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模具修理经验讲解:多孔铝型材挤压模具的修模问题
2020-01-20 13:46:47来源:100唯尔

多孔挤压模具维修首先要解决出料长短问题,在模具修复时尽量不要动工作带或烧焊,最好是通过调节导流板或焊合室的流量来达到模具的修复,这样可以尽量保持挤压模具的稳定性。对于多孔模具的清洁很有必要,很多角落、细微处有许多手工难以抛光打磨好的地方我们一般采用抛光喷砂机对其进行表面清洁。

挤压模具合格后要马上进行氮化处理,使挤压模具表面强化后更好的应对铝材生产。在铝型材生产时要尽量避免模具的频繁上下机,尽可能的减少模具因骤冷骤热从而导致综合性能的下降。挤压模具后期的维护保养也很重要,在模具进仓前务必清洁干净喷上防锈剂。

对多孔模寿命进行适当的提升是一项综合的系统工程,必须实施全面的模具追踪管控制度才能实现,下面我们来详细讲解这个工程:

一.提高多孔模具的制造质量

1.通常来讲,多孔模具的设计主要是以合理摆放孔位及考虑模具强度来实现优化效果的。一般根据型材形状、截面积大小及出料状况来确定机台、孔数和摆放形式,基本上呈对称分布但同时也有按奇数摆放的(见下图)。为提升多孔模具的综合性能一般采用进口钢材。

2.挤压模具在加工过程中主要分为热前、热中及热后加工。热前主要是锯车及钻铣粗加工,一般完成外圆车削及工头和分流孔的初步成型。为实现精准加工和定位,分流孔的尺寸及光洁度由加工中心用刀粒分层铣削来保证,机床自动分中来定出螺销孔位置。对于桥位众多的多孔模具而言,要保证桥宽一致及过渡位顺畅,在其加工过程中一定要考虑到刀具的损耗。电火花的导流及穿孔加工注重电极的精准和加工方法的一致性,鉴于多孔模的导流电极一般由石墨房提供确保尺寸精度,对于一件模有多条导流,最好由一个人完成确保加工手法的准确性。同时热前的打磨也很关键,重在锐角棱边的倒角及分流孔内桥位导流的接顺。

3.多孔模具的热处理,我司采用进口真空热处理炉对其进行一次淬火加三次回火的工艺,确保最终硬度在HRC47-HRC51保证模具整体性能。

4.对于热后模具精加工务必保证最终的模具精度。为有效防止出料偏壁及出料快慢,所有多孔模具一定要进行下空刀及焊合室的精铣。工作带的精铣务必用新刀完成,这样能避免由于刀具的细微损耗而造成工作带的不垂直,致使形成工作带上的促、阻流角从而影响出料快慢。

多孔模具工作带的加工情况直接影响着出料状况,多孔模在试模的时候往往容易出现出料快慢问题,各孔工作带长短是否一致起着至关重要的作用。因此,电火花采用进口夏米尔机加工后空刀,其优势是能准确加工出多孔模工作带落差、空刀斜度且表面光洁度良好。和单孔模一样钳工都是最后的收尾工作,但多孔模更注重抛光打磨的对称性,尤其是角位、螺丝位、导流及桥位的抛光倒角。经过加工中心的定位及线割的精密加工最终实现上、下模的完美匹配。组装后的模具壁厚务必符合图纸要求亦或同正同负。

5.试模工艺及挤压条件

要真正实现一模多孔的效率,做好模具只是前提。后续的试模及挤压也起着相当重要的作用,提升挤压成品率及出材稳定性是关键。一般而言,多孔模具最好和模套一起加温到430-460℃。同时一炉加温多套模具时,务必注意其摆放形式控制好模与模之间的间距,避免加热不均,最好一次加温达标,尽量不要中途开炉取添模具。铝棒一般加温到450-480℃,更要注重铝棒的质量。挤压时一定要调整好中心位,避免偏心造成偏壁、塞模或压塌。鉴于多孔模的出料情况,我司生产时在出料口和料架中间使用石墨条隔开采用牵引机进行适度的牵引。从而有效减少型材之间碰擦花,增强出材的稳定性。

