【正文】
。大批量生產(chǎn)的擠壓模具中廣泛采用了導(dǎo)向裝置。） 其它零件設(shè)計(jì) 1）模柄設(shè)計(jì) 依據(jù)壓力機(jī)型號以及 參考文獻(xiàn) [4]。 安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 45 圖（ a）上模座 圖（ b） 下模座 圖 上下模座三維立體圖 其中上模座對應(yīng)裝有凸模底板側(cè)面上所加工的孔對應(yīng)尺寸分布如圖 ；下模座對應(yīng)裝有凸模底板側(cè)面上所加工的孔對應(yīng)尺寸分布見裝配圖俯視圖。 模架的設(shè)計(jì) 由模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊查得：模架采用 HRC3032，它的具體尺寸如圖 所示： 圖 據(jù)此。 ⑦ 在同噸位的壓力機(jī)上使用的反擠壓、正擠壓和符合擠壓模架的預(yù)應(yīng)力組合凹?？稍O(shè)計(jì)成能互換的，從而簡化模具的制作。 ⑤ 保證操作人員安全。 安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 44 ③ 坯料和擠壓件進(jìn)出要方便，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動化。 ① 承壓部分應(yīng)具有很好的剛性及強(qiáng)度，使模架精度穩(wěn)定。 圖 、中層、內(nèi)層三維立體圖 冷擠壓模架設(shè)計(jì) 冷擠壓模架設(shè)計(jì)的基本原則 擠壓工藝可以在專用的擠壓壓力機(jī)、通用液壓機(jī) 、通用曲柄壓力機(jī)上進(jìn)行，因此，擠壓模架的結(jié)構(gòu)也有所不同。 參照上述 質(zhì)料來 計(jì)算凹模尺 寸： 1d 24mm? ； 4d ~ 6 d 5 d 5 2 4 1 2 0 m m? ? ? ? ?11（ 4 ） ； 2d 1 .5 5 d 1 .5 5 2 4 3 7 .2 m m? ? ? ?1 ； 3d 2 . 4 5 d 2 . 4 5 2 4 5 8 . 8 m m? ? ? ?1 ； 2 2 2c d =7. 59m m?? ? ?； 3 3 3c d = m?? ? ?； 2 2 2d 0. 01 06 37 .2 0. 3 94 m m??? ? ? ?； 3 3 3d 0. 00 6 58 .8 0. 3 5 m m??? ? ? ?； 按照上述尺寸可設(shè)計(jì)出終成形凹模為下圖 。 d 24mm? ； 4d .3 ~ .5 d .5 m m??（ 11 ） =1 24 =3 6； 3d .3 d .3 .2 m m??1 =1 24=31； 43 d 36h 1 8 m m22? ? ?； 32 d 3 1 .2h 1 5 .6 m m22? ? ?； R= ； 按照上述尺寸可設(shè)計(jì)成的凸模為下圖 所示 。 安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 40 圖 預(yù)成形凹模尺寸 凹模的三維立體圖如圖 所示 圖示 預(yù)成形凹模的外層、中層、內(nèi)層三維圖如下圖 所示。 安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 39 預(yù)成形凸模的三維立體圖 預(yù)成形 凹模設(shè)計(jì) 同 鐓 平模具中凹模設(shè)計(jì)一樣由： 得到： 2bP =K z n A =K pA?? ? ? ? bp= z n 1 4 60 0 24 00 M P a?? ? ? ? ? ? 又 1400MPa﹤ 2400MPa﹤ 2500MPa，所以應(yīng)用三層組合凹模。通過本工序 將毛坯的下端正擠壓成一個直徑為 12mm 的桿件，因此其設(shè)計(jì)的凸模的尺寸如下： 根據(jù)前面所述的凸模的設(shè)計(jì)依據(jù)可得： d 12mm? ； 4d .3 ~ .5 d= 1. 5 12 = 18 m m??（ 11 ） ； 3d .3d= 12= m??1 ； 43 d 18h 9m m22? ? ?； 32 d 1 5 .6h 7 .8 m m22? ? ?； R= ； 按照上述尺寸可得出預(yù)成形凸模的尺寸為下圖 所示 。 據(jù)上述表格，可進(jìn)行尺寸計(jì)算： 1d 20mm? ； 21d 1. 5 5 d 1. 5 5 20 31 m m? ? ? ?； 31d 2 . 4 5 d 2 . 4 5 2 0 4 9 m m? ? ? ?； 41d ~ d 4d 4 20 80 m m? ? ? ? ?1（ 46 ） ； 2 2 2C = d 31 6. 324 m m? ? ? ?； 3 3 3C = d 2 49 8m m? ? ? ?； 2 2 2d 106 31 286 m m??? ? ? ?； 2 0 . 3 2 8 6 0 . 1 6 4 3 m m 0 . 1 6 m m22? ? ? ?