鋁型材連接的案例
鋁型材常用連接方式，動畫演示的更直觀
在非標設計中，經常用到鋁型材，工業鋁型材表面經過氧化后，外觀非常漂亮，組裝成產品時，采用專用鋁型材配件，不需要焊接，較環保，而且安裝、拆卸、攜帶、搬移極為方便。鋁型材連接方式也是多樣化的，咱們直觀學機械的小編雖然勤勞，但能力有限，也不可能窮極所有的方式，下面咱們簡單介紹一下鋁型材的20種連接方式，采用動圖的形式演示，比較直觀，大家可以保存。
1.內置連接件
用于兩根型材的90°連接，隱藏式連接，連接強度高。
中間連接的方式：
2.角碼（90°、45°、135°）
用于型材固定角度的外連接，分為90°、45°、135°三種角度連接，可固定封板。
壓鑄角鋁直角連接：
擠壓角鋁直角連接：
45°、135°連接：
3.螺釘連接
用于兩根型材的90°內連接，安裝拆卸方便，常用于簡單的型材外罩連接。
不同樣式的螺釘連接：
4.L形角槽連接件（90°）
用于兩根型材的90°連接，安裝拆卸簡單，型材不需要追加工。
5.高強度角槽連接件（45°）
用于兩條45°角的型材角槽內連接，強度高，常用于固定門框型材。
6.端面連接件
用于兩條或三條型材之間的直角連接，牢固，美觀。
7.三維連接件（直角）
用于三條型材之間的直角連接，連接方便，快捷。
8.三維連接件（R角）
用于三條圓弧形型材之間的直角連接，連接方便，快捷。
9.彈性扣件
用于兩根型材的90°內連接，安裝拆卸方便。
10.端連接件
用于兩根型材的90°內連接，隱蔽式連接，連接強度高。
展開 動圖演示20種鋁型材連接方式，很直觀
在非標設計中，經常用到鋁型材，工業鋁型材表面經過氧化后，外觀非常漂亮，組裝成產品時，采用專用鋁型材配件，不需要焊接，較環保，而且安裝、拆卸、攜帶、搬移極為方便。鋁型材連接方式也是多樣化的，咱們直觀學機械的小編雖然勤勞，但能力有限，也不可能窮極所有的方式，下面咱們簡單介紹一下鋁型材的20種連接方式，采用動圖的形式演示，比較直觀，大家可以保存。
1.內置連接件
用于兩根型材的90°連接，隱藏式連接，連接強度高。
中間連接的方式：
2.角碼（90°、45°、135°）
用于型材固定角度的外連接，分為90°、45°、135°三種角度連接，可固定封板。
壓鑄角鋁直角連接：
擠壓角鋁直角連接：
45°、135°連接：
3.螺釘連接
用于兩根型材的90°內連接，安裝拆卸方便，常用于簡單的型材外罩連接。
不同樣式的螺釘連接：
4.L形角槽連接件（90°）
用于兩根型材的90°連接，安裝拆卸簡單，型材不需要追加工。
5.高強度角槽連接件（45°）
用于兩條45°角的型材角槽內連接，強度高，常用于固定門框型材。
6.端面連接件
用于兩條或三條型材之間的直角連接，牢固，美觀。
7.三維連接件（直角）
用于三條型材之間的直角連接，連接方便，快捷。
8.三維連接件（R角）
用于三條圓弧形型材之間的直角連接，連接方便，快捷。
9.彈性扣件
用于兩根型材的90°內連接，安裝拆卸方便。
10.端連接件
用于兩根型材的90°內連接，隱蔽式連接，連接強度高。
11.一字連接件
用于兩根型材的高強度對連接。
展開 非標設計必備常識——工業鋁型材相關知識
