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1 绪论 1

1.1 铝合金型材的分类及其工艺特点 1

1.1.1 铝合金型材的分类 1

1.1.2 铝合金型材断面设计原则 3

1.2 铝合金型材常用合金及其特性 7

1.2.1 铝合金型材常用合金 7

1.2.2 几种典型挤压铝合金及其特性 12

1.2.3 变形铝合金的可挤压性 18

1.2.4 铝合金型材的生产工艺流程 20

1.3.1 铝型材挤压技术的发展现状 22

1.3 工模具在铝型材挤压中的特殊地位 22

1.3.2 工模具在铝型材挤压中的重要作用 25

1.4 铝型材挤压模具设计与制造技术发展概况 26

1.4.1 铝型材挤压模具技术发展概况 26

1.4.2 挤压工模具的设计与制造水平分析 26

1.4.3 模具技术的发展趋向 28

2 挤压工模具的工作条件与材料合理选择 30

2.1 挤压工模具的工作条件 30

2.1.1 型材挤压方法的特点及工具装配的形式 30

2.1.2 铝合金型材挤压时的金属流动特性 37

2.1.3 型材挤压的力学条件及计算方法 42

2.1.4 挤压时的温度-速度条件 48

2.1.5 铝型材挤压工模具的工作条件 51

2.2.1 型材挤压时对工模具材料的要求 53

2.2 挤压工模具材料的合理选择 53

2.2.2 常用工模具钢材的性能和特点 54

2.2.3 热挤压工模具材料的合理选择 63

3 型材挤压模具设计技术 73

3.1 型材挤压模具的分类及组装方式 73

3.1.1 型材挤压模具的分类 73

3.1.2 型材挤压模具的组装方式 74

3.2 型材模具的典型结构要素及外形标准化 77

3.2.1 挤压模结构要素的设计 77

3.2.2 模具的外形尺寸及其标准化 80

3.3.2 模具设计的原则与步骤 82

3.3 型材模具的设计原则及步骤 82

3.3.1 挤压模具设计时应考虑的因素 82

3.3.3 模具设计的技术条件及基本要求 84

3.4 普通型材模具的设计 84

3.4.1 模孔在模子平面上的合理配置 84

3.4.2 型材模孔形状与加工尺寸的设计 88

3.4.3 控制型材各部分流速均匀性的方法 92

3.4.4 型材模具的强度校核 100

3.5 舌型模的设计 104

3.5.1 舌型模的工作特点 104

3.5.2 舌型模的结构类型 105

3.5.3 舌型模模孔的合理配置 106

3.5.4 舌型模结构要素的设计特点 107

3.5.5 舌型模的强度校核 110

3.5.6 舌型模设计举例 114

3.6 平面分流组合模的设计 118

3.6.1 工作原理与特点 118

3.6.2 结构设计 118

3.6.3 强度校核 126

3.6.4 平面分流模设计举例 128

3.7 阶段变断面型材模的设计 138

3.7.1 阶段变断面型材的生产特点 138

3.7.2 阶段变断面型材模具的结构要素与设计特点 139

3.7.3 阶段变断面型材模具设计举例 142

3.8 逐渐变断面型材模具的设计 143

3.8.1 逐渐变断面型材模具的种类及其工作特点 143

3.8.2 逐渐变断面型材模具的设计 144

3.9 扁宽带筋壁板型材模的设计 148

3.9.1 带筋壁板型材的挤压特点及模具的工作条件 148

3.9.2 带筋壁板型材模具结构及其设计特点 149

3.9.3 模具设计及举例 151

3.10 宽展挤压模的设计 159

3.10.1 宽展挤压原理及变形特征 159

3.10.2 宽展模的设计及举例 161

3.11 导流模的设计 163

3.12.2 民用建筑型材模具的设计特点 168

3.12 民用建筑型材模具的设计 168

3.12.1 铝合金民用建筑型材的特点 168

3.12.3 民用建筑型材模具设计举例 178

3.13 异形空心型材穿孔挤压用模具的设计 179

3.13.1 异形空心型材的挤压方法 179

3.13.2 工具装配图及模具设计特点 179

4 型材挤压模具制造技术 183

4.1 型材挤压模具的加工特点及其对制模技术的要求 183

4.2 型材挤压模具的制造方法及主要设备 184

4.2.1 挤压工模具的制造方法 184

4.2.2 制模工艺流程 185

4.2.3 主要制模设备 193

4.3 机械加工制模技术 197

4.3.1 车床加工 197

4.3.2 铣床加工 198

4.3.3 磨床加工 198

4.3.4 钳工加工 198

4.4 电加工制模技术 199

4.4.1 挤压模具电加工的主要方法和设备 199

4.4.2 电加工的现状与发展趋势 200

4.4.3 电火花成型加工技术 201

4.4.4 电火花线切割加工技术 217

4.4.5 霍布森(Hobson)加工法 234

4.4.6 电加工后的研磨加工与去应力处理 235

4.5.1 挤压工模具热处理的特点 237