； 3 3 3d 0. 0 06 49 0. 294 m m??? ? ? ?； 3 0 . 2 9 4 0 . 1 4 7m m 0 . 1 5 m m22? ? ? ? h 87m? ； 2???； 由上述尺寸，可得對應(yīng)的凹模尺寸如下圖 所示 。仍取 2??? 圖示 參數(shù) 說明 三層組合凹模壓合 1d — 凹模內(nèi)徑（擠壓件最大外徑） 預(yù)應(yīng)力圈的材料必須具有足夠的強(qiáng)度與韌性：中層為5CrNiMo、 40Cr、35CrMoA 、30CrMnSiA 外層為 5CrNiMo 、35CrMoA、 40Cr、45 預(yù)應(yīng)力圈硬度： 中層為4244HRC，外層為 3840HRC 反復(fù)使用條件下的預(yù)應(yīng)力圈4d — （ 46） 1d ? — 2? （斜度可以向上，也可以向下） 2C — 2d 處的軸向壓合量， 2C = 2? 2d 2? — 2d 處軸向壓合系數(shù) 2? — 2d 處的軸向過盈量， 222 d?? ? 2? — 2d 處的徑向過盈系數(shù) 表5.14 二層組合凹模設(shè)計(jì)參數(shù) 安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 34 3C 3d 處的軸向壓合量， 333 dC ?? 應(yīng)進(jìn)行 200℃的低溫回火，以消除內(nèi)應(yīng)力 ?3? 3d 處的徑向過盈量， 333 d?? ? 3? 3d 處的徑向過盈系數(shù) 式中， 2d 3d 2? 3? 2? 3?見表 48 表 48 三層 組合凹模設(shè)計(jì)參數(shù) 4d 2d 3d 2? 2? 3? 3? 4 1d 1d 1d 5 1d 1d 1d 6 1d 1d 1d 表 49 組合凹模徑向過盈系數(shù) ? 的經(jīng)驗(yàn)值 凹模材料 2? 3? 硬質(zhì)合金 合金模具鋼 凸模設(shè)計(jì) 鐓平凸模設(shè)計(jì) 根據(jù)上述表格，可對凸模進(jìn)行設(shè)計(jì)，進(jìn)行尺寸 計(jì)算 ： 4d (1 .3 ~ 1 .5 ) d = 1 .5 2 0 = 3 0 m m??； 3d 1. 3 = 1. 3 20 = 26 m md??； 安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 35 3 4d 30h 1 5 m m22? ? ?； 32 d 26h m m 1 3 m m22? ? ?； 1R = ( 0. 00 5 0. 01 ) d 0. 07 5d = 1. 5m m?； =5~15? ? 但在此我們?nèi)?8???。一般取 2???，所以 22 ??C 安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 32 圖示 參數(shù) 說明 二層組合凹模壓合 1d — 凹模內(nèi)徑（擠壓件最大外徑） 內(nèi)層：5CrNiMo 、35CrMoA 外層：5CrNiMo 、35CrMoA 、40Cr、 45 預(yù)應(yīng)力圈淬火硬度： 中層為4244HRC，外層為 3840HRC反復(fù)使用條件下的預(yù)應(yīng)力圈應(yīng)進(jìn)行 200℃的低溫回火，以消除內(nèi)應(yīng)力 3d — （ 46） 1d ? — 2? （斜度可以向上，也可以向下） 2C — 2d 處的軸向壓合量， 2C = 2? 2d 2? — 2d 處軸向壓合系數(shù) 2? — 2d 處的軸向過盈量， 222 d?? ? 2? — 2d 處的徑向過盈系數(shù) 表 46 二層組合凹模設(shè)計(jì)參數(shù) 3d 2d 2? 2? 4 1d 1d 5 1d 1d 6 1d 1d 安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 33 ① 三層組合凹模設(shè)計(jì) 見表 47 表 47 三 層組合凹模的設(shè)計(jì) ∕ mm 設(shè)計(jì)步驟 三層組合凹模各圈尺寸的確定： ? ? 14 6~4 dd ? ，根據(jù) 4d 與1d 的關(guān)系可在表 48 中查得 2d 與 1d 、 3d 的關(guān)系，從而計(jì)算出 2d 、和 3d 的數(shù)值。 ①二層組合凹模設(shè)計(jì) 見表 45 表 45 二層組合凹模的設(shè)計(jì) ∕ mm 設(shè)計(jì)步驟 兩層組合凹模各圈尺寸的確定： ? ? 13 6~4 dd ? ，根據(jù) 3d 與 1d 的關(guān)系可在表 46 中查得 2d 與 1d 的關(guān)系，從而計(jì)算出 2d 的數(shù)值。 預(yù)應(yīng)力圈的材料 預(yù)應(yīng)力圈的材料必須具有足夠的強(qiáng)度、韌性和淬透性，且材料的回火溫度高。裝配時要使對應(yīng)的兩個接觸面之間緊密貼合。常用的裝配錐度是 176。