工業鋁型材是一種以鋁為主要成份的合金材料，通過將鋁棒熱熔、擠壓從而得到不同截面形狀的鋁材料，但添加的合金的比例不同，生產出來的工業鋁型材的機械性能和應用領域也不同。工業鋁型材表面經過氧化后，外觀非常漂亮，組裝成產品時，采用專用鋁型材配件，不需要焊接，較環保，而且安裝、拆卸、攜帶、搬移極為方便，廣泛用于自動化機械設備、封罩的骨架、流水線輸送帶、提升機、點膠機、檢測設備等等，圖6-1所示即為兩種利用鋁型材搭建的機架。
近年來，我國鋁型材加工業發展十分迅速，工業鋁型材產量已超過美國成為世界第一位，產品不但種類齊全，而且質量穩步提高，質量水平已處于國際先進行列，本書主要以國內生產的工業鋁型材及其配件為例來介紹如何利用工業鋁型材及其配件搭建機架。
1、 鋁型材
國內生產的鋁型材種類主要有20系列、30系列、35系列、40系列、50系列、60系列、80系列、90系列和100系列，每個系列都有不同的型號，型號不同，鋁型材橫截面也不相同。下面以40系列為例來詳細介紹工業鋁型材及其配件。
（1）40系列鋁型材型號名稱格式
40系列鋁型材具體型號名稱的格式為：xx-8-40xx□，各部分的具體含義為：
xx:通常情況下由廠家自行定義,一般為生產廠家名稱的英文字母縮寫。
8：該型號的鋁型材采用M8的螺栓和T型螺母,同時也是鋁型材的槽寬代號。
40：代表該型號為40系列鋁型材，也代表鋁型材的寬度為40mm，在圓弧形截面鋁型材中代表圓弧半徑。
xx：該處為數字，代表鋁型材的高度。
□：該處為大寫英文字母，代表鋁型材的截面形狀。
展開 【基礎知識】鋁合金簡介：型材、板材、鑄件
壓鑄產品不能變形，連接方式一般是通過螺絲連接，如果做口味連接，連接的另一件產品必須是能變形的，如塑膠產品等。
壓鑄件形狀不要太復雜，太復雜難以成型且模具容易損壞，還要盡量避免模具倒扣。
壓鑄件加強筋不要太多，但對于薄壁類零件，應適當設計加強筋，以增加產品的抗彎能力，防止變形。
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HyperXtrude 在鋁型材模具設計中的作用
行業：鋁型材擠壓
挑戰：結構復雜，難于擠壓
Altair 解決方案：利用 Altair HyperXtrude 擠 壓仿真軟件對實際型材模 具進行虛擬試模，并與實際 結果進行對比。實際使用經 驗表明使用 HyperXtrude 接合實際經驗，可以有效減 少試模次數，降低成本。
優點：減少試模次數 ; 降低生產成本
背景介紹
近年來，隨著我國鋁加工技術的發展，鋁型材的應用越來越廣泛，但工業鋁型 材具有斷面結構復雜，難于擠壓等特點，因此合理設計鋁型材擠壓模具是大型鋁型 材的關鍵。叢林集團在使用 HyperXtrude 模擬分析軟件的過程中，經過不斷探索， 將設計人員的設計理念、經驗與有限元模擬分析軟件 HyperXtrude 有機結合起來， 最大限度的減少了試模次數，降低了成本。
挑戰
一般來說，一套好的擠壓模具，在擠壓條件已經基本確定的情況下，主要滿足 兩方面的要求：一是金屬流出模口時的速度均勻控制在一定的范圍內，二是模具強 度（這里主要分析模具變形、失效）應符合要求。金屬流出模口時的速度應在一定 的范圍內是為了保證擠出型材不出現扭擰、波浪、彎曲和供料不足等現象；模具強 度應符合要求主要是為了減少模具彈性變形、預防模具塑性變形導致模具報廢。彈 性變形導致擠出型材產生“偏壁現象”，對一些難以避免的“偏壁現象”，在設計時 經常加入：“預變形量”。
