多层薄壁零件冷挤压模设计

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6.1冷挤压模具设计

二、反挤压凸模高度确定
• 反挤纯铝时 l/d≤7-10 • 反挤紫铜时l／ d≤5—6； • 反挤黄铜时l／ d≤4—5； • 反挤低碳钢时l ／d≤2．5—3 • 可用临界压杆条件校核计算
三、反偏心方法、卸料方法
• 图12-26咬住不变形区减小失稳，壁厚均匀；图12-17工作部分细长过渡部分加粗，加工卸料槽；气孔 • 知识点：卸料槽使用
六、反挤凸模与凹模制造尺寸与公差：公差居中原则即入体原则
• 1.保证外径时图a
• 2.保证内径时图b
• Δ可选0.75、0.9系数 • 公差可选IT7-9级
例题1确定挤压凹模尺寸公差
• 原则：入体原则模具尺寸浮动范围必须在挤压件尺寸公差允许范围内 0.04 • 书本A100=（100-0.2）＝ 0 • 99.8 0.04 0 • 一般＝（100-0.75*0.2） 1/ 4*0.2 0.05 0 • ＝99.85 0 • 简便＝理想尺寸H7级公差 • ＝99.9 0.035 0 • 提问：如果挤压件是 φ100±0.2挤压凹模尺寸公差如何？ φ100±0.2＝ φ100.20-0.4表达不同而已 • 知识点：公差转化方法
0 +0.055
• 一般＝（100-0.75*0.22）0+IT7＝99.8350+0.035 • 简便＝理想尺寸H7级公差＝99.890+0.035 • 判断：三种算法的区别？哪个更合理？余量及胀形影响
（三）反挤压顶杆设计图6-18
• 设计要点： • 支承部分的直径应放大， • 大R或斜锥过渡，间隙0.1mm ，
0.3
0 解：书本T70＝（70+0.18）0.036
例3如果是正挤压杆部直径φ100如何设计正挤凹模工作带尺寸与公差？

冷挤压三层组合凹模的优化设计

r i pi r0 r1 p 1 r0 2 2 (1 + 2) + 2 2 (1 + 2) + r0 - r i r r0 - r1 r r2 p 2
2 2 r0
2
内、外预应力圈的应力为 : σr = σ θ =
(1 (1 + r2 0 r r r2 0
2)
-
2 r2
(1 -
r0 r
2 2)
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60
金属成形工艺 M ETAL FORM IN G TECHNOLO GY Vol. 21 №. 3 2003
XU Xi ao2bi ng
(Jianghan Pet roleum College ,Jingzhou 430023 ,China)
Abstract : Using elastic solution of t hick2wall cylinder , it is analyzed t hat t he optimum design on t hree - layers assembled cavity die of cold extrusion under t he elastic limit stress. It is inferred t hat t he optimum design formulae of limit pressure2bearing capacity , diameter and interference2fit capacity of boundary between different layers. It is carried out t hat t he optimum design of geometric parameters on t hree2layers assembled cavity die of cold extrusion by interfered formulae. Key words : cold extrusion ; assembled cavity die ; optimum design ; elastic limit ; t hick2wall cylin2 der