永久性配合可加熱外圈或冷卻內(nèi)去圈進(jìn)行裝配。內(nèi)外徑的公差應(yīng)為設(shè)計(jì)過盈量的 +10%、 5%以下形狀公差應(yīng)取內(nèi)外徑公差的 30%50% 以下。設(shè)內(nèi)層與外層的平均溫差為 δ 0，內(nèi)層凹模的外徑為 d，模具材料線脹系數(shù)為 α ，則過盈量的修正值 Aa=α dδ 0(mm). 安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 31 過盈值的公差 配合直徑 d d3 處的加工精度將直接影響對內(nèi)層凹模的預(yù)壓應(yīng)力，即影響組合凹模的強(qiáng)度，因此應(yīng)盡可能提高其精度。兩層 組合凹模各圈尺寸的確定見下表，三層組合凹模各圈尺寸同樣參考下表。1100 MPa ＜ p≤ 140 MPa 時，采用兩層式組合凹?！緢D示 (b)】 。冷擠壓組合凹模設(shè)計(jì)的三種組合形式見圖 所示，其設(shè)計(jì)依據(jù)件表 44所示。但組合凹模的加工面多，壓合工藝要求較高。由于其凹模尺寸較整體模減少，因此提高了模具熱處理質(zhì)量。通常，三層組合凹模的強(qiáng)度是整體式凹模強(qiáng)度的 倍，兩層組合凹模的強(qiáng)度是整體式凹模的 倍。 安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 29 圖示 實(shí)心件正擠壓凸模 表 43 實(shí)心件正擠壓凸模的設(shè)計(jì)尺寸 符號 名稱 經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 4d 3h d3 2h r 模柄直徑 模柄厚度 夾持部分直徑 夾持部分高度 錐角 ~ d（ ） 4d2 3d2 5 ~15?? 冷擠壓組合凹模設(shè)計(jì)依據(jù) 為了提高凹模強(qiáng)度，防止縱向裂紋產(chǎn)生，生產(chǎn)中普遍使用預(yù)應(yīng)力組合凹模。 正實(shí)心件正擠壓凸模如下圖 的帶錐柄的凸模所示。一般根據(jù)凸模受力情況和模具的結(jié)構(gòu)需要而確定，可有經(jīng)驗(yàn)公式可得。實(shí)踐證明，工具鋼和硬質(zhì)合金鋼材料凸模擠壓時的成形壓力不應(yīng)超過 2400MPa，如果超過極限值，則要減小變形程度或者降低模具 壽命要求。凸模長徑比也影響凸模的穩(wěn)定性，例如，用模具鋼凸模擠壓鋼質(zhì)零件時，長徑比應(yīng)不大于 3。并應(yīng)有足夠厚度的中碳鋼淬硬墊板，以保證模具的剛性 4 上下模座必須采用足夠厚度的中碳鋼制造，不能用鑄鐵制造 5 模具的易損部分拆換方便 6 坯料放置容易，定位準(zhǔn)確，在大量生產(chǎn)時有可能采用半自動或全自動送料 安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 28 7 擠成的工件可以方便地取出 8 模架能牢固地安裝在壓力機(jī)上 9 制造簡單，成本費(fèi)用低 10 保證操作工人的安全 凸模設(shè)計(jì)依據(jù) 凸模設(shè) 計(jì)時要認(rèn)真研究使用中凸模所受應(yīng)力的大小和性質(zhì)，以及當(dāng)使用細(xì)長凸模時，可能出現(xiàn)的失穩(wěn)問題。冷擠壓模具應(yīng)當(dāng)符合的一般要求見表 42。與一般的冷擠壓模具相比，冷擠壓模具工作部分（凸、凹模等）材料的選擇應(yīng)更為嚴(yán)格。 擠壓模具設(shè)計(jì)時應(yīng)考慮的主要問題見表 41。 擠壓成形的過程中，擠壓設(shè)備通過擠壓模具 對擠壓坯料施加擠壓力使其變形，而被擠壓材料對模具施以反作用力以反抗變形，如果模具的承載能力大于安徽建筑工業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文 27 擠壓力，就可以順利地?cái)D出工件，如果模 具的承載能力小于擠壓力，將使模具損壞。 ⑸導(dǎo)向部分，如導(dǎo)柱、導(dǎo)套、導(dǎo)板、導(dǎo)筒等。 ⑶頂出部分，如頂桿、反拉桿、頂板等。 在設(shè)計(jì)模具時要知道模具到底有哪幾部分組成，典型的冷擠壓模具有以下幾個部分組成： ⑴工作部分，如凸模、凹模、頂出桿等。 ⑼制造簡單，成本費(fèi)用低。 ⑺上下模板采用中碳鋼經(jīng)鍛造或直接用鋼板制成，應(yīng)有足夠的厚度，以保證模板具有較高的強(qiáng)度和剛度。 ⑸為提高工作部分強(qiáng)度，凹模一般采用預(yù)應(yīng)力組合形式，凸模有時也采用組合形式。因此冷擠壓模具應(yīng)具有以下特點(diǎn)： ⑴模具應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，要在冷熱交變應(yīng)力下正常工作 ⑵模具工作部分零件材料應(yīng)具有高強(qiáng)度、高硬度、搞耐磨性，并有一定的韌性。 ） 鐓擠變形的單位