【正文】 在此畢業(yè)設(shè)計完成之際，謹(jǐn)向?qū)?及各科老師 致以崇高的敬意和衷心的感謝！ 在畢業(yè)設(shè)計過程中，要特別感謝同學(xué)和朋友們給予的無私幫助和很多有效的建議。 致 謝 本課題從選題、開題、設(shè)計資料的收集，到論文的撰寫、修改無不飽含著導(dǎo)師魏寶麗老師的智慧和心血。還有是采用大螺母將外預(yù)應(yīng)力圈直接 與凹模座固定，這種方法緊固可靠、裝卸方便，但加工略復(fù)雜。采用壓板通過螺釘緊固在凹模座上，凹模的對中可以用四個調(diào)節(jié)螺釘進(jìn)行調(diào)整。對于非圓形截面型腔的模具，為了防止其轉(zhuǎn)動，需采用定位銷進(jìn)行定位。這種方法一般只適用于單位擠壓力較小的有色金屬擠壓模具上 [16]。還有是利用壓板，通過壓套用螺釘緊固到凸模座上。 凸模的緊固方法 常用的凸模緊固方法，一種是利用螺栓將凸模和墊塊直接緊固在上模板上。實際取用時，只要使壓力墊板厚度 T 及直經(jīng) d 大于算得的 Tmin 及 dmin即可。 壓力墊板的設(shè)計計算 已知從凸?；虬寄鬟f來的壓力 0p /p、 作用范圍直徑 0d 及模板的材料種類，要確定壓力墊板的最小厚度 Tmin 及最小直徑 dmin。根據(jù)計算結(jié)果，將傳 遞壓力比 max 0/pp、 0/mimpp、傳遞直徑比 0/dd與相對板厚 0/Td的關(guān)系作出曲線，如圖 644 所示。 設(shè)墊板在直徑為 0d 的范圍內(nèi)作用著均布的單位壓力 0P 。 10 壓力墊板設(shè)計 壓力墊板的作 用 冷擠壓時，模具型腔中的單位擠壓力很高，如凸?；虬寄Ｋ鶄鬟f的軸向壓應(yīng)力直接作用在上下模板上，有可能要造成模板的壓塌。導(dǎo)柱導(dǎo)套相配合部分的表面粗糙度不高于 m。當(dāng)擠壓件精度要求高時，可采用滾珠式導(dǎo)柱導(dǎo)套來確保上、下模更高的 導(dǎo)向精度。導(dǎo)套壓入段的長度 l 及其外徑 D 不得小于 ；導(dǎo)向段長度（ Ll）＝（ 2～ 3） 0d 。導(dǎo)套內(nèi)孔徑 0d 與導(dǎo)柱直徑 d 的配合為基孔制間隙配合。 導(dǎo)柱導(dǎo)套尺寸 為了克服擠壓時可能產(chǎn)生的偏心負(fù)荷，導(dǎo)柱導(dǎo)套的剛性要盡可能設(shè)計得高些。（ 3）采用低熔點合金、環(huán)氧樹脂或無機(jī)粘結(jié)劑將導(dǎo)柱導(dǎo)套直接緊固在上、下模板上。 導(dǎo)柱導(dǎo)套緊固方法 導(dǎo)柱導(dǎo)套與模板的緊固方法主要有三種 ： （ 1）基孔制過渡配合。 21 導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向裝置 導(dǎo)柱導(dǎo)套布置形式 溫擠壓模具的導(dǎo)柱導(dǎo)套布置方式有（ 1）雙導(dǎo)柱中間布置；（ 2）雙導(dǎo)柱對角布置；（ 3）四導(dǎo)柱封閉布置。 導(dǎo)向方法 常用的溫擠壓模具的導(dǎo)向方法主要有導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向、?？趯?dǎo)向和導(dǎo)筒導(dǎo)向。該裝置借助下部三個均布的圓柱銷帶動環(huán)形頂出器 ,將擠壓件從凹模中頂出 [14]。還有為套筒頂料方式。這種結(jié)構(gòu)使用可靠、調(diào)整方便、經(jīng)濟(jì)耐用。頂桿頂料見將頂料桿安置在下凸模 中 ，這種形式用于大型正擠壓的空心或筒形件。墊塊頂料其利用裝在凹模型腔中的扁形墊塊和頂桿將擠壓件從凹模內(nèi)頂出。如壓力機(jī)上沒有專用頂出機(jī)構(gòu) ,就需要設(shè)計如圖 9 那樣的頂出裝置，通過安裝在上模 板上的反拉桿 ,當(dāng)上?；爻虝r帶動頂板、頂桿、推動頂出桿頂出擠壓件。 