【中國幕墻網】綠色建筑鋁合金模板型材的品種多，規格范圍廣，形狀復雜，模具設計制造技術含量高，生產技術難度大。本文僅選兩種典型的難度較大的型材為例，對其模具的設計方案、制造工藝和創新點進行分析討論，對模具的擠壓效果與使用壽命進行對比，可見優質模具在綠色建筑鋁合金模板型材產業化批量生產中起著重大的作用。
1.綠色建筑鋁合金模板型材模具特點與技術難度分析
1.1概述鋁合金建筑模板型材品種多達幾十種，而且規格范圍廣，有的型材是多塊形狀各異的中小型材組拼成的一個大型整體材，外接圓直徑大于600mm。有空心型材、實心型材和半空心型材，成形難度大，尺寸和形位精度要求高，要求有高的力學性能，b330MPa)，優良的可焊性、耐磨、耐蝕等綜合性能。而且要求產業化批量生產。因此，要求不同形式的特殊結構的模具，如特殊分流模、遮蔽式型材模、特種寬展模等才能保證不同型材的成形和尺寸精度，而且要求高的使用壽命(要求使用壽命要求較原用的提高2-3倍)，確保其批量生產。以下僅從幾十種型材中選取兩種典型的、難度較大的型材模具為例來討論綠色建筑鋁合金模板型材模具的設計與制造技術，其中一種為寬度達400mm，寬厚比大于100的帶筋壁板型材WYY1237(見圖1)，另一種是舌比大于5、尺寸和形位為超高級精度的半空心型材WYY1125(見圖2)。
1.2鋁合金模板型材模具特點與技術難度分析
(1)模板型材品種多、形狀復雜、尺寸變化大，因此要求設計制造不同規格、不同結構、不同形式的優質模具，才能保證成形和尺寸、形位精度，需要進行大量的試驗工作。
(2)模板要求產業化大批量生產，首要關鍵就是提高模具使用壽命，本研制課題要求擠壓模具的使用壽命在原有基礎上提高2-3倍，難度是十分大的。
(3)扁寬形模板型材的寬、厚比大于100以上，寬而薄的壁板部位尺寸精度和平面間隙都很難保證，需要一種特殊結構的寬展、分流模具合理地分配金屬流，才能保證型材的成形和高精度尺寸要求，特別是保證超高精度的形位公差，技術難度更大。
(4)模板型材中半空心型材居多，其舌比大于5，尺寸與形位要求精度為超高精度，需要一種特殊結構的模具才能保證其型材成形，并達到高精度，而且要保證模具有足夠的強度，不變形、不開裂、不壓塌，保證高的使用壽命，難度是非常大的。
(5)模板型材要求表面光潔、尺寸和形位精度高，因此需要采用高質量的模具鋼及嚴格的模具熱處理工藝、機加工全部實施CNC工藝規程，才能獲得具有高強度、高韌性、高精度、低的表面粗糙度的優質模具。
WYY1237和WYY1125模板型材模具的設計依據與技術要求
2.1WYY1237模板型材模具的設計依據及技術要點
(1)WYY1237型材的合金狀態為6061ET6，擠壓材經精密水\霧、氣淬火+人工時效后交貨，要求型材的尺寸與形位精度達到超高精級水平，并具有良好的力學性能、耐磨、耐蝕、可焊等綜合性能的合理匹配。
(2)WYY1237型材屬于扁寬薄壁型材(見圖1)，其特點是容易發生嚴重的壁厚差和平面間隙，型材兩端面因充料不足而壁厚尺寸不夠，WYY1237 型材的寬、厚比值高達，用普通平面模是達不到擠壓型材技術要求的，必須設計一種特殊的組合模才能保證成形和達到精度要求。
(3)WYY1237型材外廓尺寸大，必須在7000噸以上的大擠壓機生產，擠壓筒直徑為418mm，型材寬度幾乎與擠壓筒直徑相當，這就需要設計制作一種特殊的多級寬展擠壓模，才能保證型材成形及寬度精度與平面間隙。
(4)WYY1237型材的兩個支承腿與壁板角度為，形位公差值已高于GB5237高精級規定，需要反復計算與平衡金屬流量的分配才能保證角度精度。用戶要求保證該型材兩個角度精度是為了確保模板順利裝卸和整體的平直度，模具的設計制造有極大難度。
(5)要求選擇優良的模具材料，先進的熱處理和表面處理工藝，確保模具的使用壽命提高2-3倍。
2.2WYY1125模板型材模具的設計依據與技術要求
(1)WYY1125模板型材的合金狀態為6061ET6，擠壓材經精密水、霧、氣淬火+人工時效后交貨，要求型材尺寸與形位精度達到超高級水平，并具有良好的力學性能、耐磨、耐蝕、可焊等綜合性能的合理匹配。
(2)WYY1125模板型材屬典型的高舌比半空心型材(見圖2)。該型材從形狀來看是從三個半方面包圍，一方面有一部分開口，被包圍部分為空間面積，這個面積從模子方面看是個懸臂梁，這個懸臂梁細而深，懸臂梁極易下塌，模子也很容易損壞，是很難擠壓出合格型材的，也難以保證型材尺寸精度和形位精度。
(3)該型材有三個90轉角，其中兩個角為，一個角為，這三個角度的公差值都已超出《國標》的任何等級規定。用戶要求保證該型材三個角度精度是為了確保模板裝配整體的平直度，這給模具的設計制造帶來極大難度。
(4)要求選擇優良的模具材料，先進的熱處理和表面處理工藝，確保模具的使用壽命提高2-3倍。
3.模板型材模具的設計制造技術方案與提高使用壽命的措施與創新點分析
3.1WYY1237型材模具
(1)WYY1237型材模具設計依據與設計方案參數見表1和表2。
表1WY1237型材的模具設計參數表
|
合金
狀態 |
型材截面積Cm2
|
外接圓
直徑
mm |
執行標準及
精度等級 |
擠壓機噸位t
|
擠壓筒直徑mm
|
比壓
MPa |
擠壓比
l |
變形率% |
|
6061ET6 |
24.717 |
f410 |
GB5237-超高精級
|
7000 |
f418 |
459 |
55 |
98 |
表2模子設計方案參數表
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