空心型材，成形難度大，尺寸和形位精度要求高，要求有高的力學(xué)性能，b330MPa)，優(yōu)良的可焊性、耐磨、耐蝕等綜合性能。而且要求產(chǎn)業(yè)化批量生產(chǎn)。因此，要求不同形式的特殊結(jié)構(gòu)的模具，如特殊分流模、遮蔽式型材模、特種寬展模等才能保證不同型材的成形和尺寸精度，而且要求高的使用壽命(要求使用壽命要求較原用的提高2-3倍)，確保其批量生產(chǎn)。以下僅從幾十種型材中選取兩種典型的、難度較大的型材模具為例來(lái)討論綠色建筑鋁合金模板型材模具的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)，其中一種為寬度達(dá)400mm，寬厚比大于100的帶筋壁板型材WYY1237(見(jiàn)圖1)，另一種是舌比大于5、尺寸和形位為超高級(jí)精度的半空心型材WYY1125(見(jiàn)圖2)。
1.2鋁合金模板型材模具特點(diǎn)與技術(shù)難度分析
(1)模板型材品種多、形狀復(fù)雜、尺寸變化大，因此要求設(shè)計(jì)制造不同規(guī)格、不同結(jié)構(gòu)、不同形式的優(yōu)質(zhì)模具，才能保證成形和尺寸、形位精度，需要進(jìn)行大量的試驗(yàn)工作。
(2)模板要求產(chǎn)業(yè)化大批量生產(chǎn)，首要關(guān)鍵就是提高模具使用壽命，本研制課題要求擠壓模具的使用壽命在原有基礎(chǔ)上提高2-3倍，難度是十分大的。
(3)扁寬形模板型材的寬、厚比大于100以上，寬而薄的壁板部位尺寸精度和平面間隙都很難保證，需要一種特殊結(jié)構(gòu)的寬展、分流模具合理地分配金屬流，才能保證型材的成形和高精度尺寸要求，特別是保證超高精度的形位公差，技術(shù)難度更大。
(4)模板型材中半空心型材居多，其舌比大于5，尺寸與形位要求精度為超高精度，需要一種特殊結(jié)構(gòu)的模具才能保證其型材成形，并達(dá)到高精度，而且要保證模具有足夠的強(qiáng)度，不變形、不開(kāi)裂、不壓塌，保證高的使用壽命，難度是非常大的。
(5)模板型材要求表面光潔、尺寸和形位精度高，因此需要采用高質(zhì)量的模具鋼及嚴(yán)格的模具熱處理工藝、機(jī)加工全部實(shí)施CNC工藝規(guī)程，才能獲得具有高強(qiáng)度、高韌性、高精度、低的表面粗糙度的優(yōu)質(zhì)模具。
WYY1237和WYY1125模板型材模具的設(shè)計(jì)依據(jù)與技術(shù)要求
2.1WYY1237模板型材模具的設(shè)計(jì)依據(jù)及技術(shù)要點(diǎn)
(1)WYY1237型材的合金狀態(tài)為6061ET6，擠壓材經(jīng)精密水\霧、氣淬火+人工時(shí)效后交貨，要求型材的尺寸與形位精度達(dá)到超高精級(jí)水平，并具有良好的力學(xué)性能、耐磨、耐蝕、可焊等綜合性能的合理匹配。
(2)WYY1237型材屬于扁寬薄壁型材(見(jiàn)圖1)，其特點(diǎn)是容易發(fā)生嚴(yán)重的壁厚差和平面間隙，型材兩端面因充料不足而壁厚尺寸不夠，WYY1237 型材的寬、厚比值高達(dá)，用普通平面模是達(dá)不到擠壓型材技術(shù)要求的，必須設(shè)計(jì)一種特殊的組合模才能保證成形和達(dá)到精度要求。
(3)WYY1237型材外廓尺寸大，必須在7000噸以上的大擠壓機(jī)生產(chǎn)，擠壓筒直徑為418mm，型材寬度幾乎與擠壓筒直徑相當(dāng)，這就需要設(shè)計(jì)制作一種特殊的多級(jí)寬展擠壓模，才能保證型材成形及寬度精度與平面間隙。
(4)WYY1237型材的兩個(gè)支承腿與壁板角度為，形位公差值已高于GB5237高精級(jí)規(guī)定，需要反復(fù)計(jì)算與平衡金屬流量的分配才能保證角度精度。用戶要求保證該型材兩個(gè)角度精度是為了確保模板順利裝卸和整體的平直度，模具的設(shè)計(jì)制造有極大難度。
(5)要求選擇優(yōu)良的模具材料，先進(jìn)的熱處理和表面處理工藝，確保模具的使用壽命提高2-3倍。
2.2WYY1125模板型材模具的設(shè)計(jì)依據(jù)與技術(shù)要求
(1)WYY1125模板型材的合金狀態(tài)為6061ET6，擠壓材經(jīng)精密水、霧、氣淬火+人工時(shí)效后交貨，要求型材尺寸與形位精度達(dá)到超高級(jí)水平，并具有良好的力學(xué)性能、耐磨、耐蝕、可焊等綜合性能的合理匹配。
(2)WYY1125模板型材屬典型的高舌比半空心型材(見(jiàn)圖2)。該型材從形狀來(lái)看是從三個(gè)半方面包圍，一方面有一部分開(kāi)口，被包圍部分為空間面積，這個(gè)面積從模子方面看是個(gè)懸臂梁，這個(gè)懸臂梁細(xì)而深，懸臂梁極易下塌，模子也很容易損壞，是很難擠壓出合格型材的，也難以保證型材尺寸精度和形位精度。
(3)該型材有三個(gè)90轉(zhuǎn)角，其中兩個(gè)角為，一個(gè)角為，這三個(gè)角度的公差值都已超出《國(guó)標(biāo)》的任何等級(jí)規(guī)定。用戶要求保證該型材三個(gè)角度精度是為了確保模板裝配整體的平直度，這給模具的設(shè)計(jì)制造帶來(lái)極大難度。
(4)要求選擇優(yōu)良的模具材料，先進(jìn)的熱處理和表面處理工藝，確保模具的使用壽命提高2-3倍。
3.模板型材模具的設(shè)計(jì)制造技術(shù)方案與提高使用壽命的措施與創(chuàng)新點(diǎn)分析
3.1WYY1237型材模具
(1)WYY1237型材模具設(shè)計(jì)依據(jù)與設(shè)計(jì)方案參數(shù)見(jiàn)表1和表2。
表1WY1237型材的模具設(shè)計(jì)參數(shù)表
|
合金
狀態(tài) |
型材截面積Cm2
|
外接圓
直徑
mm |
執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)及
精度等級(jí) |
擠壓機(jī)噸位t
|
擠壓筒直徑mm
|
比壓
MPa |
擠壓比
l |
變形率% |
|
6061ET6 |
24.717 |
f410 |
GB5237-超高精級(jí)
|
7000 |
f418 |
459 |
55 |
98 |
表2模子設(shè)計(jì)方案參數(shù)表
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