4.5 型材模具的热处理技术 237

4.5.2 主要热处理工序及典型的热处理设备 238

4.5.3 常用挤压型材模具钢的性能及热处理工艺特点 244

4.5.4 工模具的特殊热处理工艺 253

4.5.5 工模具热处理质量控制 264

4.5.6 典型热处理工艺曲线实例 268

5.1.1 磨损 270

5.1.3 疲劳破坏 270

5.1.2 塑性变形 270

5.1 型材模具的失效形式与损坏原因分析 270

5 型材模具的合理使用与修正及科学管理 270

5.1.4 裂纹 271

5.2 型材模具的修正 271

5.2.1 修模原理 271

5.2.2 修模方法 273

5.2.3 修模工具 276

5.2.4 实心型材模的修正 280

5.2.5 空心型材模的修正 287

5.2.6 阶段变断面型材模的修正 290

5.2.7 试模、修模与氮化 294

5.3.1 穿孔系统的使用规范 295

5.3.2 挤压模具的使用规范 295

5.3 型材模具的合理使用与报废 295

5.3.3 挤压工模具的翻新 296

5.3.4 挤压工模具的报废 296

5.4 挤压工模具的科学管理 297

5.5 提高挤压模具使用寿命的主要途径 297

5.5.1 挤压型材模具的使用寿命 297

5.5.2 影响挤压模具使用寿命的主要因素 298

5.5.3 提高工模具使用寿命的主要途径 299

6 型材挤压模具技术最新研究成果及分析 302

6.1 挤压模具技术的设计理论与失效分析 302

6.1.1 模具设计理论的发展现状及评价 302

6.1.2 挤压过程与挤压模具的有限元分析 304

6.1.3 铝合金热挤压的高温密栅云纹法模拟研究及工艺控制 305

6.1.4 流线模挤压的热力学耦合分析 307

6.1.5 挤压模内温度场的有限元分析 307

6.1.6 铝型材挤压平面模应力变形的光弹及有限元分析 308

6.1.7 金属压力加工中的摩擦与润滑 308

6.1.8 铝型材挤压导流模设计技术的开发研究和数值分析 309

6.1.9 挤压模具的优化设计理论与技术开发 310

6.1.10 模具的失效原理及分析 311

6.2 几种新型模具的开发研究 314

6.2.1 变宽度宽展导流模 314

6.2.2 半空心型材模的设计 316

6.2.3 大型散热器型材模的设计结构 317

6.2.4 子母模的设计 319

6.2.5 两型孔分流模新结构的设计 320

6.2.6 多孔分流模新结构的设计 321

6.2.7 改进分流模结构设计的几种新思路 323

6.2.8 Conform连续挤压模结构设计 326

6.2.9 水冷模和液氮冷却模结构设计 328

6.3 型材挤压模具的CAD／CAM技术的开发 333

6.3.1 国外的发展现状与主要成果水平分析 333

6.3.2 国内的研究成果分析 336

6.4 新型挤压模具材料的开发研制 338

6.4.1 3Cr2W8V和4Cr5MoSiVl钢的对比研究 338

6.4.2 热挤压模具材料特种性能的研究与评估 339

6.4.3 新型模具材料的开发研究 340

6.5 新型热处理工艺的开发 342

6.5.1 预处理工艺研究 342

6.5.2 热处理工艺研究 342

6.5.3 强韧化处理工艺研究 343

6.6 表面强化处理新工艺研究 343

6.6.1 离子硫、碳、氮三元共渗工艺研究 343

6.6.2 离子复合处理工艺研究 344

6.6.3 离子氮化工艺研究 344

6.6.4 气体软氮化工艺研究 344

6.6.5 脉冲等离子渗氮工艺研究 344

6.6.7 PVD-TiN涂层工艺研究 345

6.6.6 低温渗硼法的研究 345

6.7 制模与修模新工艺新方法的研究 346

6.7.1 制模新方法新工艺的研究 346

6.7.2 建筑铝型材挤压模具制造工艺路线的改进研究 348

6.7.3 修模新方法、新工艺的研究 349

6.8 20世纪90年代模具技术的发展趋向 350

6.8.1 模具生产量将继续增长 350

6.8.2 模具新材料开发与应用 350

6.8.3 为了提高产品的尺寸精度、外形精度，开发新型的模具结构 350

6.8.4 模具的CAD／CAM技术进一步发展 350

6.8.8 研磨新技术的发展方向 351

6.8.9 模具标准化的发展趋向 351

6.8.6 模具自动加工系统的研制和发展 351

6.8.7 激光加工在模具加工系统中的研制和发展 351

6.8.5 模具复合加工技术的开发和利用 351

6.8.10 模具制造行业的发展动向 352

6.9 挤压模具技术的主攻课题 352

6.9.1 设计原理与强度校核方法的研究 352

6.9.2 工模具结构的改进研究 352

6.9.3 挤压模具的CAD／CAM技术的开发 353

6.9.4 模具材料的开发 353

6.9.5 制模技术的开发 353

6.9.6 提高科学管理水平的研究 353

参考文献 354