二.多孔模具的维护使用

在多孔模具维修方面,首先要解决的就是出料长短问题,而在修复的过程中尽量不要动工作带或烧焊,最好是通过调节导流板或焊合室的流量来达到完好修复,这样可以较好的保持模具的稳定性。对于多孔模具的高效清洁相当之有必要,很多角落、细微处有许多手工难以抛光打磨好的地方。

1.铝型材挤压模具制造中需要特别修正的主要内容:

调整金属流量分配比例(如:模具分流孔或导流槽的大小调整,电蚀引流槽的深浅调整等)、调整接触摩擦系数阻碍拦截等方法(如:拦基阻碍等)以及调整模孔工作带的长短等各种方法来改变金属流出模孔的速度,从而使金属均匀地流出模孔,生产出合格的挤压产品。

因此,修模人员必须熟练地掌握有关的检查技术,才能正确地分析和判断制品缺陷产生的原因,从而进行有效的模具修正。

金属供给量的分配比例,主要是由模具设计师和制造来确定的。

当模具制造出来之后,金属的分配比例就基本固定了。设计人员必须力求合理分配。如果分配不合理,导致型材各部分流速不均匀,给修模带来一定困难,严重时甚至无法修模。就多数模具而言,虽然金属分配量已经确定,但金属与模具之间的摩擦阻力是可以改变的。从而达到调整金属流速的目的。

金属与模具之间的摩擦力由三个部分组成:金属与模面的接触摩擦力、模孔工作带之间的接触摩擦力、金属与金属之间相对运动的摩擦力。改善金属与模面的摩擦条件,能够起到调整金属流动速度的作用。改变金属的分配量、摩擦条件、工作带的长度和挤压速度均可调整金属流出模孔的速度。

模具修正主要侧重调整金属分配比例,接触摩擦条件及模孔工作带长度等各种行之有效的方法来改变金属的流动特性,使金属均匀地流出模孔,生产出合格的型材制品。

为克服金属流动不均而产生的缺陷,必须研究如何使型材断面上各部分的金属流出速度一致,这是模具设计应遵循的原则,也是修模人员所遵循的基本原则。虽然影响金属流出模孔速度的因素很多,但可归纳为两个基本因素:

A.供给型材断面各部分的金属分配流量是否合适。即型材各部分断面积之比与相应供给部分的金属流量之比是否相等;

B.金属流动时,所受摩擦阻力的大小,当供给型材某一部分的金属量越多,摩擦阻力越小时,型材这一部分模孔的流出速度就越快,反之就越慢。

2.在模具合格后第一时间进行氮化处理,使表面强化后更好的应对生产。在生产过程中尽量避免模具的频繁上下机,尽可能的减少模具因骤冷骤热从而导致综合性能的下降。

3.模具后期的维护保养也很重要,在进仓前务必清洁干净喷上防锈剂。由以上看来,对多孔模寿命进行适当的提升是一项综合的系统工程,必须实施全面的模具追踪管控制度才能实现。

通过对多孔铝型材挤压模具在制造、使用过程中常见的问题及特性分析,浅析在制造过程中预见性的解决相应问题及后续的维护使用情况。

三、铝型材挤压模具修模方法

多孔挤压模具维修首先要解决出料长短问题,在模具修复时尽量不要动工作带或烧焊,最好是通过调节导流板或焊合室的流量来达到模具的修复,这样可以尽量保持挤压模具的稳定性。对于多孔模具的清洁很有必要,很多角落、细微处有许多手工难以抛光打磨好的地方我们一般采用抛光喷砂机对其进行表面清洁。

