1. 大懸臂半空心鋁型材模具的特點

大懸臂半空心鋁型材模具懸空部分（懸臂）的面積與根部寬度的平方之比稱為舌比，即：q=A/a2；

式中q—半空心鋁型材舌比；

A—鋁型材模具懸臂部分的面積；

A—懸臂部分根部的寬度；

當(dāng)a為1.58~3.15mm時，q應(yīng)小于2才能保證模具的強度；而實際上，特別是對于某些散熱器、電子通訊、軌道車輛等部門用的大型鋁型材來說，q遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于2，有時甚至超過10；由于擠壓壓力經(jīng)過坯料直接作用在鋁型材模具懸臂的表面上，使其產(chǎn)生沿擠壓方向的撓曲變形，使懸臂根部靠近模面的部位承受拉應(yīng)力，而靠近空刀的部位承受壓應(yīng)力；當(dāng)懸臂呈彈性變形時，懸臂頂端部位的?？讓挾葘p小，其減小量隨擠壓力的變化而變化，致使鋁型材的壁厚難以控制；當(dāng)擠壓力較大時，懸臂會出現(xiàn)塑性變形，擠壓結(jié)束后，懸臂的彎曲變形不能恢復(fù)；在擠壓過程中，模具的溫度逐漸上升，模具的強度明顯降低，這對模具的作用極為不利；另外，如坯料溫度偏低而使金屬流動應(yīng)力上升，將導(dǎo)致作用在懸臂表面的正壓力急劇上升，易在懸臂的根部發(fā)生斷裂，造成模具報廢；

綜上所述，采用傳統(tǒng)的平面模具生產(chǎn)懸臂鋁型材存在許多缺點，如質(zhì)量難以保證，模具通過量低等，必須研究這類鋁型材模具設(shè)計的最佳方案；

2. 大懸臂半空心鋁型材模的新結(jié)構(gòu)

以上分析可以看出，用傳統(tǒng)的平面模具擠壓大懸臂半空心鋁型材的缺點在于懸臂表面直接與坯料接觸，壓力直接作用在模具表面上，使其產(chǎn)生彎曲變形；如果支撐邊的相鄰兩邊的模孔寬度不均，金屬通過模孔的速度存在差異，則懸臂還要發(fā)生徑向彎曲，鋁型材的壁厚尺寸更難保證；實際上，距模具中心的距離不同，金屬的流速始終存在差異，總會影響懸臂的穩(wěn)定性；因此，在改進(jìn)模具設(shè)計時必須考慮以下兩點：其一是減小作用在懸臂表面的正壓力；其二是提高懸臂承壓的強度；只有這樣，才能達(dá)到提高模具使用壽命，提高鋁型材質(zhì)量的目的；實踐中證明，采用平面分流模或保護(hù)模的形式來設(shè)計懸臂鋁型材模具，收到了滿意的效果；

A遮蔽式設(shè)計法

遮蔽式設(shè)計方法是用相當(dāng)于分流模的模芯部分遮蔽下模模孔的懸臂部分，使懸臂部分不直接承受變形金屬的作用力；下模的懸臂部分設(shè)計成凸臺狀，其凸起部分與懸臂內(nèi)邊的空刀量為c，懸臂凸起部分的頂面與上模模面留有間隙δ1，用來消除因上模中心彈性彎曲變形或壓陷后對懸臂的壓力；這種方法可有效改善由懸臂頂端部位?？讛D出鋁型材的壁厚偏差，較好地保證鋁型材的質(zhì)量；

但是，由于懸臂凸起部分相應(yīng)地增加了金屬的摩擦面積，懸臂承受的摩擦力增加，使其仍有一定量的撓曲變形；

B鑲嵌式設(shè)計法

鑲嵌式設(shè)計方法是遮蔽式結(jié)構(gòu)的改進(jìn)型式，將上模模芯的中部挖空，而下模懸臂相對的位置向上凸起，鑲嵌于模芯的中空部分，懸臂凸起部分的頂面與上模模芯中空部分頂面的孔隙為δ2，其值與模芯的端面和下模模面的間隙值相等；采用這種形式同樣是為了消除因上模彈性彎曲變形而造成對下模懸臂的壓迫；懸臂凸起部分的側(cè)表面與模芯空腔的側(cè)表面之間有間隙δ3，兩表面處于動配合；模芯低端與懸臂內(nèi)邊的空刀量為C；

這種方法具有遮蔽式分流模的優(yōu)點，又克服了因金屬對裸露的懸臂凸起部分的摩擦所帶來的懸臂撓曲的缺點，金屬對模芯表面的摩擦力轉(zhuǎn)化為上模與下模接觸面上的正壓力；因此，懸臂的受力狀況進(jìn)一步得到了改善，只要合理地選取空刀量c值和δ2、δ3值，便能達(dá)到生產(chǎn)合格鋁型材的目的；

C替代式設(shè)計法

替代式設(shè)計法用上模的模芯取代下模的懸臂，并在原懸臂的根部處，使模芯與下模模面互相搭接，以保證懸臂的完整性；這種模具在形式上完全同分流模一樣，具有較以上兩種模具更為簡便，使用壽命更長的特點，更適合那些“舌比”值很大，用上述兩種方法都難以設(shè)計和生產(chǎn)的鋁型材；

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