【導(dǎo)讀】制定上，有其獨自的特點。這類零件一般可采用板料多道拉深來成形。對于復(fù)雜的階梯形零件,一次擠壓不容易達(dá)到預(yù)期成形效果。其中的關(guān)鍵是如何合理分配材料變形程度，控制材料流動，減少過度變形，從而得到合格的零件。在此基礎(chǔ)上詳細(xì)地介紹了階梯方鋁罩?jǐn)D壓模具的設(shè)計過程。工量，節(jié)約了原材料，提高了生產(chǎn)效率，也改善了零件的組織性能。第5章冷擠壓設(shè)備的選擇......

　　

【正文】 便于安裝、調(diào)整和更換零件。 本設(shè)計中的下模部分由于以下主要零件組成： 下模座 凹模墊塊 推 桿 頂出桿 凹模 壓板 凹模固定圈 7。 凹模 放在 凹模 墊塊上，利用壓板緊固在 凹模固定圈上，并將 凹模 固定圈鎖緊在下模座上。下頂出裝置是通過推桿帶動頂出桿的運動，將擠壓件頂出。除此之外，還有螺釘與定位銷等。 本設(shè)計中 凹模的 固定采用壓板與 凹模 固定圈進(jìn)行緊固。壓板除具有緊固作用外，還起到模座襯套和相互配合的作用，成為 凹模 與模座之間重要的過渡和配合零件。在加工過和中，壓板的圓錐面必 須與 凹模 的圓錐面進(jìn)行配作，其貼合面積要達(dá) 75%以上。 為了加強(qiáng)下模座的承受強(qiáng)度，本在凹模下 端面與模座接觸部分加一墊板。 這樣擠壓時凹模作用于墊板表面上單位擠壓力均勻分布在凹模支承面內(nèi)，墊板厚度增加時，受壓面的傳遞直徑增加，傳遞壓力隨之減小，因此應(yīng)盡量加大墊板厚度。 壓板、 凹模固定圈、 凹模墊塊 的具體結(jié)構(gòu)尺寸參見零件圖。 1下模座 2凹 模 墊塊 3頂桿 4頂出桿 5凹模 6壓板 7凹模固定圈 圖 下模 結(jié)構(gòu)圖 30 模具 結(jié)構(gòu)和工作 原理 綜上所述，階梯方鋁罩最終的成形 擠壓模具的整個結(jié)構(gòu)如 圖 15 所示 ， 在 四柱 式 通用 液壓機(jī) 上進(jìn)行 冷擠壓 ，由 導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向 ； 上下模座均采用圓柱銷定位， 并用螺釘緊固 ； 凸模采用特形螺母 10 與錐形緊固圈 5 緊固，不僅裝拆方便，且對中準(zhǔn)確 ；而 凹模 則靠壓板 14與 凹模 固定圈 17 緊固。 上模下行時， 由導(dǎo)柱 16 與 導(dǎo)套 1 進(jìn)行導(dǎo)向， 凸模 7 向下運動至擠壓面， 在凸模的壓力作用下 ， 開始對 凹模 19 的定位坑內(nèi) 的毛坯 進(jìn)行擠壓 ， 至下死點時 工件反擠壓成形。 此時彈簧 15 在擠壓力的作用下處于壓縮狀態(tài)。 成形后 ， 由液壓機(jī)上的頂出裝置帶動推桿 21運動，使頂 出桿 20（兼作 凹模型腔底部） 將 工件頂出 凹模 ， 同時 隨著上模的回程， 凸模 離開 凹模 ，當(dāng)上行至一定位置時，彈簧恢復(fù)原狀，此時由于卸料螺釘 11 的作用卸料板停止 運 動，而 凸模 繼續(xù)上行，這時，包裹在 凸模 上的擠壓件受卸料板 13 與襯套 12 的 作用，從 凸模上卸下 。 取走工件后，再將毛坯放在 凹模 19 的定位坑內(nèi) ，依此反復(fù)進(jìn)行。 31 1導(dǎo)套 2上模座 2 24螺釘 4凸模固定圈 5錐形緊固圈 7凸模 8凸模墊塊 18銷釘 10特形螺母 11卸料螺釘 12襯套 13卸料板 14壓板 15彈簧 16導(dǎo)柱 17凹模固定圈 19凹模 20頂出桿 21推桿 22凹 模 墊塊 25下模座 32 第 8 章 冷擠壓模具材料的選擇 模具材料的基本要求 冷擠壓加工時，模具工作部分零件要承受金屬變形的巨大壓力，此壓力高達(dá)2021～ 2500MPa，還要經(jīng)受極高的摩擦力和溫度變化的作用，可見冷擠壓模具的工作條件極其惡劣。