1、有缝角或焊合不良

空心铝合金型材采用平面分流组合模挤压,金属经过分流、焊合的过程,所以空心型材是存在焊合线的,如果金属焊合不好出现缝隙,则是一种缺陷。

产生缝隙的原因有两个,一是分流孔、焊合室狭小,金属供流不足,金属在焊合室没有形成足够的静水压力,产品未焊合好而流出模孔,导致制品存在焊合缝隙;二是过量润滑和不良润滑引起空心型材焊合不良导致。前者可采用研磨或铣削扩大分流孔和焊合室面积,加大金属供流,使金属在焊合室内能够形成足够的静水压力加以解决,后者采用无润滑挤压工艺即可。

2、铝合金型材壁出现下凹或上凸的弓形面

1)、空心铝合金型材壁下凹弓形面产生原因:模芯工作带低于下模模孔工作带,模芯工作带的有效长度过短所引起。

修正方法:在模芯和下模之间放置隔环,使模芯工作带在受力状态下与下模模孔定径带等高。同时,在下模的出口部位减掉同一厚度。

2)、空心铝合金型材壁外凸产生原因:模具使用时间过长,模芯工作带严重磨损,出现沟槽,加大了摩擦阻力,金属流动缓慢引起空心型材壁外凸。

修正方法:如果型材壁厚公差允许的话,可以锉修或打磨模芯的工作带表面,降低摩擦阻力;如果模芯工作带磨损程度很严重,且型材壁厚已达到上偏差时,可将模子预热到300℃左右,补焊模芯外形,再锉修到要求尺寸并抛光后使用;如果模芯工作带没有被磨坏,则锉一锉模芯工作带外侧阻碍处和内侧的滞留处即可。

3、铝合金型材表面条纹

挤压型材外表面出现条纹,在阳极氧化后表现更为明显。该缺陷多见于型材壁厚差大的部位、分流桥下金属的焊合部位和内侧带有“枝杈”处及螺纹孔处的背面上。

产生原因:

1)、型材内侧的“枝杈”和螺纹孔部位因金属供流不足或过量引起表面条纹;

2)、模具分流桥下的焊合区部位引起的型材表面条纹;

3)、型材断面图设计存在的问题,由于型材的壁厚差大,工作带长度突变处的部位在阳极化后产生条纹状色差;

4)、因机台冷却能力不够,造成阳极化后黑色斑纹区域;

5)、铸坯本身的质地不好,影响挤压材阳极化后条纹色差。

修正方法:

1)、检查客户的图纸上在型材装饰面是否存在诸如型材壁厚差大、枝杈和螺纹孔;

2)、分流桥应设计在型材非装饰面上,在保证模子强度的同时,焊合室应尽可能大一些,使金属能够形成足够的静水压力;

3)、大直径管材或大尺寸空心型材模,在阳模上可设有上焊合室;

4)、型材内侧的“枝杈”或螺纹孔处条纹,其修模方法是抛光这些部位的模孔工作带、打磨光滑,或者修改或减少这些部位的连接过渡半径;

5)、有时条纹是由铸坯材质本身形成的,要求铸坯的加热温度均匀,均匀化退火彻底;

6)、挤压材出模孔之后,其晶粒度取决于进入淬火区的温度和淬火区冷却速度。如果冷却温度过低、冷却速度不均匀会造成晶粒过大或晶粒大小不均,在阳极化后色差会更加明显,要求操作人员及时调整冷却系统的风压和冷却水压的大小。

4、铝合金型材弯曲和扭拧

产生原因:

1)、模芯和下模孔的工作带配合不合理,引起型材各部位金属流速不均;

2)、对称空心型材模的分流孔大小和位置加工不对称,金属供流不均衡,引起金属流速不均匀;

3)、分流孔加工不规整或者在模芯上有阻碍物阻碍金属流动。

修正方法:

1)、用适当的方法打磨模芯或分流孔的出口部位,必要时适当扩大这些分流孔使供料均衡。

2)、用打磨方法去掉阻碍物。

总之,多孔模具的最终成功,依靠的是一整套环节。任何一个环节的疏忽都不可能使多孔模具的效能最大化。至此,一定要加强工序间的完美连接。同时我们更应在现有的经验基础上,不断开拓出更多、更新、更好的对提升多孔挤压模具寿命及效率的举措。