WYY0770大型雙孔厚壁管材模具的設計依據與技術要求
(1)WYY0770大型雙孔厚壁管材的合金狀態為6005FT6,擠壓材經精密水、霧、氣淬火+人工時效后交貨,要求型材的尺寸與形位精度達到超高精級水平,b300MPa,并具有良好的力學性能、耐磨、耐蝕、可焊、可冷彎成形性等綜合性能。
(2)WYY0770擠壓材為大型雙孔厚壁管(見圖1),雙孔厚壁管的特點是容易發生嚴重的壁厚差和平面間隙,雙孔管因充料不足而壁厚尺寸不夠,WYY0700雙孔管為寬450mm,高200mm的方管內有一條橫向加強筋。使單孔方管變成雙孔管,其難度就在于這條橫向加強筋的充料不足,而且要求有高的焊合質量,用普通的分流模是達不到擠壓雙孔管技術要求的,必須設計一種特殊的組合模才能保證成形和達到精度要求。
(3)WYY0770大型雙孔管材在7000噸擠壓機生產,擠壓筒直徑為418mm,型材的外接圓(498mm)大于擠壓筒直徑418mm),這就需要設計制作一種特殊的多級擴展擠壓模,擴大分流模焊合室的外接圓,才能保證型材成型及尺寸精度與平面間隙尺寸要求。如果選用460mm擠壓筒生產,金屬流動與平衡會有所改善。
(4)WYY0770雙孔管的4個外角為,8個內角同樣要求為,形位公差值已高于GB5237高精級規定,需要反復計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角度精度是為了確保型材順利裝卸和整體的平直度,模具的設計制造的確有極大難度。
(5)要求選擇優良的模具材料,先進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. 綠色建筑鋁合金結構型材WYY0770模具的設計制造技術方案與提高使用壽命的措施與創新點分析
WYY0770型材在7000t擠壓機上采用418mm(方案Ⅰ)擠壓筒和460mm擠壓筒(方案Ⅱ)進行擠壓生產,其模具設計、制作技術分析如下。
3.1 WYY0770大型雙孔管模具設計依據與設計方案參數見表1和表2。
表1 WY0700大型雙孔管的模具設計依據參數表
方案 | 合金 狀態 | 雙孔管截面積 Cm2 | 外接圓 直徑 mm | 執行標準及 精度等級 | 擠壓機噸位 t | 擠壓筒直徑 mm | 比壓 MPa | 擠壓比 | 變形率% |
Ⅰ | 6005FT6 | 145.225 | 492.5 | GB5237 高精級 | 7000 | 418 | 510 | 9.45 | 89.4 |
Ⅱ | 6005FT6 | 145.225 | 492.5 | GB5237 高精級 | 7000 | 460 | 421 | 11.44 | 91.3 |
表2 WY0700大型雙孔管模子設計方案參數表
方案 | 模子 名稱 mm | 模子 類型 | 模子分流 部分厚度 mm | 模具鋼 牌號 | 模子熱處理 硬度 HRc | 金屬收縮 系數 | 模孔制作精度,mm | 模孔工作帶表面 粗糙度 | 分流比 K分 | 焊合室深度,H焊 mm | 寬展總量,mm | 寬展角 | |
型材壁厚 模孔,mm | 型材輪廓 模孔,mm | ||||||||||||
Ⅰ | WYY0770-1# | 特種寬展分流組合模 | 800 320 | 4Cr5MoSiV1(優質) | 47-49 | 0.01-0.012 | 0/-0.02 | 0/-0.1 | Ra 0.04m | 14 | 40 | 222 | 13.7,26 |
Ⅱ | WYY0770-2# | 800 260 | 11 | 40 | 180 | 23 |
1#模(方案Ⅰ):
導流模的分流孔進口分流比K導分進=4.56; 經寬展分流孔后的出口分流比K導分出=9.08;
分流模上模的進口分流比K分進=9.80; 經寬展分流孔后的出口分流比K分進=14,
焊合室深度h焊=40;焊合室內的金屬能夠形成足夠的靜水壓力。
導流模分別為擴展量:T導=42, 39, 33.8; 分流模分別為擴展量:T分=71,25,
橫向雙邊寬展總量T=(42+71)2=222mm;
縱向寬展T左邊=39+25=64mm,T右邊=33.8+25=58.8mm, 縱向擴展總量T=64+58.8=122.8mm。
寬展角:導流模=13.7 ; 分流模=26 。