因此，模具材料必須具備下列幾個方面的要求。 1）高硬度。 硬度是研究和檢驗?zāi)＞咦畛Ｓ玫男阅苤笜?biāo)。高的硬度可保證模具耐磨損，但過高則會導(dǎo)致模具的脆性和缺口敏感性的增大。因此，冷擠模工作零件在保持一定韌性的條件下，要盡可能選用較高的硬度，凸模熱處理后，要求硬度在 61HRC以上，凹模在 58～ 62HRC 之間，對韌性要求較高時可采用 HRC58～ 60 較低的硬度。 2）高強(qiáng)度。冷擠壓模具材料要求具有很高的強(qiáng)度，以滿足承載能力的要求，并且防止由于載荷過高而引起的模具損壞。影響材料強(qiáng)度的因素很多，主要有鋼中碳和合金元素的含量，碳化物顆粒的大小及頒的均勻性，晶粒的大小等 。 3）高韌度模具材料必須具有高的韌性和動載強(qiáng)度。這對于由于沖擊、偏心彎曲載荷、疲勞應(yīng)力集中而引起的折斷和開裂破壞是十分生要的。控制鋼的含碳量、淬透性和晶粒度，能有效的提高材料的韌性。任何降低硬度來嗇韌性的作法，都是不適宜的。應(yīng)尋求改進(jìn)模具的結(jié)構(gòu)，以降低對韌性的要求。 4）高的耐壓能力冷擠模在相當(dāng)大的壓力下工作，要求它在這樣大的壓力下擠壓高強(qiáng)度材料時，能夠保持模具開腔的形狀和尺寸不變，承受很高軸向壓力作用的零件，不鐓粗、不彎曲，即模具材料應(yīng)具有極好的耐壓能力。 5）高的耐磨性。模 具材料 須具有較高的抗磨損性能 ，以獲得高模具壽命。磨損是擠壓模 在使用過程中常見的一 種失效方式。一般來說，硬度越高，耐磨性越好。為得到高的耐磨性， 須使鋼材在高硬度的基體上 有 大量的、細(xì)小的、堅硬的碳化物。 6）足夠的耐熱性能。在擠壓時，工件和模具的局部溫升可達(dá) 300 度左右，甚至更高，使模具材料內(nèi)部受到拉伸和壓縮的交變應(yīng)力，從而使金屬晶粒產(chǎn)生晶隙和局部的變形，結(jié)果產(chǎn)生裂紋，即熱裂紋。因而要求模具材料在工作溫度下的硬度不變，即具有良好的熱硬性和高溫硬度 。 7）良好的工藝性能。模具材料的加工工藝是獲得高質(zhì)量模具的重要因素。因此，要求材料的脫碳敏感 性小，熱塑性高，鍛造容易，切削加工和磨削性能良好。 33 模具材料的選用原則 冷擠壓模具的材料，應(yīng)根據(jù)被擠材料的種類、擠壓方式以及模具的實際工作條件，力求達(dá)到較好的經(jīng)濟(jì)效益為原則來選擇。選用模具材料時應(yīng)注意下列問題。 1）擠壓純鋁、純銅等有色金屬可選較差的模具材料。 2）用于大批量生產(chǎn)的模具應(yīng)選用較好的模具材料；對于試制或小批量生產(chǎn)的模具，可選用使用壽命短、加工方便、費用低廉的模具材料。 3）大批量生產(chǎn)形狀簡單的圓形零件一般選用硬度高、耐磨性好的模具材料。對于形狀復(fù)雜的零件由于過渡部分應(yīng)力集中較大，且在模具 熱處理時，該部分會產(chǎn)生較大內(nèi)應(yīng)力，且外表部分的摩擦面積顯著增加，故一般不采用高碳合金工具鋼作模具材料，宜用中碳合金工具鋼作模具材料，以保證良好的強(qiáng)韌度。 4）冷擠壓凹模在擠壓過程中受到很大的切向拉應(yīng)力。因此，要求模具材料有較好的抗拉強(qiáng)度。而冷擠壓凸模在擠壓時受著強(qiáng)烈的反復(fù)壓縮作用，因此，要求模具材料有足夠的抗壓強(qiáng)度和耐熱疲勞性。 