冷挤压凹模的设计方案

1. 背景介绍冷挤压是一种常见的金属成形工艺，它可以用于制作各种形状的零件。

凹模在冷挤压工艺中起到关键作用，它决定了产生的零件的几何形状和尺寸。

因此，设计一个合适的冷挤压凹模对于生产高质量的零件至关重要。

2. 设计目标设计一个高效、可靠和经济的冷挤压凹模，以满足以下目标：•减少材料浪费：尽量减少冷挤压过程中的材料浪费，提高材料利用率。

•提高零件质量：确保冷挤压过程中产生的零件质量稳定可靠。

•减少生产成本：尽量减少凹模的制造成本，降低生产成本。

•提高生产效率：设计一个高效率的冷挤压凹模，提高生产效率。

3. 设计步骤3.1 确定零件要求首先要确定要生产的零件的形状、尺寸和材料等要求。

这些要求将直接影响凹模的设计和制造。

3.2 材料选择根据零件要求和工艺要求，选择适合的材料作为凹模的材料。

常用的材料包括工具钢、硬质合金等。

3.3 凹模的结构设计根据冷挤压工艺的特点和要求，设计凹模的结构。

主要包括凹模的几何形状、凹模的运动方式、冷挤压辅助装置等。

3.4 凹模的尺寸设计根据零件的尺寸和形状，设计凹模的尺寸。

凹模的尺寸应确保零件在冷挤压过程中能够得到正确的形状和尺寸，并保证冷挤压的稳定性和一致性。

3.5 凹模的加工工艺设计根据凹模的结构和尺寸，设计凹模的加工工艺。

包括凹模的加工方法、加工工序、加工设备等。

4. 设计考虑因素在设计冷挤压凹模时，需要考虑以下因素：•凹模的强度和硬度：确保凹模能够承受冷挤压过程中的压力和摩擦力，保证凹模的使用寿命。

•凹模的表面质量：凹模的表面应平整光滑，以确保零件的表面质量。

•凹模的冷却方式：采用适当的冷却方式来控制凹模的温度，以确保凹模的使用稳定性。

•凹模的润滑方式：选择适当的润滑方式来减少凹模与零件之间的摩擦，提高冷挤压的效果。

•凹模的磨损和维护：定期检查凹模的磨损情况，及时维修和更换凹模。

5. 结论冷挤压凹模的设计是一个复杂的工程，需要综合考虑各种因素。

通过科学合理的设计，可以制造出高质量、高效率、低成本的冷挤压凹模，满足生产的需求。

冷挤压工艺和模具设计说明书模板

冷挤压工艺及模具设计
5.1.4 冷挤压变形程度
在冷挤压过程中，变形程度是决定使用设备压力大小及影响模具寿命的主要因素之一，若要提高生产率，就必须增大每次挤压的变形程度，以减少挤压次数。但变形程度越大，其变形抗力也越大，就会降低模具的寿命，甚至引起凸模折断或凹模开裂。因此对各种挤压材料，都应选择合适的变形程度。
冷挤压工艺及模具设计
表5-1 碳素钢及低合金钢的许用变形程度
材料牌号 10 15 35 45 15Cr
34CrMo
反挤压εF 75～80 70～73 50 40 42～50 40～45
表5-2 有色金属冷挤压的许用变形程度
金属材料铝
截面收缩率εF（%）
正挤压
95～99
防锈铝
反挤压
90～99
紫铜、黄铜、硬铝
单位挤压应力 /MPa
250～300 1500～2000
300～500 2000～2500
500～700 2500～3000
700～800 3000～3500
800～900 3500～4000
表5-4 冷挤压专用液压机主要技术规格
公称挤活塞直压力/kN 径/mm
10000
360
20000
500
30000
冷挤压工艺及模具设计
(4) 提高零件的精度，降低表面粗糙度
由于金属表面在高压、高温（挤压过程中产生的热量）下受到模具光滑表面的熨平，因此，制件表面很光，表面强度也大为提高。冷挤压零件的精度可达1T8～1T9级，有色金
属冷挤压零件的表面粗糙度可达Ra=1.6～0.4μm。有的冷挤
压件无需切削加工。
冷挤压工艺及模具设计
对于有些材料，为了确保冷挤压过程中的润滑层不被过大的单位接触压力所破坏，毛坯要经过表面化学处理。例如碳钢的磷酸盐处理（磷化）、奥氏体不锈钢的草酸盐处理、铝合金的氧化、磷化或氟硅化处理、黄铜的钝化处理等。经化学处理后的毛坯表面，覆盖一层很薄的多孔状结晶膜，它能随毛坯一起变形而不剥离脱落，经润滑处理后在孔内吸附的润滑剂可以保持挤压过程中润滑的连续性和有效的润滑效果。

