【正文】 參考文獻[1] 郝濱海. 《擠壓模具簡明設(shè)計手冊》 ，郝濱海編著。在這個設(shè)計中，也可以采用有限元軟件，來模擬該螺釘?shù)娜来午厰D成形過程。此外，作為模具設(shè)計，改進模具制造技術(shù)，提高模具壽命方面的研究永遠是不可松懈的。這些問題有待于我們在實踐中不斷的去給予完善。我相信這次畢業(yè)設(shè)計對我以后的工作肯定會有很大的幫助。再加上大量繪圖的需要，不僅強化了原先 AutoCAD 的繪圖能力，還對三維繪圖軟件 Pro/E有了基本的掌握；最后通過模具加工工藝的編制，讓我對模具的制造工藝規(guī)程有了更深層次的了解。通過這次設(shè)計，首先，我對冷擠壓技術(shù)有了更加深刻的了解。與此同時，由于冷擠壓技術(shù)是在室溫條件下，利用金屬的塑性變形原理。此外，與常規(guī)模鍛工藝相比，冷擠壓工藝不僅節(jié)材、節(jié)能，而且能夠提高鍛件質(zhì)量，改善作業(yè)環(huán)境。螺釘是機械上重要的連接零件，要求結(jié)構(gòu)強度高，而采用傳統(tǒng)的加工方法不易滿足這方面的要求。一般擠壓凸模工藝方案為：備料—鍛造—等溫退火—車、銑—淬火及回火穩(wěn)定處理—磨加工—成檢—工具磨切夾頭、頂臺—時效處理—研磨拋光。圖 51 凸模工序圖冷擠壓凸模在工作時，凸模要承受很大的壓力，且在擠壓時金屬在型腔內(nèi)流動，使凸模和凹模的工作面都承受劇烈的摩擦，使模具表面的瞬時溫度安徽建筑工業(yè)學院畢業(yè)論文53達 200～300 攝氏度，因此要求冷擠壓凸模在長期工作時不得出現(xiàn)折斷和彎曲疲勞斷裂，并具較高斷裂抗力。分別是鐓擠模的總裝配圖和帶導柱導套實心件正擠壓模的總裝配圖分別如圖 和 所示圖 鐓擠模的總裝配圖1—外套 2—凸模 3—定位圈 4—螺母 5—凹模 6—頂桿安徽建筑工業(yè)學院畢業(yè)論文51圖 帶導柱導套實心件正擠壓模的總裝配1—螺桿 2—彈簧墊片 3—調(diào)節(jié)螺母 4拉桿 5—頂桿 6—凸模 7—活動護套第五章 擠壓模具零件加工工藝的編制 加工工藝編制原則編制工藝規(guī)程的原則,是在一定的條件下,能夠以最簡便的方法、最快的速度、最少的勞動量和最少的費用，可靠的加工出符合圖紙各項要求的零件。具體可看裝配圖，對應的三維立體圖如圖 所示。承壓墊板要求淬硬至 4246HRC。安徽建筑工業(yè)學院畢業(yè)論文49圖 凸模緊固件 圖 凹模緊固件5）凸凹模墊板設(shè)計擠壓時，單位擠壓力很大，為了不使凸、凹模傳來的高壓力直接作用在上下底板上，在凸模與上底板、凹模與下底板之間加設(shè)一層承壓墊板。在此針對了冷擠壓凸模采用錐形體緊固。頂桿的三維結(jié)構(gòu)圖如圖。如果壓力機備有頂出機構(gòu)，只需在模具相應位置設(shè)計頂桿，使模具結(jié)構(gòu)簡化。安徽建筑工業(yè)學院畢業(yè)論文48（a） 導柱 （b） 導套圖 導柱與導套的三維立體圖3）頂桿設(shè)計擠壓后，制件卡在凹模內(nèi)，需要設(shè)計頂出器將制件從凹模中頂出。由此，選擇標準導柱 B32h521055（） 、導套B32H6x115x48（） 。大批量生產(chǎn)的擠壓模具中廣泛采用了導向裝置。 ） 其它零件設(shè)計1）模柄設(shè)計依據(jù)壓力機型號以及參考文獻[4]。圖（a）上模座安徽建筑工業(yè)學院畢業(yè)論文46圖（b） 下模座圖 上下模座三維立體圖其中上模座對應裝有凸模底板側(cè)面上所加工的孔對應尺寸分布如圖；下模座對應裝有凸模底板側(cè)面上所加工的孔對應尺寸分布見裝配圖俯視圖。 模架的設(shè)計由模具設(shè)計與制造簡明手冊查得：模架采用 HRC3032，它的具體尺寸如圖 所示：安徽建筑工業(yè)學院畢業(yè)論文45圖 模架基本結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)尺寸據(jù)此。⑦ 在同噸位的壓力機上使用的反擠壓、正擠壓和符合擠壓模架的預應力組合凹?？稍O(shè)計成能互換的，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，使模架精度穩(wěn)定。安徽建筑工業(yè)學院畢業(yè)論文44圖 終成形凹模的外層、中層、內(nèi)層三維立體圖 冷擠壓模架設(shè)計 冷擠壓模架設(shè)計的基本原則擠壓工藝可以在專用的擠壓壓力機、通用液壓機、通用曲柄壓力機上進行，因此，擠壓模架的結(jié)構(gòu)也有所不同。