5）較小零件的模具成本較低，一般可用較好的模具材料；尺寸較大的零件所用的模具也較大，大模具造價較高，一般選價廉的模具材料。 6）反擠壓時，凸模是成形的關(guān)鍵零件，極易磨損；而正擠壓時 ，凹模是成形的關(guān)鍵零件，極易磨損。因此，反擠壓凸模或正擠壓凹模應(yīng)選擇磨耐性高的模具材料。 常用的冷擠壓模具材料 冷擠壓模具零件，由于擠壓件材料、尺寸、形狀、精度、變形量的不同，模具結(jié)構(gòu)、功能作用以及使用設(shè)備、作業(yè)條件和生產(chǎn)批量的不同，所用的材料應(yīng)有不同。 冷擠壓模具工作部分所使用的材料種類是很多的，對于純鋁來說，常用的 冷擠壓模具 材料如下表所示。 表 常用的冷擠壓模具材料 ]3[ 模具零件 擠壓材料 模具材料牌號 熱處理硬度 凸模 有色金屬及其合 金 W18Cr4V,Cr12Mo, Cr12MoV， GCr15,9CrSi, Cr4W2 MoV 淬火后多次回火 60～ 62HRC 凹模 錫、鋅、純鋁 T10A,CrWMn,Cr12Mo,YG8 淬火后多次回火 60～ 64HRC 34 冷擠壓模具其他零件在工作中也受到一定的壓力作用，因此應(yīng)根據(jù)其受力情況，選擇合適的材料和熱處理工藝。冷擠壓模具其他零件常用材料牌號及熱處理要求 見表。 表 冷擠壓模具其他零件常用材料及熱處理 ]4[ 零件名稱 材料牌號 熱處理 硬度 HRC 模柄、模板、模座 45 凸、凹模墊板 T10A 淬硬 52～ 56 凸模壓套 45,T8A 淬硬 43～ 48 (45) 52～ 56 (T8A) 退料桿、環(huán)形頂出器 T10A 淬硬 58～ 62 頂桿、打桿、墊板 45 淬硬 43～ 48 壓板、卸料板 40 淬硬 43～ 48 定位釘、定位塊、擋料銷 45 淬硬 43～ 48 內(nèi)預(yù)應(yīng)力圈 5CrNiMo,40Cr, 35CrMoV 淬硬 42～ 44 外預(yù)應(yīng)力圈 5CrNiMo,40Cr, 35CrMoV,45 淬硬 38～ 40 導(dǎo)柱、導(dǎo) 套 20,15Cr,20Cr 表面滲碳、淬火 56～ 60 螺釘、螺栓 35,45 彈簧 65Mn 淬硬 40～ 48 圓柱銷 45 淬硬 43～ 48 卸料螺釘 45 頭部淬硬 35～ 40 35 第 9 章 工藝卡片 階梯方鋁罩冷擠壓工藝卡片 工序 工序說明 加 工 簡 圖 設(shè) 備 工裝設(shè)備 型號名稱 名稱圖號 1 剪切 下料 剪切機(jī) 退火 軟化 硬脂酸 鋅潤滑 2 冷鐓 預(yù)成形 YQ3240四柱 式通用 液壓機(jī) 單工位冷鐓模 36 3 復(fù)合 擠壓 YQ3240 四柱 式通 用 液壓機(jī) 單工位反擠壓模具 4 反擠壓 YQ3240 四柱 式通用 液壓機(jī) 單工位反擠壓模具 37 結(jié) 論 階梯方鋁罩的成形 所 采用 的工藝是 冷擠壓 技術(shù) ， 這 與沖壓的拉深工藝相比而言，冷擠壓 技術(shù)比較 先進(jìn) ， 它具有拉深工藝所沒有的獨特性。 從工序上來說，采用冷擠壓技術(shù)， 大大簡化了工序，不僅提高了生產(chǎn)的效率，同時也降低了模具的制造成本。 另一方面 由于冷擠壓過程中的三向壓應(yīng)力，改善了成形后的擠壓件的物理性能，同時也大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量 ，且提高了材料利用率。 這是沖壓工藝所達(dá)不到的。 階梯方鋁罩的成形 模具 采用了導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向， 結(jié)構(gòu)簡單緊湊，剛性好。 