【正文】 在本次設計過程中，我遇到了許多難題，特別感謝金仁鋼老師對我孜孜不倦的教誨。 31 考參文獻 [1] 翁其金 徐新成主編 ． 沖壓工藝及沖模設計 ． 北京 :機械工業(yè)出版社 , [2] 洪慎章編著 ． 冷擠壓實用技術 ． 北京：機械工業(yè)出版社， [3] 金仁鋼編著 ． 實用冷擠壓技術 ． 哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學出版社， [4] 賈俐俐主編 ． 擠壓工藝及模具 ． 北京：機械工業(yè)出版社， [5] 梁炳文主編 ． 冷沖壓工藝手冊 ． 北京：北京航空航天大學出版社， [6] 郝濱海主編 . 擠壓模具簡明設計手冊 . 北京 :化學工業(yè)出版社 , [7] 胡亞民主編 . 精鍛模具圖冊 . 北京 : 機械工業(yè)出版社， [8] 甘永立主編 ． 幾何量公差與檢測 ． 上海：上?？茖W技術出版社， [9] 王巍主編 . 機械制圖 . 北京 :高等教育出版社 , [10] 肖祥芷 王孝培主編 . 模具工程大典 . 中國 :電子工業(yè)出版社 , [11] 卓德梅主編 .擠壓工藝及模具 .北京：化學工業(yè)出版社 ， . [12]徐學林主編 .互換性與測量技術基礎 .湖南：湖南大學出版社， 致 謝 在老師的 指導下 ,經(jīng)過幾個月的時間終于大致上完成了本次設計。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。其最大特點是模具更換方便，可以適應不同高度零件的擠壓成形。這是沖壓工藝所達不到的。從工序上來說，采用冷擠壓技術，大大簡化了工序，不僅提高了生產(chǎn)的效率， 縮短了生產(chǎn)周期， 同時也降低了模具的制造成本。冷擠壓模具其他零件常用材料牌號及熱處理要求見表。 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。因此，反擠壓凸?；蛘龜D壓凹模應選擇磨耐性高的模具材料。 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。因此，要求模具材料有較好的抗拉強度。對于形狀復雜的零件由于過渡部分應力集中較大，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，以保證良好的強韌度。 2）用于大批量生產(chǎn)的模具應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。選用模具材料時應注意下列問題。因此， 26 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。 7）良好的工藝性能。在擠壓時，工件和模具的局部溫升可達 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力，從而使金屬晶粒產(chǎn)生晶隙和局部的變形，結果產(chǎn)生裂紋，即熱裂紋。為得到高的耐磨性，須使鋼材在高硬度的基體上有大量的、細小的、堅硬的碳化物。磨損是擠壓模在使用過程中常見的一種失效方式。 5）高的耐磨性。應尋求改進模具的結構，以降低對韌性的要求?？刂其摰暮剂?、淬透性和晶粒度，能有效的提高材料的韌性。 3）高韌度模具材料必須具有高的韌性和動載強度。冷擠壓模具材料要求具有很高的強度，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。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。硬度是研究和檢驗模具最常用的性能指標。因此，模具材料必須具備下列幾個方面的要求。取走工件后，再將毛坯放在凹模的定位坑內(nèi)，依此反復進行。 上模下行時，由導柱與導套進行導向，凸模向下運動至擠壓面，在凸模的壓力作用下，開始對凹模的定位坑內(nèi)的毛坯進行擠壓，至下死點時工件反擠壓成形。壓板、凹模固定圈、凹模墊塊的具體結構尺寸參見零件圖。 為了加強下模座的承受強度，本在凹模下端面與模座接觸部 分加一墊板。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。除此之外，還有螺釘與定位銷等。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。同時合理的緊固方法，還可以使模具結構簡化，便于安裝、調(diào)整和更換零件。 20 圖 1凸模固定圈 2錐形緊固圈 3凸模墊塊 4 凸模 5特型螺母 6下模板 下 模具部分結構設計 下 模具部分結構的設計主要取決于模板結構與凹模的緊固方法。本設計中凸模墊塊的尺寸為φ 81 17mm。 （具體結構參見零件圖） 3．墊塊 由于擠壓時，凸模的工作壓力較大，且承受極大的摩擦力和溫度變化的作用。