參照上述質(zhì)料來計算凹模尺寸：；1d24m；~65d2410m???1（ ）；2..37.；3d481；2c0..2=59???；370m；???；358???按照上述尺寸可設(shè)計出終成形凹模為下圖 。；d24m?；.3~?（ 1） =2436；；436h82?；.?；R=.5m按照上述尺寸可設(shè)計成的凸模為下圖 所示。圖 預成形凹模尺寸安徽建筑工業(yè)學院畢業(yè)論文41凹模的三維立體圖如圖 所示圖示 凹模三維立體圖預成形凹模的外層、中層、內(nèi)層三維圖如下圖 所示。 預成形凸模的三維立體圖 預成形凹模設(shè)計同鐓平模具中凹模設(shè)計一樣由：得到： 2bP=KznA=p??安徽建筑工業(yè)學院畢業(yè)論文40bp=zn14602MPa????又 1400MPa﹤2400MPa﹤2500MPa，所以應用三層組合凹模。通過本工序?qū)⒚鞯南露苏龜D壓成一個直徑為 12mm 的桿件，因此其設(shè)計的凸模的尺寸如下：根據(jù)前面所述的凸模的設(shè)計依據(jù)可得：；d12m?；~5d=?（ ）；6；438h92?；.?；R=.m按照上述尺寸可得出預成形凸模的尺寸為下圖 所示。140Ma20a?據(jù)上述表格，可進行尺寸計算：安徽建筑工業(yè)學院畢業(yè)論文37；1d20m?；??；3449；1d~d8?（ 6）；2C=???；3495m；???；?；3492??.??； ；h87??由上述尺寸，可得對應的凹模尺寸如下圖 所示。仍取22??3???圖示 參數(shù) 說明—凹模內(nèi)徑（擠壓件1d最大外徑）預應力圈的材料必須具有足夠的強度與韌表 二層組合凹模設(shè)計參數(shù)安徽建筑工業(yè)學院畢業(yè)論文34—（46）4d1d— （斜度可以向上，?2?也可以向下）— 處的軸向壓合2Cd量， = 2?— 處軸向壓合系數(shù)2— 處的軸向過盈?d量， 22??— 處的徑向過盈系數(shù) 處的軸向壓合量，3Cd??處的徑向過盈量，?3?d? 處的徑向過盈系3數(shù)三層組合凹模壓合式中，見表 42d3?2?38性：中層為5CrNiMo、40Cr、35CrMoA、30CrMnSiA 外層為5CrNiMo、35CrMoA、40Cr、45預應力圈硬度：中層為 4244HRC，外層為3840HRC反復使用條件下的預應力圈應進行 200℃的低溫回火，以消除內(nèi)應力表 48 三層組合凹模設(shè)計參數(shù)4d23d2?2?3?3?安徽建筑工業(yè)學院畢業(yè)論文354 5 6 表 49 組合凹模徑向過盈系數(shù) 的經(jīng)驗值?凹模材料 2 3?硬質(zhì)合金 ::合金模具鋼 38 凸模設(shè)計 鐓平凸模設(shè)計根據(jù)上述表格，可對凸模進行設(shè)計，進行尺寸計算：；4d(~5)d=.203m??；6；34h2；d13??；1R=(.)=.m?: 但在此我們?nèi)?。一般取 ，所以?tanC???圖示 參數(shù) 說明—凹模內(nèi)徑（擠1d壓件最大外徑）—（46）31d— （斜度可以?2?向上，也可以向下）— 處的軸向2Cd壓合量， =2?二層組合凹模壓合— 處軸向壓合2?d系數(shù)內(nèi)層：5CrNiMo、35CrMoA外層：5CrNiMo、35CrMoA、40Cr、45預應力圈淬火硬度：中層為 4244HRC，外層為 3840HRC反復使用條件下的預應力圈應進行 200℃安徽建筑工業(yè)學院畢業(yè)論文33— 處的軸向2?d過盈量， 22??— 處的徑向d過盈系數(shù)的低溫回火，以消除內(nèi)應力表 46 二層組合凹模設(shè)計參數(shù)3d2d2?2?4 5 6 ① 三層組合凹模設(shè)計 見表 47表 47 三層組合凹模的設(shè)計 ∕mm設(shè)計步驟三層組合凹模各圈尺寸的確定： ，根據(jù)??146~d?與 的關(guān)系可在表 48 中查得 與 、 的關(guān)系，從4d1 23而計算出 、和 的數(shù)值。安徽建筑工業(yè)學院畢業(yè)論文32①二層組合凹模設(shè)計 見表 45表 45 二層組合凹模的設(shè)計 ∕mm設(shè)計步驟兩層組合凹模各圈尺寸的確定： ，??136~4d?根據(jù) 與 的關(guān)系可在表 46 中查得 與 的3d1 2關(guān)系，從而計算出 的數(shù)值。預應力圈的材料預應力圈的材料必須具有足夠的強度、韌性和淬透性，且材料的回火溫度高。