此幕墻鋁型材斷面結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，寬373.68mm，高149.08mm，外接圓大為Φ401.15mm；鋁棒直徑Ф320mm，使用Φ526×95mm寬展模、Φ526×263mm模具擠壓；配備36MN擠壓機(jī)。

我公司最大模具規(guī)格為Φ526mm，模孔外接圓直徑過大，達(dá)Φ406mm，最窄處距模具徑向邊緣僅60mm，模芯各超出分流孔邊緣達(dá)35mm，型材兩條直筋將模芯分成三部分，使模具在直徑小、整體強(qiáng)度不夠的情況下容易變形，鋁型材深槽和多個(gè)螺絲孔等結(jié)構(gòu)更使成型難度加大，鋁材生產(chǎn)十分困難。

 圖1  JMUW5008大斷面鋁合金型材截面圖

根據(jù)對(duì)鋁型材產(chǎn)品的難點(diǎn)分析,我們決定采用寬展擠壓方法。擠壓模具沿X軸向用25度大寬展角，加大鋁錠流動(dòng)的推力及擴(kuò)大邊部靜水壓力。為降低作業(yè)擠壓力,減小作用在凸模上的變形抗力，盡量將墩粗變形后的鋁錠導(dǎo)入分流孔，實(shí)現(xiàn)擠壓筒與分流孔均衡過渡到模孔的作用，在寬展模入口沉低35mm，厚度保持在60mm，設(shè)計(jì)理念上，模橋功能主要起到分流作用，不作抗壓強(qiáng)度考慮，有利于鋁錠的分流擴(kuò)散。（寬展模平面效果如圖2所示）

3.2  模具設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)

下模焊合室高度取35mm，周邊R10圓滑過渡，減少死區(qū)產(chǎn)生，有利于金屬流動(dòng)，并降低了擠壓變形抗力；防止靠擠壓筒中心部分的型材流動(dòng)過快，凹模采用二級(jí)焊合加大阻流的方法以達(dá)到阻流的目的；為使擠壓制品達(dá)到尺寸要求精度，模孔的尺寸采用角度預(yù)變形和加大尺寸的收縮率，并將壁厚作預(yù)變形的方法處理。

為了防止鋁型材表面產(chǎn)生骨痕，在擠壓模具配合上采取工作帶預(yù)變處理，使凸凹模工作帶在動(dòng)態(tài)下保持平衡一致，并加厚凸模模芯的強(qiáng)度以達(dá)到受壓變形過程中穩(wěn)定的效果。

為減少鋁擠壓力，盡可能使模具在高溫高壓下的變形控制在合理范圍之內(nèi)，我們?cè)?u>擠壓比只有15.7的情況下，把分流比擴(kuò)大到了12.1，單個(gè)分流孔面積設(shè)定到超過5000mm2,以上，達(dá)到了降低擠壓力的目的。（圖3所示）因模具寬展部分正處在上模模芯部分之上，且寬展角度比較大，為減少阻力，控制左右兩個(gè)模芯的徑向翹曲變形過大，造成模具過早失效，在分流橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，我們采取了加強(qiáng)中間四個(gè)橋的強(qiáng)度，適當(dāng)讓兩邊四個(gè)橋的強(qiáng)度減弱，以抵消徑向變形量，獲得高的成品率和延長(zhǎng)模具壽命的設(shè)計(jì)理念（模具結(jié)構(gòu)圖見圖3所示）。凹模工作帶的設(shè)計(jì)，一如降低擠壓力的考量，在保證制品成型精度的情況下盡量的短，我們是以2倍于壁厚系數(shù)來設(shè)計(jì)的。

圖3  大斷面幕墻鋁型材模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖

4  結(jié)束語

這套幕墻鋁型材擠壓模具的設(shè)計(jì)和鋁材生產(chǎn)，打破了常用的寬展擠壓模設(shè)計(jì)方法，在合理有效的模具設(shè)計(jì)前提下，模具加工完畢第一次上機(jī)試模，突破擠壓力210MPa，平穩(wěn)期擠壓力180MPa，獲得良好的擠壓生產(chǎn)狀態(tài)，型材成型良好，取得合格樣板，并已批量生產(chǎn)。但是，因擠壓模具外徑過小，在前期生產(chǎn)過程中凸模容易變形，盡管初次上機(jī)試模擠壓成型率達(dá)到百分之八十左右，單次擠壓生產(chǎn)棒數(shù)最高達(dá)到125個(gè)，上模壽命還是有待提高。經(jīng)數(shù)次修改，最終達(dá)到了比較好的鋁材生產(chǎn)效果。