冷挤压模具设计

冷挤压模具设计冷挤压模具设计是制造高精度零件的重要技术之一。

本文将详细介绍冷挤压模具设计的基本原理、设计流程、常见问题及解决方案等内容，以帮助读者更好地理解和应用该技术。

一、基本原理冷挤压是利用压力将金属材料挤出成形的一种加工方法。

其中，模具是冷挤压技术中至关重要的工具，决定了成品质量和生产效率。

因此，冷挤压模具设计的质量和精度直接影响到成品的质量和生产成本。

基本原理上，冷挤压模具即将金属渐进挤出，使其通过一组具有特定几何形状的孔道。

钢料在配有专用设备的机器中加热，经过一道或多道模压工序，最终成形，如螺母、螺栓、垫圈、铆钉等。

二、设计流程1、确定零件的尺寸与形状。

了解产品及主要特征，对某些铝合金、镁合金等特殊材料使用规范与制造规程的要求。

2、绘制图纸。

绘制出产品的三维模型图，确定毛坯的尺寸、形状和突出部位，以确保设计的模具能够满足产品的需求，并考虑一些细节问题，如材料规格、模具磨损和抵抗压塑性强度的能力等。

3、确定模具类型。

根据产品的尺寸、形状和工艺要求，确定冷挤压模具的类型。

常用的冷挤压模具包括拉伸模、挤压模、钝化模、套筒模等。

4、设计模具的结构。

设计模具的结构时，需要考虑到模具主体的结构、腔体形状、孔形结构等几个方面，还需要根据压力、预压、挤出量等要素，确定可承受的载荷。

同时，还需要考虑一些实际运用中需要注意的问题，例如设定模具配合公差、调整模具的开合间隙、设定模具的定位和定向等。

5、制作模具样品。

样品制作过程中，需要考虑到模具结构的合理性，以及各种元素的配合度。

制作完成后，需要进行模具的调试、试胶、实验成型等环节，进行逐渐的调整和完善。

三、常见问题及解决方案1、模具寿命不够长。

在设计时应考虑模具的材质和硬度，通过表面热处理、高频淬火、氮化等方式进行强化处理，以延长模具的使用寿命。

2、模具容易出现磨损或变形。

在制作过程中，要合理设定模具的使用寿命，并且需要根据产品的多重要素，优化模具的设计结构，来提高其使用的稳定性。

(完整版)冷挤压模具设计及其成形过程_毕业设计

目录目录 (1)冷挤压模具设计及其成形过程 (3)第一章绪论 (3)1.1冷挤压成形技术发展概况 (5)1.2选题依据和设计主要内容 (7)1.2.1毕业设计（论文）的内容 (7)1.2.2 毕业设计（论文）的要求 (7)第二章冷挤压工艺设计 (8)2.1挤压工艺步骤 (8)2.2工艺设计步骤 (10)2.2.1计算毛坯的体积 (10)2.2.2确定坯料尺寸 (10)2.2.3计算冷挤压变形程度 (11)2.2.4确定挤压件的基本数据 (12)2.2.5确定挤压次数 (12)2.2.6工序设计 (12)2.2.7工艺方案确定 (20)2.2.8各主要工序工作特点进一步分析 (21)第三章压力设备选择 (24)3.1各主要工序所需镦挤力 (24)3.2主要设备选用 (26)4.1冷挤压模具设计要求 (28)4.2凸模设计依据 (29)4.3冷挤压组合凹模设计依据 (31)4.4凸模设计 (37)4.4.1镦平凸模设计 (37)4.4.2凹模设计 (38)4.5预成形模具设计 (41)4.5.1预成形凸模设计 (41)4.5.2预成形凹模设计 (42)4.6终成形模具设计 (44)4.6.1终成形凸模设计 (44)4.6.2终成形凹模设计 (45)4.7冷挤压模架设计 (46)4.7.1冷挤压模架设计的基本原则 (46)4.7.2模架的设计 (47)4.7.3其它零件设计 (48)第五章挤压模具零件加工工艺的编制 (53)5.1加工工艺编制原则 (53)5.2加工工艺的编制 (55)第六章总结及课题展望 (58)6.1本文工作总结 (58)6.2课题展望 (59)参考文献 (59)附录一：英文科技文献翻译 (62)英文翻译： (67)附录二毕业设计任务书 (72)冷挤压模具设计及其成形过程机械与电气工程学院机械设计制造及其自动化专业06城建机械乔红娇指导老师雷声第一章绪论挤压就是零件金属毛坯放在挤压模腔中，在一定温度下，通过压力机上固定的凸模或凹模向毛坯施加压力，使金属毛坯产生塑性变形而制得零件的加工方法。

