1、 课课 程程 设设 计计 说说 明明 书书 课程名称：课程名称： 挤压工艺及模具 设计课题：设计课题： 镁合金丝挤压模具设计 专专 业：业： 材料成型及控制工程 指导教师：指导教师： 班班 级级： 姓姓 名：名： 2011年12 月28 日 课 程 设 计 任 务 书 课程名称： 挤压工艺及模具 设计题目： 镁合金丝挤压模具设计 课程设计内容与要求： 设计成品直径为 2.0mm 的镁合金丝挤压件的模具 设计并编写说明书，绘制 A1 模具结构总装图和凸、凹 模的零件图。 设计开始日期 2011 年 12 月 18 日 指导教师 设计(论文)完成日期 2011 年 12 月 28 日 2011 年
2、 12 月 28 日 第第 1 页页 目录目录 目录 1 一、绪论 2 二、设计过程 .5 2.1、材料的工艺分析 .5 2.2、坯料的选择 .5 2.3、挤压比的确定 .6 2.4、挤压力的计算 .6 2.5、挤压温度的确定 .8 2.6、挤压模具的预热 .9 2.7、挤压模具的冷却 . 10 2.8、温挤压模具的特点 11 2.9、模具材料的选用 . 11 2.10、凸模设计. 12 2.11、凹模的设计 . 15 2.12、卸件和顶出装置的设计 20 2.13、模具总装结构图 . 22 三、设计总结与体会 23 总结 23 体会 23 参考文献 25 第第 2 页页 一、绪论一、绪论 镁
3、是地壳中最丰富的金属元素之一，仅次于铝和铁。在金属结 构中镁合金的密度是最小的，仅次铝的 2/3,钢的 1/4.镁合金具有 比强度高、抗电磁屏蔽效果好、抗冲击、振动衰减能大、尺寸稳定 性高、导热性好、切削性能好。且可以再生使用等众多优点。因此， 镁合金被誉为 21 世纪最具开发和应用潜力的“绿色工程材料” 。但 是，镁合金的力学性能不高， 耐腐蚀性较差。虽然通过挤压、锻造、 流变和触变成形的方法可以制造各种镁合金壳体构件，却很难将其 作为受力结构材料来使用。除航空航天军用领域应用外，在汽车等 工业领域应用较少。这也表明变形镁合金的研究严重滞后，不能适 应不同应用场合的要求。因此，开发镁合金的制
4、造技术，研制高强 度、高延性的镁合金是非常必要的。 AZ 系列镁合金，即在纯镁中添加不同含量的 Al 和少量的 Zn， 具有成本低应用广的特点。AZ61，作为低成本的变形镁合金，其挤 压和轧制制品已取得广泛的商业应用；众所周知，因所含合金元素 种类和数量、工艺参数设定、模具设计等因素，以及挤压变形特有 的在截面上变形分布不均匀的特点，热挤压合金微观组织通常是非 第第 3 页页 均匀的。在铝、锌含量和比例对镁铝锌系合金铸态组织及合金相的 影响方面，但到目前为止，合金化元素含量变化及挤压前均匀化退 火处理，对商用 AZ 系列合金的变形组织及合金相的影响，鲜有系 统的研究报道。热变形组织的再结晶晶粒
5、尺寸大小均匀性和第二相 的尺寸及位置分布等因素，即合金微观组织的均匀程度，直接影响 合金的力学性能。 温挤压工艺是在冷挤压工艺基础上发展起来的一种少无切削 的成形技术。所谓温挤压，是指对坯料在室温以上，再结晶温度一 下的某一温度区域进行挤压。温挤压成形的制件尺寸精度和表面粗 糙度要明显优于热挤压，稍逊于冷挤压，具有加工硬化等特征。正 是因为温挤压的这些特点，其适用范围要比冷挤压大得多，凡是冷 挤压难以成形的大尺寸， 高强度材料都可进行温挤压。 温挤压自 20 世纪 60 年代问世以来，随着技术的不断完善，已被广泛用于各种 机器零件的成形，是零件少无切削成形的有效手段之一. 材料在挤压过程中，如
6、挤压模具不是很好或模具挤压镁材过 多，镁材表面会产生挤压痕，用手可能触摸到镁丝表面不光滑，因 此，在现代化大生产中实施挤压加工技术，其成败的关键是模具， 模具设计以及其质量，事关产品的质量，成本。 在挤压设计的过程中挤压工艺条件：应考虑挤压温度、挤压速 第第 4 页页 度、润滑、模具（种类、形状、尺寸等） 、切压余、淬火、冷却、 切头切尾等多方面的因素。其中，选择挤压筒直径 D0 是一个最核 心的问题，有以下的选择原则：1）保证产品表面质量原则；2）保 证挤压模强度的原则；3）保证产品内在质量的原则；4）经济上的 优化原则生产成本最低；成材率最大；产量最高。 第第 5 页页 二、设计过程二、设计过程 2.1、材料的工艺分析、材料的工艺分析 AZ61 镁合金中大部分为镁及铝，并含有不同比例的 Zn、Mn 及 稀土元素，融化温度 650，共晶温度 436，再结晶温度在 240 左右。 表 2-1、AZ61 镁合金的成分 元