20 圖 71 卸料板的固定方 式 頂出裝置 如果擠壓件卡在凹模內(nèi) ,就需要專用的頂出裝置將之頂出。圖 a 用支桿支承 。 還有一種采用固定卸料板進(jìn)行剛性卸料 ,如圖 8 所示。裝在卸料板內(nèi)的卸件環(huán)經(jīng)熱處理淬火，提高其耐磨性，延長卸料板的使用壽命，同時使卸料板具有通用性，通過更換卸件環(huán)來滿足不同尺寸擠壓件的需要。凸模繼續(xù)向上運動時，擠壓件碰到卸料板被卡下。 卸件裝置 當(dāng)凸模向下運動進(jìn)行擠壓時，卸料板下面的彈簧被壓縮。 19 圖 65 頂桿 7 卸件和頂出裝置設(shè)計 擠壓結(jié)束后，擠壓件由于彈性變形的 恢復(fù)，有可能緊包在凸模上，也有可能卡在凹模型腔內(nèi)，需要將擠壓件卸下或頂出。 頂件上端面在擠壓時，其中心處的單位壓力最大。頂桿僅在直徑 1d =D2(凹模頂出部分孔徑 )、高度 h′ =5～ 10mm 處與凹模頂出孔配合， 1d 以下做出一定的退讓量： 2d = 1d (～ 1)mm。其支承部分直徑 d=(～ ) 1d ，過度圓弧應(yīng)盡可能大。 常溫 壓合法一般在油壓機(jī)上進(jìn)行，壓合時必須采用一些必須的防護(hù)裝置，如有機(jī)玻璃擋板，以保證操作者的安全。壓出次序則相反。各圈配合面要有 70％以上的面積相貼合，否則將造成預(yù)緊力達(dá)不到要求而使得內(nèi)凹模開裂。不宜超過 3176。 常溫強(qiáng)力壓合法 常溫強(qiáng)力壓合時各圈的配合面均為錐面，錐面配合斜度 γ一般采 18 用 1186。這種方法各圈的配合面也均為圓柱面。因此熱壓配合法僅適用于小過盈量的壓合。外圈加熱選擇的熱膨脹變形要比實際所需的熱膨脹變形大 10％。采用這種方法，各圈的配合面均為圓柱面，加工容易。 （ 3）三層組合凹模徑向過盈量μ ?、μ 3 與軸向壓合量 C?、 C?的確定： 在決定了三層組合凹模的各圈直徑之后 ,便可查出徑向過盈系數(shù)β與軸向壓合系數(shù)δ ,然后按下式計算徑向過盈量 2u 、 3u 與軸向壓合量 C?、 C? 由擠壓模具簡明設(shè)計手冊查表 得 2? = 2? = 3? = 3? = 2u = 2? D?= ， C?= 2? D?= 3u = 3? D?=， 3C = 3? D?= 式中： 2u 、 3u ———— D?、 D?處的徑向雙向過盈量（ mm）； 2C 、 3C ———— D?、 D?處的軸向壓合量（ mm）； 2? 、 3? —— D?、 D?處的徑向過盈系數(shù)； 2? 、 3? —— D?、 D?處的軸向壓合系數(shù)； 組合凹模的壓合工藝 根據(jù)組合凹模過盈量的大小及具體的生產(chǎn)條件，選用適當(dāng)?shù)膲汉瞎に?。凹模型腔拋光?，使擠壓時金屬阻力減小到最低限度。 反擠壓內(nèi)層凹模尺寸確定，一般內(nèi)凹模型腔尺寸參數(shù)見圖 617，其尺寸計算見表 63。整體式凹模在這種情況下沒有使用價值 [12]。設(shè)計時就必須設(shè)定其不允許在拉應(yīng)力狀態(tài)下工作。當(dāng) 1600MPap≤ 2500MPa 時，可采用三層組合凹模（即具有兩層預(yù)應(yīng)力圈）。 當(dāng)單位擠壓力 p≤ 1100MPa 時，可采用整體式凹模。凹模損壞后，不不必調(diào)換外圈，節(jié)省了材料和加工費用，但組合凹模的加工面多壓合工藝要求較高，因此組合凹模只在單位擠壓力較大，整體式凹模強(qiáng)度不夠的情況下使用。預(yù)應(yīng)力組合凹模公內(nèi)圈采用硬質(zhì)合金，中外圈采用一般材料，從而結(jié)省了昂貴材料。通常 3 層組合凹模是整體式凹模的 倍。其中左半圖為末壓合前，右半圖為壓合后。所謂組合凹模就是利用過盈配合，用一個或兩個預(yù)應(yīng)力圖將凹模緊套起來而 制成的多層凹模結(jié)構(gòu)。 