圖 1 所示為一實際型材截面圖。此鋁型材結構較為特殊，考慮到模具強度，決 定采用三模芯假分流。難點是模芯一旦內外受力不均，容易偏心。如何設計模具保 證型材成型是面臨的挑戰。
“ HyperXtrude 軟件的模擬結果與實際試模結果的接近程度很高，基本能夠反 映出設計問題及缺陷。
展開 鋁型材熱處理的主要狀態
鋁型材熱處理是鋁材加工企業一項重要的工藝，也是工廠要求嚴格的生產工序。它的目的是通過對鋁材的加熱、保溫、冷卻，改變鋁材內部的組織，從而獲得所期望的性能。不同的加熱溫度、不同的保溫時間和不同的冷卻方式，將使金屬獲得不同的組織和性能，使其處于不同的熱處理狀態。
變形鋁合金分為熱處理不可強化鋁合金和熱處理可強化鋁合金兩大類。如圖3—5—1所示。
圖3—5—1鋁合金分類示意圖
熱處理不可強化的變形鋁合金如圖中合金元素的含量在1區范圍內，或少數合金雖然含量超過1的范圍，但強化效果不明顯 的鋁合金。這類合金一般都有良好的抗蝕性，常稱為防銹鋁合金。屬于不能熱處理強化的變形鋁合金主要有純鋁、Al－Mg系和Al－Mn系的合金。如 l060，1050，1100(純鋁)，5A02，5A03，5A06，5056，5456，5083(A1－Mg系)等和3A21(Al－Mn系)等。
熱處理可強化的變形鋁合金其合金元素含量在2區范圍內，通過熱處理可顯著提高本身的力學性能。屬于這類的變形鋁合金有：
1)Al－Cu－Mg系(硬鋁)2A01，2A10，2A11，2A12，2A06，2A16等。
2)Al－Cu－Mg－Zn系(超硬鋁)7A03，7A04，7A09，7A10等。
3)Al－Cu－Mg－Si系(鍛鋁)6A02，2A50，2B50，2A70，2A80，2A90，2A14，6061，6063等。
擠壓鋁型材的熱處理方式主要有淬火、自然時效、人工時效、回歸處理、退火。產品的熱處理狀態有：
T1——熱擠壓冷卻后自然時效狀態；
T4——熱擠壓淬火加自然時效狀態；
T5——熱擠壓冷卻后人工時效狀態；
T6——熱擠壓淬火加人工時效狀態；
0——經完全退火的狀態。
展開 貫通道鋁合金型材分析計算 ￥10
列車在高速匯車或者出入軌道時，由于內外壓差的改變，貫通道處的鋁合金型材會產生較大的形變。針對這一現象，須通過計算校核型材的剛度
1、貫通道結構簡圖分別如下所示：
2、有限元模型的建立
內外棚布的壓強差約為1000Pa，折棚的側面積約為2m2,則內外折棚受到約為2000N的均布載荷，該均布載荷由10根折棚夾制框承受，則每根型材側邊受到約200N的局部載荷。（文中數據為任意選取請勿直接用于項目計算中）
取整套貫通道中的單根型材為研究對象，單根型材中取變形最大的部分進行分析，將內外棚型材簡化為受力梁。內外棚型材之間通過棚布進行力的傳遞，故在有限元模型中通過耦合方程關聯兩根梁。簡化幾何模型如下圖所示：
梁截面形狀如下圖所示：
3、計算結果
展開 7050 鋁合金Z形型材雙曲度彎曲成形的研究
本文介紹了7050 鋁合金Z 形截面型材彎曲成形的工藝方法，從材料的力學性能、截面特點、模具的設計以及成形工藝參數等方面進行分析，針對成形過程中遇到的問題和難點，提出解決辦法，提高成形質量。
在現代飛機零件制造中，很多框緣類和長桁類零件大都采用擠壓型材制造，根據結構設計的需要，此類零件多選取L 形與Z 形截面的型材。而該類零件由于在裝配時直接與蒙皮鉚接，難免會出現單曲度、雙曲度甚至多曲度這樣復雜的理論外形，這就需要對型材進行彎曲成形，用以貼合蒙皮外形，保證整個飛機結構外形輪廓的流線，并增加結構強度。因此，型材零件的彎曲成形技術是鈑金零件的一種通用的制造技術，而彎曲成形的質量也直接決定了產品質量和飛機的制造水平。
