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7005铝合金大型挤压模具设计及加工技术研究

李鹏伟  
【摘要】:本文的研究工作是工信部2013年工业转型升级强基工程重点项目《高速列车车底架用7000系高性能铝合金结构材料》项目的一部分目的是解决该项目的关键技术-大断面型材挤压模具设计与制造,为我国高铁列车车体提供高性能铝合金大尺寸型材。本文针对大型挤压机配套7系合金挤压模具LC13-071设计和制造技术进行研究,利用现有大型挤压生产线和模具设计制造能力,采用CAD/CAM设计、三维建模、模拟分析、精密数控加工、真空热处理等技术,最终实现模具结构和性能的优化。通过本课题研究,获得了以下主要结论:1、通过CAE技术开展挤压过程模拟试模,指导开展模具优化设计,对模具焊合室结构尺寸、导流孔数量、尺寸及角度和分布、工作带长度进行了优化设计,成功挤压出高铁车体的大尺寸枕梁型材;2、通过CAD/CAM与常规加工方法配合加工,实现了模具结构尺寸参数的实体化及加工过程的紧密衔接;采用锻打退火,“空淬+二次回火”、去应力退火等工艺,有效保证了大型模具组织与性能的稳定性;3、经两次修模即成功实现LC13-071型材的挤压生产,挤压出的7005合金LC13-071型材产品抗拉强度406Mpa,屈服强度360Mpa,伸长率17%;粗晶层厚度≤0.2mm,高倍晶粒度达到9级;疲劳中值强度达到159MPa;抗腐蚀性能等全面达到国家工信部2013年工业转型升级强基工程重点项目《高速列车车底架用7000系高性能铝合金结构材料》项目合同的技术指标。4、本文研制LC13-071大型挤压模具,模具平均使用寿命达到20吨/模以上,其寿命和生产效率提高将近1倍,模具制造成本显著降低,具有显著地经济效益。


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