解决模具压力过大的问题

辛理响
如何解决模具压力过大的问题?
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个人分析观点与解决办法如下:

(1)挤压比过高:挤压比的概念是(挤压筒截面积/型材截面积),指数过高意味着大机挤小料,或者是挤薄料。如果是大机挤小料,则可以做成多孔模,这也是目前最为经济实用的手段。若是挤薄料,则压力问题和分析解决办法均会体现在以下描述的几点上。

(2)挤压机的比压过低:比压的概念是(挤压机的挤压力/挤压筒截面积),指数越高表示单位压力越大,指数越小则单位压力越小。在国内由于各种原因,出现许多改装挤压机(主要是加大挤压筒、模座、模孔),造成比压过低,这种情况需要在模具设计时就优先考虑,由于单位压力小,故设计时尽可能缩短挤压行程,减薄上模厚度,减短下模工作带,分流比相应减少,且尽量减少分流孔数量。

(3)型材腔体过大:型材腔体过大意味着模具的模芯较大,铝棒的变形量也增大,挤压的摩擦范围相应增大,此种情况的压力大往往较难处理,且最影响模具使用寿命。如果有条件,尽可能用比较大一点的规格来制作模具,从强度来说,可以适当弥补压力大造成的模具变形,从模具设计加工来说,则可以将铝棒扩展至模具外围卸压。当然,最重要的还是在设计过程中尽可能地消除铝棒流动死区,例如减少模芯中间的的死域,可以横向扩展至外围。另外比较关键的一点是减小模芯的下空刀宽度,这点相当于减小模芯的受压面积,对减轻压力来说极有好处。再者,不管上模还是下模,不宜留下任何调节流量用的挡块或挡包,务必做到挤压过程中从进料到出料均为直线流动。

(4)型材的长宽比过大:长宽比过大的模具,一般是型材超棒太多,扩展较大的模具才会有压力大的问题,主要是因为铝棒变形大,分流比过小引起的。相对来说此类模具的压力问题比较好解决,主要是加大分流孔的面积,由于模芯不大,两侧的供料不够的难点可以通过进料面沉孔来解决,通常设计时可参考大一号的机台布局。

(5)静水压力过大:静水压力可以理解为焊合压力或者横向挤压力,通常我们可以采取增加静水压力的方式来避焊合线或弥补模芯内筋的供料不够,又或者提高型材硬度或性能。但如果静水压力过大的时候也会造成模具压力大。故减小焊合室空间(焊合室高度或者焊合室面积)有利于压力的减轻,另外,工作带的长短也决定了静水压力的大小,对于长宽比不大,壁厚没有太大的落差的情况下,工作带的高度适当降低也可以减压,一般情况下工作带最高点取壁厚的2.5倍即可。

(6)挤压突破压力过大且无法降下来:正常挤压时一直保留在起压状态,这属于比较严重的压力问题,关键在于分流比太小,通常是分流孔的体积偏小,挤压行程过长,静水压力过大等综合因素导致。优化方式如加大分流比,减短挤压行程,减小静水压力等。

(7)流体与模具的摩擦力过大:摩擦力的大小取决于从进料面至模具出料面下空刀之间表面积之和的大小。桥的数量,桥的厚度,焊合室深度,工作带高度等这些因素都会影响模具的工作表面积。对于模具设计者而言,在满足合格生产的情况下,进一步减少流体与模具的摩擦范围,有助于压力的减轻,最重要的是有助于挤压效率的提升。

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