一種型材擠壓模工作帶的設計方法技術

本發明專利技術公開了一種型材擠壓模工作帶的設計方法，采用曲線在不同工作區域的工作帶之間過渡使得金屬流動更加均勻，提高型材焊合質量，減少型材表面劃痕，提高型材表面質量，有效縮短料頭的長度，而且工作帶的整個工作區域受到的摩擦力更均勻，提高了工作帶壽命。

A design method of working belt of profile extrusion die

【技術實現步驟摘要】
一種型材擠壓模工作帶的設計方法
本專利技術涉及用于型材擠壓成形領域，具體為一種型材擠壓模工作帶的設計方法。
技術介紹
在擠壓模具中，工作帶(又稱為定徑帶)長度的設計是鋁型材擠壓模具模孔最主要的幾何參數之一，它直接影響整個擠壓制品的尺寸精度、表面質量、幾何形狀等。若設計不合理，將造成金屬模孔流速不均，從而引起型材的彎曲、裂紋、歪扭，致使多次修復模具造成模具報廢，從而影響擠壓產品的質量。設計工作帶長度的方法主要根據古布金關于擠壓力計算公式的演變形式，但是沒有考慮模孔位置對金屬流動的影響。因此，閆洪等人對型材擠壓時金屬流動規律研究后，建立了型材擠壓模孔工作帶長度設計計算的數學模型。目前，型材擠壓模的設計都是將工作帶劃分為若干個區段，然后利用工作帶長度數學模型計算出重要的區段的長度，介于計算出來的區段之間的工作帶則采用傾斜直線過渡，過渡區的工作帶和通過公式計算確定長度的工作帶區域連接點存在尖角，且尖角兩邊金屬流速存在跳躍，導致型材焊合質量不好，表面光滑度不夠，甚至發生劃痕。
技術實現思路
本專利技術針對現有技術的不足，提出一種型材擠壓模工作帶的設計方法。。一種型材擠壓模工作帶的設計方法，包括如下步驟：步驟一)根據型材形狀將工作帶劃分為N個區域，選擇其中一區域，給定該區域工作帶長度L0；步驟二)根據確定的L0計算出其余各個區域的截面面積Fi，與金屬直接接觸的周長Ci，區域中心到擠壓筒中心的距離ri，再計算各區域的工作帶長度：其中，C0為工作帶長度L0區域的周長，F0為工作帶長度L0區域的截面面積，r0為工作帶長度L0區域中心到擠壓中心的距離；步驟三)根據沿區域變化的工作帶長度分布曲線，將工作帶長度有突變區域的交界處用傾斜直線連接；步驟四)計算各區域工作帶的金屬流速：其中，k為比例系數、F為擠壓筒橫截面面積；步驟五)在金屬流速變化較大區域的連接處用光滑曲線代替傾斜直線進行過渡。進一步的，所述步驟五)中的光滑曲線有倒圓角。進一步的，所述步驟五)中的光滑曲線采用擬合函數方法確定形狀，包括如下步驟：1)在工作帶速度差距大區域的連接處周圍均勻選取點；2)使用選取的點分別進行一元3次、4次、5次、6次、7次函數曲線擬合；3)通過試驗選擇最優曲線形狀。進一步的，將所述步驟2)替換為采用插值法擬合函數。本專利技術的有益效果是：本專利技術采用曲線在不同工作區域的工作帶之間過渡使得金屬流動更加均勻，提高型材焊合質量，減少型材表面劃痕，提高型材表面質量，有效縮短料頭的長度，而且工作帶的整個工作區域受到的摩擦力更均勻，提高了工作帶壽命。附圖說明當結合附圖考慮時，通過詳細描述，能夠更完整更好地理解本專利技術以及容易得知其中許多伴隨的優點，此處所說明的附圖用來提供對本專利技術的進一步理解，構成本專利技術的一部分，其中：圖1為擠壓型材產品的部分區域劃分；圖2為工作帶長度與金屬流速部分示意圖；圖3為工作帶尾部橫截面；圖4為直線和曲線過渡的對比圖。具體實施方式下面將結合附圖對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。1、選擇型材產品，針對難以流動的區域，將其成形區域劃分為9個區域，如圖1所示，更細的劃分會增加計算量；2、選取區域8，確定其工作帶的長度L0＝4.5mm；3、通過列表，計算各區域的橫截面積Fi，與金屬直接接觸的周長Ci，各區域形心到擠壓筒中心的距離ri；4、計算各區域的工作帶長度，由于區域3、7處于角落，易受阻，將工作帶長度減小1mm；得到各區域參數如下表所示：5、繪制沿區域變化的工作帶長度分布曲線，可發現其工作帶長度突變大的區域出現在端部周圍；6、計算各區域的金屬流速：V3和V7區域的速度比其他區域大。7、在工作帶長度突變過大的區域用曲線代替傾斜直線進行過渡，其他傾斜直線過渡的區域也可用曲線代替，其曲線方程使用多項式擬合：首先在工作帶長度之間差距大的周圍均勻選取一些點；再假設3、4、5、6、7次一元的函數，并利用這些點計算各系數，繪制曲線圖；根據計算出的曲線，選擇5次元的函數：f(x)＝1.8*10-5*x5-8.5*10-4*x4+0.012*x3-0.028*x2-0.013*x+3.9968、如圖2所示，傾斜直線過渡比用曲線過渡的金屬流速變化曲率較大，如圖3所示，各區域的橫截面面積有所增加，即Ai＞A′i，根據公式計算：τi＜τ′i，則表明其對應的剪切力有所下降，則工作帶的使用壽命增加，且間接增加模具的使用壽命。(1)計算工作帶長度與變形區域的關系，利用相關軟件對傾斜直線及周圍提取相對應的點，除采用多項式擬合外，也可以利用插值法擬合曲線或者利用Matlab軟件進行曲線擬合，其f(x)＝Ax6+Bx5+Cx4+Dx3+Ex2+Fx+G、f(x)＝Ax5+Bx4+Cx3+Dx2+Ex+F與擬合的曲線符合預期；(2)對于工作帶長度差距不大的部分可利用倒圓角的方法。所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術的范圍。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種型材擠壓模工作帶的設計方法，其特征在于，包括如下步驟：/n步驟一)根據型材形狀將工作帶劃分為N個區域，選擇其中一區域給定該區域工作帶長度L

【技術特征摘要】
1.一種型材擠壓模工作帶的設計方法，其特征在于，包括如下步驟：
步驟一)根據型材形狀將工作帶劃分為N個區域，選擇其中一區域給定該區域工作帶長度L0；
步驟二)根據確定的L0計算出其余各個區域的截面面積Fi、與金屬直接接觸的周長Ci、區域中心到擠壓筒中心的距離ri；再計算各區域的工作帶長度：



其中，C0為工作帶長度L0區域的周長，F0為工作帶長度L0區域的截面面積，r0為工作帶長度L0區域中心到擠壓中心的距離；
步驟三)根據沿區域變化的工作帶長度分布曲線，將工作帶長度有突變的區域交界處用傾斜直線連接；
步驟四)計算各區域工作帶的金屬流速：



其中k為比例系數、F為擠壓筒橫...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王乾廷，王海龍，梁衛抗，謝志敏，林光磊，陳鼎寧，林晨，劉瓊，馬立安，
申請(專利權)人：福建工程學院，
類型：發明
國別省市：福建;35