a b c d e f 圖 63 常用凹模形式 16 在溫擠壓的生產(chǎn)實踐中，人們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，如果整體式凹模在擠壓中受到的單位擠壓力較大時，往往導(dǎo)致凹模向外擴(kuò)展而產(chǎn)生切向開裂，如圖 620 所示。圖 e 適用于工件底部外形呈尖角的反擠壓件，圖 f 適用于工件底部外形呈一定圓角半徑的反擠壓。同時，上下 凹模應(yīng)有較高的制造精度，以避免擠壓件底部產(chǎn)生聯(lián)接痕跡。圖d 為橫向分割式凹模，為了避免擠壓時金屬材料鉆入上下模的貼合面，貼合面也要像前述正擠壓橫向式組合凹模一樣，要有特殊的要求。圖 c、圖 d 為分割式凹模，壽命比整體式凹模長。圖 b 也為整體式，但凹模型腔底部有 25176。圖 a~圖 d 用于有色金屬薄壁件反擠壓，擠壓后工件不會卡在凹模內(nèi)，所 以不需要頂出裝置。這樣可以減小坯料與成形型腔之間的間隙，同時坯料外周表面也通過減徑擠壓而粗糙度大為降低，并且盛料腔又可起到?？趯?dǎo)向作用。一般反擠壓凹模有成形和頂出兩部分組成。硬質(zhì)合金呈脆性、抗拉性能差， 15 其不可能作為整體式凹模的材料。當(dāng)內(nèi)凹模損壞后，僅需調(diào)換內(nèi)凹模，預(yù)應(yīng)力圈仍可繼續(xù)使用。原來整個凹模要用高級合金工具鋼制成，現(xiàn)在僅內(nèi)凹模用高級合金 工具鋼即可，預(yù)應(yīng)力圈可改用較差一些的合金鋼或中碳鋼來制成。 圖 62 凸模 反擠壓凹模 組合凹模的優(yōu)點是： （ 1）顯著地提高內(nèi)凹模在擠壓時的承載能力，提高內(nèi)凹模的強(qiáng)度。 支承錐面與 d2交接處 R1 D 與 d2交接處 R2 D 與 d1交接處 R3 依據(jù)上表可得出突模的尺寸參數(shù)如下： 工作帶直徑： d=25mm 工作帶高度?。? h=4mm 錐頂角取 9 度： 14 非工作部分直徑： d1== 25= 斜面與工作帶交接處： r0=1mm 定位直徑： d2== 25=35mm 定位高度： h2== 25= 支撐部分直徑： d3== 25= 支撐部分高度： h3== 支撐部分錐半角度 10 度： 反擠壓凸模防止失穩(wěn)措施 反擠壓凸模的成形部分長度 h1 應(yīng)當(dāng)越短越好，這樣可以避免凸模在擠壓時產(chǎn)生縱向彎曲而失穩(wěn)。 反擠壓凹模各部分尺寸參數(shù)的確定如下 反擠壓凸模尺寸參數(shù)設(shè)計計算 工作帶高度 h 2~3mm 底部平坦部分直徑 錐頂角 7～ 27176。同時由于坯料放 偏斜或坯料端面不平整，會使凸模在反擠壓時受到偏心載荷而彎曲折斷。例如，一些簡單斷面實心型材，如等壁厚角形、丁字形、工字形之類，模孔各部位的工作帶長度可以是相同的，一般取值為 ；而對于建筑型材，因擠壓比大，擠壓速度快，制品長度較長，即使是等截面等壁厚的情況，模具工作帶 取值也應(yīng)不相同，要參照生產(chǎn)實際經(jīng)驗確定。超過此值的那部分工作帶，就將失去塑性成形的定徑和調(diào)節(jié)金屬流速的作用。一般來說，工作帶的最小值為 ~。若工作帶長度 太長，則擠壓金屬殘料易粘結(jié)在工作帶表面，使制品表面出現(xiàn)劃傷、毛刺、麻面、搓衣板型波浪等缺陷，同時增大模具與被擠壓金屬的摩擦力，金屬流速變慢，增大擠壓力等現(xiàn)象；若工作帶長度 過短，則會加快?？椎哪p，使制品尺寸不穩(wěn)定，出現(xiàn) 13 超差現(xiàn)象，且因金屬流速較快致使制品斷面各部分金屬流動不均勻而形成波浪、扭擰、彎曲等缺陷。 正確選擇工作帶長度，有利于 提高擠壓制品質(zhì)量與金屬流動的均勻性。 反擠壓凸模的有效工作部分是圖中高度為 h 的圓柱形表面，稱之為工作帶，工作帶以上的凸模直徑略小些，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