（具體結構參見零件圖） 2．錐形緊固圈 錐形緊固圈的尺寸與結構由是凸模決定的，在加工時，需要與凸模的錐面配作，其貼合面積需要達到 75以上。故通常規(guī)定其厚 度在 13mm 以上。設計時壓圈的平面尺寸，主要由結構決定。 1．凸模固定圈 凸模固定圈是將凸模緊固在模座上的重要輔助零件。凸模利用凸模固定圈和特形螺母緊固在上模座中，并用凸模墊塊進行支撐。采用合理的緊固方法，可以確保冷擠壓件的擠壓精度，延長模具的使用壽命，并便于模具的安裝 、調(diào)整及迅速地更換零件。 具體零件尺寸參見零件圖。 本設計中最后成形部分對精度要求不高，故按自由公差制造。由于擠壓時模具工作部分的磨損，這個間隙就會越來越大，因此擠 壓件的壁厚尺寸也越來越大，在設計模具工作部分的尺寸和公差時，必須考慮模具有一定的磨損量，同時又不影響擠壓件的尺寸精度要求。 F 頂 ＝ K 頂 F 擠 （ ） ＝ 400000＝ 20210， 式中， K 頂 － 頂件力系數(shù)，由 [5]表 311 可得頂件力系數(shù)為 ， 查沖壓手冊知， 45 號鋼的許用壓應力為 145～ 167MPa , 而σ＝ F 頂 /A＝ 20210/（ 5 5＋ 5 10） =155 MPa≤ [σ ] 所以符合要求。 頂出桿的具體結構尺寸參見零件圖。為了抵消單位壓力造成的彈性變形量和保證擠壓件底面得到平整的端表面，頂出桿不能做成平面，而應做成圓錐面。因此，設計時應注意如下問題： 1）頂出桿上端面與凹模工作帶的直徑為基孔制間隙配合 H7/h6 或 H7/g6。 頂出桿的結構如圖 所示。另外一種是兼作擠壓用的頂出桿，這相當于下凸模，因此需要進行強度的校核。 凹模結構形狀如下，其特點結構簡單，制造方便。 由前面計算得單位擠壓 力 p=1400MPa，擠壓力較大。凹模結構整體式設計的特征是由一整塊金屬加工而成，結構簡單、牢固。 反擠壓黑色金屬薄壁零件時，雖然擠壓后工件不會卡在凹模內(nèi)，但是為了防止這種情況的出現(xiàn)給生產(chǎn)帶來不便，本設計中設計了下頂料機構。如圖 所示。 3）擠壓時，不會由于凸模工作帶以上部分的彈性變形而產(chǎn)生直徑的增大影響擠壓件內(nèi)孔的尺寸精度。工作帶的作用有以下三點： 1）減小凸模與擠壓金屬的接觸面積，可大大降低摩擦阻力。合理的反擠壓凸模成形部分形狀和尺寸，可以有利于金屬的流動，降低單位擠壓力，從而提高模具的使用壽命。同時為了保證模具安裝方便，需要在上模座上開一孔，以保證壓力中心的一致。 由于本設計中所選用壓力設備為液壓機，且擠壓力相對較小，綜合考慮選用 I 級精度中間導柱圓形模架。 7）在同噸位的壓力機上使用的反擠壓、正擠壓和復合擠壓的預應力組合凹?？稍O計成互換的，從而簡化模具的制作。 5）保證操作人員安全。 3）坯料和擠壓件進出要方便，便于實現(xiàn)機械化、自動化。 1）承壓部分應具有很好的剛性及強度，使框架精度穩(wěn)定。擠壓工藝可以在專用的擠壓壓力機、通用液壓機、通用曲柄壓力機或摩擦壓力機上進行，因此模架的結構也有所不同。 7）上下模板采用中碳鋼經(jīng)鍛造或直接用鋼板制成，應有足夠的厚度，以保證模板具有較高的強度和剛度。 5）為提高工作部分強度，凹模一般采用預應力組合形式。 3）凸、凹模幾何形狀應合理，過渡處盡量用較大的光滑圓弧過渡，避免應力集中。因此冷擠壓模具應具有以下特點： 1）模具應有足夠的強度和剛度，要在冷熱交變應力下正常工作。綜合考慮，本設計采用型號為 YQ3240 的 四柱 式通用 液壓機 作為擠壓設備，其技術參數(shù)見表 所示。因此要求壓力機有良好的潤滑冷卻裝置，從而延長模具的使用壽命。 7）具有潤滑冷卻裝置。因此在擠壓過程中會有沖擊作用；所 以要求用于冷擠壓的壓力機能提供合適的擠壓速度。 6）能提供合適的擠壓速度。在冷擠壓中，往往由于預先未能估計到的原因而使壓力機超載，如毛坯尺寸超差及材質熱處理不合理等到。 4）擠壓設備的行程次數(shù)是否滿足生產(chǎn)率的要求等。 2）擠壓設備的壓力和功率是否滿足應完成工序的需要。選用擠壓設備時主要應考慮下述因素。與凸模直徑 d=19 在④的投影相交，求得擠壓力 390KN。再向上投影與 15號剛材料曲線相交，求得未經(jīng)修正的單位擠壓力 p =2050MPa， 向左進入③進行修正。 最后的反擠壓成形擠壓力計算如下： 由圖 知，從①凸模直徑 d=19mm，做水平線與毛坯直徑 D=28mm 曲線相交。 本設計采用圖算法來求 冷擠壓力。因此必須對冷擠壓的單位擠壓力和總變形力進行計算，以便為設計冷擠壓模具和選用冷擠壓設備提供依據(jù)。它是設計模 具、選擇設備的依據(jù)，并可衡量冷擠壓變形的難易程度。故本設計可行。 （ ） 式中 0F —— 冷擠壓變形前毛坯的橫截面積， 1F —— 冷擠壓變形后工件的橫截面積， %100010 ??? F FFF? 12 由此可以