彎曲成形工藝方法包括拉彎成形、滾彎成形和壓彎成形。其中，對于彎曲半徑較小，曲率變化較集中的零件，多采用壓彎成形。本文主要以7050 鋁合金為例，介紹Z 形截面型材的雙曲度壓彎成形工藝。
成形工藝難點
7050 屬于高強度可熱處理合金，具有極高的強度及抗剝落腐蝕和抗應力腐蝕斷裂的性能，以T76511 狀態為例，其抗拉強度達到552MPa，厚度為1.6mm 時延伸率僅為5%，材料在室溫下真實應力-應變曲線如圖1 所示。材料屈強比較大，硬化趨勢偏小，成形過程中變形區的應變不易向鄰區傳播，容易出現斷裂或因成形不充分導致嚴重的回彈，此外由于Z 形截面的結構特點，邊會對變形產生抵抗，造成型材截面產生畸變。
圖1 7050-T76511 鋁合金型材材料真實應力- 應變示意圖
以國產某型機機身長桁零件為例，采用7050-T76511 鋁合金，型材截面如圖2 所示，厚度為2mm，長度為1400mm。該零件理論外形（圖3）為多曲度帶折彎和下陷，零件沿Y 軸和Z 軸有不同曲度。
展開 LS-DYNA 擠壓鋁型材軸向壓潰分析 ￥5
基于LS-DYNA，分析擠壓鋁型材的軸向壓潰特性，動畫如下圖。
淺談鋁型材擠壓模具減輕暗影的有效解決方法
鋁擠壓型材，在鋁合金型材平面厚度發生變化的交接處或鋁型材分流模與平模的交接處會出現凸凹不平的現象，一般肉眼可能無法分辨，但通過表面處理，特別是進行鋁型材噴涂表面處理時，表面會形成在暗影或骨影。
一 分析生產原因：
1、鋁型材模具分流孔設計比例不當；
2、擠壓模具工作帶設計、過渡不當；
3、冷卻過程不均勻，交叉或厚薄區冷熱不均造成收縮不同，拉伸變形；
二 分流模改良設計方法（PKC7003示例）：
a、調整擠壓模具分流孔大小和芯頭空刀尺寸以及模橋的位置；b、調整工作帶過渡；見原設計圖A、C；調整后設計圖B、D。
展開 基于HyperXtrude的鋁型材擠壓模具優化
行業：鋁型材擠壓
挑戰：大型模具受力復雜，容易導致早期報廢
Altair 解決方案：利用AltairHyperXtrude擠壓仿真軟件對模具結構強度進行了仿真計算，并以此 結果指導模具的創新設計。
優點：較少試模次數 ;有效提高了模具質量
背景介紹
鋁合金擠壓模具是控制鋁型材的成型、尺寸精度及表面質量的關鍵因素，因而模具是型材生產關鍵。然而由于設計不當、加工和生產過程操作不當而造成模具過早失 效導致生產效率下降和成本劇增等問題，成為阻礙企業生產效益提高的瓶頸，因而通過模具優化設計提高模具使用壽命是企業亟待解決問題。
挑戰
大型方管型材由于其模具受力大，往往容易導致模具變形嚴重，甚至出現裂橋而導致早期報廢，因而其模具設計一直是困擾鋁型材模具行業的難題。另外，模具材料、加工、試模等費用昂貴也是制約模具設計創新的重要因素。鋁型材擠壓是一個處在高 溫、高壓、復雜的摩擦狀態等復雜條件下的成形過程，采用傳統的物理實驗和現有的測量儀器與手段基本上無法準確得到模具變形受力。
以下為實際型材的截面圖和擠壓工藝參數：
“整個設計過程中使用AltairHyperXtrude進行模擬分析，研究其對模具受力的影響，很好地指導了模具創新設計，通過模擬擠壓可以減少試模次數，校核大型模具的強度，對模具的安全性預測具有明顯效果。模擬結果對于模具設計具有非 常重要指導意義，可以作為模具設計的強有力工具。”
