绿色建筑铝合金模板型材模具设计与制造研究

　　【中国幕墙网】绿色建筑铝合金模板型材的品种多，规格范围广，形状复杂，模具设计制造技术含量高，生产技术难度大。本文仅选两种典型的难度较大的型材为例，对其模具的设计方案、制造工艺和创新点进行分析讨论，对模具的挤压效果与使用寿命进行对比，可见优质模具在绿色建筑铝合金模板型材产业化批量生产中起着重大的作用。

　　1.绿色建筑铝合金模板型材模具特点与技术难度分析

　　1.1概述铝合金建筑模板型材品种多达几十种，而且规格范围广，有的型材是多块形状各异的中小型材组拼成的一个大型整体材，外接圆直径大于600mm。有空心型材、实心型材和半空心型材，成形难度大，尺寸和形位精度要求高，要求有高的力学性能，b330MPa)，优良的可焊性、耐磨、耐蚀等综合性能。而且要求产业化批量生产。因此，要求不同形式的特殊结构的模具，如特殊分流模、遮蔽式型材模、特种宽展模等才能保证不同型材的成形和尺寸精度，而且要求高的使用寿命(要求使用寿命要求较原用的提高2-3倍)，确保其批量生产。以下仅从几十种型材中选取两种典型的、难度较大的型材模具为例来讨论绿色建筑铝合金模板型材模具的设计与制造技术，其中一种为宽度达400mm，宽厚比大于100的带筋壁板型材WYY1237(见图1)，另一种是舌比大于5、尺寸和形位为超高级精度的半空心型材WYY1125(见图2)。

　　1.2铝合金模板型材模具特点与技术难度分析

　　(1)模板型材品种多、形状复杂、尺寸变化大，因此要求设计制造不同规格、不同结构、不同形式的优质模具，才能保证成形和尺寸、形位精度，需要进行大量的试验工作。

　　(2)模板要求产业化大批量生产，首要关键就是提高模具使用寿命，本研制课题要求挤压模具的使用寿命在原有基础上提高2-3倍，难度是十分大的。

　　(3)扁宽形模板型材的宽、厚比大于100以上，宽而薄的壁板部位尺寸精度和平面间隙都很难保证，需要一种特殊结构的宽展、分流模具合理地分配金属流，才能保证型材的成形和高精度尺寸要求，特别是保证超高精度的形位公差，技术难度更大。

　　(4)模板型材中半空心型材居多，其舌比大于5，尺寸与形位要求精度为超高精度，需要一种特殊结构的模具才能保证其型材成形，并达到高精度，而且要保证模具有足够的强度，不变形、不开裂、不压塌，保证高的使用寿命，难度是非常大的。

　　(5)模板型材要求表面光洁、尺寸和形位精度高，因此需要采用高质量的模具钢及严格的模具热处理工艺、机加工全部实施CNC工艺规程，才能获得具有高强度、高韧性、高精度、低的表面粗糙度的优质模具。

　　WYY1237和WYY1125模板型材模具的设计依据与技术要求

　　2.1WYY1237模板型材模具的设计依据及技术要点

　　(1)WYY1237型材的合金状态为6061ET6，挤压材经精密水\雾、气淬火+人工时效后交货，要求型材的尺寸与形位精度达到超高精级水平，并具有良好的力学性能、耐磨、耐蚀、可焊等综合性能的合理匹配。

　　(2)WYY1237型材属于扁宽薄壁型材(见图1)，其特点是容易发生严重的壁厚差和平面间隙，型材两端面因充料不足而壁厚尺寸不够，WYY1237 型材的宽、厚比值高达，用普通平面模是达不到挤压型材技术要求的，必须设计一种特殊的组合模才能保证成形和达到精度要求。

　　(3)WYY1237型材外廓尺寸大，必须在7000吨以上的大挤压机生产，挤压筒直径为418mm，型材宽度几乎与挤压筒直径相当，这就需要设计制作一种特殊的多级宽展挤压模，才能保证型材成形及宽度精度与平面间隙。

　　(4)WYY1237型材的两个支承腿与壁板角度为，形位公差值已高于GB5237高精级规定，需要反复计算与平衡金属流量的分配才能保证角度精度。用户要求保证该型材两个角度精度是为了确保模板顺利装卸和整体的平直度，模具的设计制造有极大难度。

　　(5)要求选择优良的模具材料，先进的热处理和表面处理工艺，确保模具的使用寿命提高2-3倍。

　　(1)WYY1125模板型材的合金状态为6061ET6，挤压材经精密水、雾、气淬火+人工时效后交货，要求型材尺寸与形位精度达到超高级水平，并具有良好的力学性能、耐磨、耐蚀、可焊等综合性能的合理匹配。

　　(2)WYY1125模板型材属典型的高舌比半空心型材(见图2)。该型材从形状来看是从三个半方面包围，一方面有一部分开口，被包围部分为空间面积，这个面积从模子方面看是个悬臂梁，这个悬臂梁细而深，悬臂梁极易下塌，模子也很容易损坏，是很难挤压出合格型材的，也难以保证型材尺寸精度和形位精度。

　　(3)该型材有三个90转角，其中两个角为，一个角为，这三个角度的公差值都已超出《国标》的任何等级规定。用户要求保证该型材三个角度精度是为了确保模板装配整体的平直度，这给模具的设计制造带来极大难度。

　　(4)要求选择优良的模具材料，先进的热处理和表面处理工艺，确保模具的使用寿命提高2-3倍。

　　3.1WYY1237型材模具

　　(1)WYY1237型材模具设计依据与设计方案参数见表1和表2。

　　表1WY1237型材的模具设计参数表

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