冷挤压工艺 正挤压模具设计.docx

目录第一章 冷挤压工艺的特点及模具分类2一、冷挤压工艺2二、冷挤压模具特点2三、典型的冷挤压模具组成2四、冷挤压模具分类3五、冷挤压的特点3第二章 模具工作部分设计5一、冷挤压模设计要求5二、正挤压凸模5三、正挤压凹模6第三章模具组成及工作过程原理8一、自行车前钢碗正挤压模具装配图8二、工作过程9第四章 听课感受及意见与建议10一、感受10二、意见和建议 10参考文献10第一章冷挤压工艺的特点及模具分类一、冷挤压工艺冷挤压的工艺过程是：先将经处理过的毛坯料放在凹模内，借助凸模的压力 使金属处于三向受压应力状态下产生塑性变形，通过凹模的下通孔或凸模与凹模 的环形间隙将金属挤出。它是一种在许多行业广泛使用的金属压力加工工艺方法。二、冷挤压模具特点1、模具应有足够的强度和刚度，要在冷热交变应力下正常工作；2、模具工作部分零件材料应具有高强度、高硬度、高耐磨性，并有一定的 韧性；3、凸、凹模几何形状应合理，过渡处尽量用较大的光滑圆弧过渡，避免应 力集中；4、模具易损部分更换方便，对不同的挤压零件要有互换性和通用性；5、为提高模具工作部分强度，凹模一般采用预应力组合凹模，凸模有时也 采用组合凸模；6、模具工作部分零件与上下模板之间一定要设置厚实的淬硬压力垫板，以 扩大承压面积，减小上下模板的单位压力，防止压坏上下模板；7、上下模板采用中碳钢经锻造或直接用钢板制成，应有足够的厚度，以保 证模板具有较高的强度和刚度。三、典型的冷挤压模具组成1、工作部分如凸模、凹模、顶出杆等;2、传力部分如上、下压力垫板；3、顶出部分如顶杆、反拉杆、顶板等;4、卸料部分 如卸料板、卸料环、拉杆、弹簧等；5、导向部分如导柱，导套、导板、导筒等；6、紧固部分 如上、下模板、凸模固定圈、固定板、压板、模柄、螺钉等。 在第二章内容中将主要介绍模具的工作部分的设计。四、冷挤压模具分类根据金属被挤出的方向与凸模运动方向的关系，冷挤压一般可分为正挤压、 反挤压、复合挤压三种基本方式。1、正挤压如图1-1所示，挤压时金属流动方向与凸模流动方向相同，适用 于各种形状的实心件、管件和环形件的挤压；2、反挤压如图1-2所示，挤压时金属流动方向与凸模运动方向相反，适用 于各种截面形状的杯形件的挤压；3、复合挤如图1-3所示，挤压时，金属流动方向相对于凸模运动方向，一 部分相同，另一部分相反，适用于各种复杂形状制件的挤压;改变凹模孔口或凸、 凹模之间缝隙的轮廓形状，就可以挤出形状和尺寸不同的各种空心件和实心件。图1-1正挤压图1-2反挤压图1-3复合挤五、冷挤压的特点1、节约原材料，生产效率高冷挤压是少无切削加工工艺，与切削加工相比，节约原材料，同时，冷挤压 是在压力机简单的往复运动中生产零件，生产效率高，比切削加工高30倍。2、提高零件的力学性能在冷挤压过程中，金属处于三向挤压应力状态，变形后材料的组织致密，又 有连续的纤维流向，变形中的加工硬化也使材料的强度和刚度大大提高，从而可 用低强度钢材代替高强度钢。3、可加工形状复杂的零件对复杂零件可以一次加工成型，加工十分方便，大批大量生产时，加工成本 低。4、提高零件的精度，降低表面粗糙度由于金属表面在高压、高温（挤压过程中产生的热量）下受到模具光滑表面 的熨平，因此，制件表面很光，表面强度也大为提高。冷挤压零件的精度可达 1T81T9级，有色金属冷挤压零件的表面粗糙度可达Ra=1.60.4m。有的 冷挤压件无需切削加工。第二章模具工作部分设计一、冷挤压模设计要求1、模具应具有足够的刚度和强度，并且能在冷热交变应力的情况下，模具 应保证正常工作，模具结构要合理，如采用组合式模具。2、选用合适的模具材料，工作部分必须要有相当的韧性和耐磨性，几何形 状及参数要合理、准确。有利于毛坯塑性变形、降低单位挤压力。尽量采用光滑 圆角过渡，防止应力集中。3、模具的易损部位，应考虑通用性和互换性。并便于更换、修理。4、对于精度要求较高的挤压件，模具设计要有良好的稳定导向装置。5、坯料取放应方便，毛坯易放入模腔。6、模具应安全可靠，制造工艺简便，成本低，使用寿命长。为满足以上各项要求，必须慎重考虑模具结构的设计、材料的选择、制造工 艺及其热处理等问题。二、正挤压凸模1、如图2-1是正挤压凸模的各种型式。实心件正挤压凸模比较简单，可按图2-1（a）、（b）的型式设计。（b）型端部的 锥度有防止凸模纵向开裂的作用。对正挤压空心件的凸模设计要特别注意。纯铝空心件正挤压，可使用图（c） 的整体式凸模。对于挤压较硬的金属材料，特别是黑色金属的挤压，应采用图（d）、 （e）的组合式凸模。（e）型组合式凸模与芯轴之间采用IT7级H7/k6过渡配合，芯 轴与凸模本体之间没有相对滑动，在挤压过程中，芯轴受摩擦而产生很大的拉应 力，因而仅适用于芯轴直径较大、或挤压材料不太硬、或摩擦系数较小的条件。 （d）型组合凸模、凸模孔与芯轴之间用IT7级间隙配合H7/h6。挤压过程中由于 摩擦力的作用，芯轴可随变形金属同时向下滑动，从而大大减弱了芯轴的受拉情 况，避免芯轴拉断。2、自行车前钢碗正挤压凸模尺寸设计图2-2三、正挤压凹模1、正挤压凹模有图2-3所示的几种结构型式。凹模一般采用预应力的结构。图2-3(a)是整体式凹模，这种凹模在使用中， 直筒部分与锥角相交处产生应力集中容易开裂，所以常采用图2-3中的(b)、(c) 及(d )等剖分式结构。2、自行车前钢碗正挤压凹模尺寸设计图2-4第三章模具组成及工作过程原理一、自行车前钢碗正挤压模具装配图本模具为空心件正挤压模，凸模由凸模芯、凸模套组成。上顶料杆中部开有 气孔。下顶料杆靠托板托住，改变下顶料杆的长度可适用于顶出不同长度的工件。图3-1零件明细表17116赚1151141131E上触111雌GB/T5780-2D00 M10X701210X#19181716触畅1514TW13购板12管密2雌GB/T5780-2DDO M10X6O2二、工作过程本模具通过凸模与凹模将毛坯正挤成管状零件。考虑到工件挤压后卡在凹模 内，一副顶出装置，即由顶料杆和顶出板等将加工好的工件顶出。第四章 听课感受及意见与建议一、感受二、意见和建议参考文献1贾俐俐主编.挤压工艺及模具M.北京：机械工业出版社，2004.杨长顺.冷积压模具设计M.北京：国防工业出版社，1994.3 翟德梅编.挤压工艺及模具M.化学工业出版社，2004.4 吴诗编著.温挤技术M.北京：国防工业出版社，1979.5 洪深泽.挤压工艺及模具设计M.北京：机械工业出版社，1996.