展開 
FARAONE 使用 Inspire 設計特殊鋁型材
他們首先創建了一個簡單的鋁型材截面，并使用它在 solidThinking Inspire?中執行拓撲優化。優化結果啟發了最終設計，設計團隊基于優化結果進行完善，最后在 solidThinking Inspire?中驗證。 典型的優化過程遵循以下步驟：在 Inspire 中創建設計空間，并施加負載和邊界條件。根據輸入的負載和邊界條 件，Inspire 優化工具提出最優結構。該設計方案提供了輕量化和結構效率的最佳組合。隨后，該部件被快速精整以定義最終形狀，然后再用 Inspire 進行分析，以驗證其結構性能。 由于安全性在建筑結構中至關重要，因此在優化結構時，工程師通常會采用額外的安全系數。在這種情況下，Romagnoli 的負載增加了 1.5 倍。這意味著在某些情況下，工程師在每延米上施加的負載為為 300 - 450 kg。從靜態分析開始，進行屈曲分析，以檢查鋁型材是否可能遭受局部屈曲。鋁型材的設計驗證考慮了撓度，應力和屈曲。由于這些標準，所有產品都必須進行物理測試以確認仿真結果。使用 HyperWorks 和 Inspire，Faraone 的工程團隊可以在內部處理所有仿真，除了提供可靠的結果外，工程師在獲得可測試產品的速度上比以前快得多。
展開 HyperXtrude在鋁型材模具設計中 的作用
HyperXtrude在鋁型材模具設計中 的作用
作者：Simwe 來源：Altair
簡介
近年來，隨著我國鋁加工技術的發展，鋁型材的應用越來越廣泛，但工業鋁型材具有斷面結構復雜，難于擠壓等特點，因此合理設計鋁型材擠壓模具是大型鋁型材的關鍵。叢林集團在使用HyperXtrude模擬分析軟件的過程中，經過不斷探索，將設計人員的設計理念、經驗與有限元模擬分析軟件HyperXtrude有機結合起來，最大限度的減少了試模次數，降低了成本。
挑戰
一般來說，一套好的擠壓模具，在擠壓條件已經基本確定的情況下，主要滿足兩方面的要求：一是金屬流出模口時的速度均勻控制在一定的范圍內，二是模具強度（這里主要分析模具變形、失效）應符合要求。金屬流出模口時的速度應在一定的范圍內是為了保證擠出型材不出現扭擰、波浪、彎曲和供料不足等現象；模具強度應符合要求主要是為了減少模具彈性變形、預防模具塑性變形導致模具報廢。彈性變形導致擠出型材產生“偏壁現象”，對一些難以避免的“偏壁現象”，在設計時經常加入：“預變形量”。
圖1所示為一實際型材截面圖。此鋁型材結構較為特殊，考慮到模具強度，決定采用三模芯假分流。難點是模芯一旦內外受力不均，容易偏心。如何設計模具保證型材成型是面臨的挑戰。
叢林集團對幾種工業鋁型材（包括車體型材）的實際試模結果與基于HyperXtrude軟件模擬結果的分析對比，從金屬流出模口時的速度和是模具彈性變形兩個方面進行了比較。圖2為根據三維設計建立的擠壓仿真分析模型。
使用HyperXtrude進行仿真分析后得到的結果如圖3~7所示。分別為型材出口速度及變形，模具變形云圖。
展開 HyperXtrude在鋁型材模具設計中的作用
簡介
