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在当下工业制造快速发展的浪潮中,复杂铝型材作为关键材料,广泛应用于航空航天、汽车制造、建筑等诸多领域。然而,铝挤压模具在加工复杂型材时,却面临着一系列严峻挑战,这些问题严重制约着生产效率与产品质量的提升。深入探究这些常见问题,并探寻行之有效的应对技巧,已成为行业发展的当务之急。
一、常见问题
(一)模具堵塞
模具堵塞堪称复杂型材加工过程中最为棘手的难题之一。当加工长宽比悬殊的大薄壁车体型材,或是多小孔薄壁复杂型材时,由于型材形状复杂,壁厚差异明显,铝流在模具内部流速难以保持一致。在流速过快时,铝基体无法均匀流动,极易在模具的狭窄部位、工作带或空刀处堆积,进而导致模具堵塞。不仅如此,挤压温度控制不当,无论是过高还是过低,都会对铝的流动性产生负面影响,进一步加大模具堵塞的风险。据行业统计,因模具堵塞导致的生产中断,每年给企业带来的经济损失高达数千万元。
(二)模具变形
模具变形也是不容忽视的问题。在挤压多孔、多长悬臂异型材大断面型材这类复杂结构时,模具的悬臂部位会承受巨大的压力。若模具设计存在缺陷,悬臂部位强度不足,就很容易在挤压过程中发生变形。此外,模具在长期的高强度使用过程中,会因疲劳损伤而逐渐变形,致使模孔尺寸发生改变,最终影响型材的尺寸精度和表面质量。某知名铝型材生产企业就曾因模具变形,导致一批价值数百万的产品尺寸偏差超出允许范围,不得不全部报废,造成了严重的经济损失。
(三)型材表面缺陷
复杂型材加工完成后,表面缺陷问题较为突出。模具表面存在微小凸起、异物,或是不够光滑,都会在型材表面留下划痕;挤压过程中,若气体未能完全排出,就会在型材内部形成气泡,影响产品的强度和外观;模具工作带设计不合理、修模工作不到位,或是分流孔、前置室大小不合适,均会导致型材表面凹凸不平;设备抖动、模具支撑垫不合适,以及模具刚度不佳,则会使型材表面出现振纹。这些表面缺陷不仅有损产品的美观度,还可能降低产品的使用寿命和性能,使得产品在市场竞争中处于劣势。
二、应对技巧
(一)优化模具设计
合理设计模具结构是解决复杂型材加工问题的核心所在。在设计多孔薄壁异型材大断面型材模具时,可采用上、下分流孔倾斜对称的设计,确保多孔壁厚度和中间筋供料均匀,有效解决铝流流速不均的问题。对于多孔、加长强筋型材,采用多孔背孔式设计,能够使中间长筋供料均衡。同时,精确规划工作带长度、宽度、角度等参数,避免铝流流速不均,从而减少模具堵塞和型材表面缺陷的发生。某企业通过优化模具设计,成功将模具堵塞的概率降低了 60%,产品表面质量也得到了显著提升。
(二)控制加工工艺参数
严格控制挤压速度和温度至关重要。对于复杂型材,通常采用高温慢速挤压方法。例如,某企业在加工复杂型材时,将挤压速度降低了 30%,同时将挤压温度提高了 20℃,有效避免了铝料堆积和变形问题。精确把控挤压温度,保证铝的良好流动性,防止因温度过高或过低引发各种问题。采用正确的上压方式,避免瞬间压力过大,确保铝基体在模具内均匀堆积。通过这些措施,该企业的产品合格率从原来的 70% 提升至 90%。
(三)提高模具制造精度与维护
提高模具加工精度,保证模具表面光滑,可有效减少铝基体粘连的可能性。加工后分流孔应无刀具痕迹,热处理前粗磨去应力,后进行抛光处理,将硬度控制在合适范围。在模具使用过程中,定期进行维护保养。某企业对模具进行多次氮化处理,提高了模具的耐磨性和耐腐蚀性,出料更加稳定,模具的使用寿命也延长了 50%。及时发现并修复模具的微小损伤,避免问题扩大化,能够有效降低生产成本。
(四)规范操作流程
操作人员严格按照操作规程作业是保障生产顺利进行的基础。在挤压前,仔细检查工装具,确保挤压筒、挤压杆等与模具配合良好,间隙合适。加强生产现场的清洁管理,避免异物混入铝基体中。及时采集型材料头和样品,掌握不良品在生产中的详细资料,以便及时对模具进行修正。某企业通过加强操作人员培训,规范操作流程,使因操作不当导致的模具问题减少了 80%,生产效率得到了大幅提升。
铝挤压模具在复杂型材加工中虽困难重重,但通过优化模具设计、控制加工工艺参数、提高模具制造精度与维护以及规范操作流程等一系列应对技巧,能够有效解决这些问题。这不仅有助于提高生产效率和产品质量,还能满足市场对复杂铝型材日益增长的需求,推动铝型材加工行业朝着更高质量的方向发展。在未来,随着技术的不断创新与进步,铝型材加工行业有望突破现有瓶颈,实现更高效、更优质的生产,为各领域的发展提供更坚实的材料支持,在全球工业竞争中占据更有利的地位。