其 最大特點是模具更換方便，可以適應(yīng)不同高度零件的擠壓成形。根據(jù)零件的不同要求，只需 調(diào)換凸模，錐形緊固圈，襯套，凹模和頂出桿（兼作凹模型腔底部），即可在此模架上進(jìn)行擠壓。 上 、 下 模 的對中以及 凸 、 凹模 的 對中 需要 借助于輔助裝配工裝 ，以保證上下模的同軸度 。 該模具一般用在工件高度尺寸、精度要求較高、壁厚精度要求不高的場合，可以降低制造成本。 38 考參文獻(xiàn) [1] 翁其金 徐新成主編 ． 沖壓工藝及沖模設(shè)計 ． 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 , [2] 洪慎章編著 ． 冷擠壓實用技術(shù) ． 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [3] 金 仁 鋼編著 ． 實用冷擠壓技術(shù) ． 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， [4] 賈俐俐主編 ． 擠壓工藝及模具 ． 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， [5] 梁炳文主編 ． 冷沖壓工藝手冊 ． 北京：北京航空航天大學(xué)出版社， [6] 郝濱海主編 . 擠壓模具簡明設(shè)計手冊 . 北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 , [7] 胡亞民主編 . 精鍛模具圖冊 . 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社， [8] 甘永立主編 ． 幾何量公差與檢測 ． 上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社， 39 致 謝 經(jīng)過幾個月的努力，我總體完成了自己的畢業(yè)設(shè)計。這是我第一次獨立完成的一個模具設(shè)計課題。對我來說，這既是一次挑戰(zhàn)，也是一次自我的肯定。畢 業(yè)設(shè)計是對大學(xué)四年所學(xué)專業(yè)的總結(jié)。它涉及了我們所學(xué)的機(jī)械基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識，如材料熱處理，公差與檢測，擠壓?；A(chǔ)知識等以及繪圖軟件的使用。 這次的畢業(yè)設(shè)計，從整體上鞏固了我的專業(yè)知識，并使之系統(tǒng)化、條理化，可應(yīng)用化。使我們具備了設(shè)計思想和較系統(tǒng)、完善的設(shè)計方法，以及獨立解決工程實際工作能力，提高了我們查閱資料 及科技文獻(xiàn)的檢索能力 、分析實際問題、設(shè)計計算、繪圖、 CAD設(shè)計等方面的能力，為以后的工作打下了基礎(chǔ)。 在此要特別感謝我們的 老師。在整個畢業(yè)設(shè)計中，他孜孜不倦的教誨、即時為我們的設(shè)計解疑釋惑。不管在理論或 是實踐上，都給了我很大的幫助。他的耐心指導(dǎo)，讓我順利地完成了畢業(yè)設(shè)計。謝謝！ 同時也要感謝本小組成員及其他同學(xué)的熱心幫助。在畢業(yè)設(shè)計期間，與同學(xué)間的 互相交流，給了我很大的幫助，促使了我畢業(yè)設(shè)計的順利進(jìn)行。 再次向他們表示衷心的感謝 ！ 學(xué)生簽名： 日 期： 年 月 日湖南工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 40