近年來，隨著我國鋁加工技術的發展，鋁型材的應用越來越廣泛，但工業鋁型材具有斷面結構復雜，難于擠壓等特點，因此合理設計鋁型材擠壓模具是大型鋁型材的關鍵。叢林集團在使用HyperXtrude模擬分析軟件的過程中，經過不斷探索，將設計人員的設計理念、經驗與有限元模擬分析軟件HyperXtrude有機結合起來，最大限度的減少了試模次數，降低了成本。
挑戰
一般來說，一套好的擠壓模具，在擠壓條件已經基本確定的情況下，主要滿足兩方面的要求：一是金屬流出模口時的速度均勻控制在一定的范圍內，二是模具強度（這里主要分析模具變形、失效）應符合要求。金屬流出模口時的速度應在一定的范圍內是為了保證擠出型材不出現扭擰、波浪、彎曲和供料不足等現象；模具強度應符合要求主要是為了減少模具彈性變形、預防模具塑性變形導致模具報廢。彈性變形導致擠出型材產生“偏壁現象”，對一些難以避免的“偏壁現象”，在設計時經常加入：“預變形量”。
圖1所示為一實際型材截面圖。此鋁型材結構較為特殊，考慮到模具強度，決定采用三模芯假分流。難點是模芯一旦內外受力不均，容易偏心。如何設計模具保證型材成型是面臨的挑戰。
“ HyperXtrude軟件的模擬結果與實際試模結果的接近程度很高，基本能夠反映出設計問題及缺陷。模擬結果對于模具設計具有非常重要指導意義，可以作為模具設計的強有力工具。”
解決方案
叢林集團對幾種工業鋁型材（包括車體型材）的實際試模結果與基于HyperXtrude軟件模擬結果的分析對比，從金屬流出模口時的速度和是模具彈性變形兩個方面進行了比較。圖2為根據三維設計建立的擠壓仿真分析模型。
展開 提高鋁型材擠壓生產成品率的工藝方法
提高鋁合金型材成品率是降低企業生產成本最直接和有效的方法。成品率每提高1個百分點，鋁材的生產費用將降低23元～30元，以一個年產1萬t鋁型材的企業來說，若每噸鋁型材的成品率提高5個百分點，每年可節約125萬元，而這125萬元是純利潤。成品率的提高是建立在產品質量的基礎之上，與產量又是同比關系。提高成品率是一個系統工程，通過單一工藝方法很難大幅提高成品率，必須是多環節的累積提高。提高成品率又是一個細致的工作，不僅需要技術工藝做支撐，更需要嚴謹、務實、科學的管理。
1 影響成品率的因素
影響成品率的因素是多方面的，就擠壓生產而言主要有以下幾個方面：
（1）鋁鑄錠的質量直接決定擠壓制品的成品率。
（2）模具、擠壓工具對成品率有很大影響，它們直接關系到擠壓制品的質量，制品合格率高則成品率就高。
（3）生產管理中生產計劃下達的合理性以及生產報表原始數據的準確性也是提高成品率的前提。各種生產報表的原始數據是鋁型材擠壓前計算鑄錠長度的重要依據。
（4)擠壓工藝包括根據擠壓比選定擠壓設備、確定工藝溫度及張力矯直工藝等，每步工藝是否科學、細致、合理也對成品率影響很大。
（5）操作人員的熟練程度和責任心是提高擠壓成品率所必備的。
2 提高擠壓鋁型材成品率的工藝方法
2.1 提高鑄錠質量是保證擠壓成品率的前提
鑄錠對擠壓生產來說是原材料。鑄錠組織均勻，晶粒細小，無夾渣、氣孔、偏析、裂紋等缺陷時，不僅可以降低擠壓力、提高擠壓速度，提高產品的內在質量，而且可以減少擠壓制品表面氣泡、氣孔、劃傷、開裂、麻點等表面缺陷。比如較小的夾渣可以通過模具工作帶的狹縫排出，但會造成型材表面犁痕，產生一定長度的幾何廢料；較大的夾渣將被卡在工作帶狹縫中不能被排出，引起塞模或擠壓制品開裂而被迫更換模具，這樣就會嚴重影響成品率。
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