裝配時要使對應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)去圈進行裝配。內(nèi)外徑的公差應為設(shè)計過盈量的+10%、5%以下形狀公差應取內(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=αdδ 0(mm).過盈值的公差配合直徑 dd3 處的加工精度將直接影響對內(nèi)層凹模的預壓應力，即影響組合凹模的強度，因此應盡可能提高其精度。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 ＜p≤140 時，采用兩層式組合MPaPa凹?！緢D示(b)】。冷擠壓組合凹模設(shè)計的三種組合形式見圖 所示，其設(shè)計依據(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，三層組合凹模的強度是整體式凹模強度的 倍，兩層組合凹模的強度是整體式凹模的 倍。圖示 　實心件正擠壓凸模表 43 實心件正擠壓凸模的設(shè)計尺寸符號 名稱 經(jīng)驗數(shù)據(jù)4d3h模柄直徑模柄厚度~5d（ ） 42安徽建筑工業(yè)學院畢業(yè)論文30d32hr夾持部分直徑夾持部分高度錐角~1? 冷擠壓組合凹模設(shè)計依據(jù)為了提高凹模強度，防止縱向裂紋產(chǎn)生，生產(chǎn)中普遍使用預應力組合凹模。:正實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)驗公式可得。實踐證明，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，長徑比應不大于 3。并應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，定位準確，在大量生產(chǎn)時有可能采用半自動或全自動送料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上9 制造簡單，成本費用低10 保證操作工人的安全 凸模設(shè)計依據(jù)凸模設(shè)計時要認真研究使用中凸模所受應力的大小和性質(zhì)，以及當使用細長凸模時，可能出現(xiàn)的失穩(wěn)問題。冷擠壓模具應當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）材料的選擇應更為嚴格。擠壓模具設(shè)計時應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擠壓力，就可以順利地擠出工件，如果模具的承載能力小于擠壓力，將使模具損壞。⑸導向部分，如導柱、導套、導板、導筒等。⑶頂出部分，如頂桿、反拉桿、頂板等。在設(shè)計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，應有足夠的厚度，以保證模板具有較高的強度和剛度。⑸為提高工作部分強度，凹模一般采用預應力組合形式，凸模有時也采用組合形式。因此冷擠壓模具應具有以下特點：⑴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⑵模具工作部分零件材料應具有高強度、高硬度、搞耐磨性，并有一定的韌性。 ）f24%?鐓擠變形的單位擠壓力 p22Dp10H4 =60(+.7)????（ ）式中 ——自由鐓擠的單位擠壓力， ；p——擠壓材料變形抗力， ；（由上可知）?Pa——摩擦因數(shù)，有下表 32 可知取 ；???——鐓擠后的直徑，mm（由擠壓零件圖可知） ；2D——鐓擠后的高度，mm（由擠壓零件圖可知） ；H表 32 鐓擠鋼質(zhì)擠壓件時不同潤滑狀態(tài)的摩擦因數(shù)潤滑劑 摩擦因數(shù) 潤滑劑 摩擦因數(shù)磷化處理+皂化石墨+機油~81二硫化鉬+機油礦物油~.8124 主要設(shè)備選用安徽建筑工業(yè)學院畢業(yè)論文26下料采用 J2163 沖床，整平、預成形均可采用 JA88160A 專用擠壓機，終成形采用 J88400 專用擠壓機。 ）245~1N??2N式中 K——安全系數(shù)，一般取 ；z——模具形狀系數(shù)， z=1；n——變形程度系數(shù)，n=4；見表 31A——凸模工作面積， 。安徽建筑工業(yè)學院畢業(yè)論文24第三章 壓力設(shè)備選擇 各主要工序所需鐓擠力下料：材料 45鋼，坯料直徑 ，熱處理硬度小于 170H