冷挤压模结构设计

冷挤压模结构设计（一）上下模板是冷挤压压力的主要支承部分，由于冷挤压的单位压力较高，上下模板不能采用铸铁材料。

上下模板加导柱、导套就组成有导向的冷挤压模架，无导柱、导套者则为无导向模架图1为在导柱、导套导向通用反挤压模具。

卸年亦有导向，其导向的基准仍为模架的导柱。

反挤压时挤压件的端面往往是不平的，缺件时使凸模受力不均匀，可能造成凸模偏移而折断。

缺件有强有力的导向时，提高了凸模的稳定性，这是因为卸件板与凸划亦有导向的缘故。

反挤压适用模架兼作为下挤压及复合挤压使用。

图2为有导柱导套导向正挤压通用模具。

图3为镦挤复合模具。

通用反挤、正挤和镦挤复合模架中的组合凹模在相同吨位的压力机上都设计成可以互换的，提高了模具的使用范围。

模架精度可分为三级，其技术指标见表1，用于不同挤压件选用，常用的为Ⅱ级。

卸件板与顶件杆：挤压有时粘在凸模上，有时粘在凹模中，有此部件，能将打主挤压件取出。

卸件板与顶件杆都是用于制件脱模的零件。

凸模与凹模垫板：通用冷挤压模具中，采用了多层垫板。

为了防止高的挤压单位压力直接传递给模板而造成局部凹陷或变形，必须在凹模底端加上垫板，以便把加工压力均匀分散传递，起到缓冲作用。

凸模固定器及定位环：凸模固定器是将凸模安装在上模上，而定位环则可考虑挤压件的不同直径快速交换，提高了模具的通用性能。

凸模与凹模：冷挤压模具的工作部件，在设计时必须认真对待。

应选用具一定韧性的高强度钢材制造。

凸模与凹模承受了最大的冷挤压单位压力。

为了加强凹模的强度，通常采用预应力组合凹模，可以用二层或三层组合而成。

表1图1图2图3在冷挤压模具中，凸模是最关键的零件之一。

凸模在冷挤压过程中，承受的单位挤压力最大，极易磨损与破坏。

为此凸模的设计和加工就显得特别重要。

1．反挤压凸模图1是用于黑色金属冷挤压的几种凸模。

A、b两种凸模效果较好，在生产中尽量使用。

C的平端面工作部分的凸模，由于冷挤压件需要平的底部，在生产中也常用，但单位挤压力比锥形带平底的凸模约高20%。

冷挤压工艺和模具设计说明书模板

金属材料铝防锈铝紫铜、黄铜、硬铝镁截面收缩率ε F（%）正挤压反挤压正挤压反挤压 95～99 90～99 90～95 75～90 备注强度低的材料取下限；强度高的取上限。
冷挤压工艺及模具设计
5.2 冷挤压模具设计
5.2.1 冷挤压模的特点
由于冷挤压时，单位挤压力较大，因此冷挤压模具的强度、刚度及耐用度等方面其要求都比一般冲模高，它与一般普通冲模相比，主要有以下特点： 1．模具的工作部分与上、下底板之间一般都设有足够的支承面与足够厚度的淬硬垫板，以承受很大的压力，减少上、下底板上的单位压力。
冷挤压时，一次挤压加工所容许的变形程度，称为许用变形程度。不同材料有不同的许用变形程度。在工艺上，每道冷挤压工序的变形程度应尽量小于许用值，使模具承受的单位挤压力不超过模具材料许用应力（目前一般模具材料的许用应力为2500～3000N/mm2），确定许用变形程度数值是冷挤压工艺计算的一个重要依据，因为冷挤压许用变形程度的大小决定了制件所需的挤压次数。若计算出的冷挤压变形程度超过许用值、则必须用多次挤压完成，以延长模具寿命，避免损坏模具。
冷挤压工艺及模具设计
3．复合挤如图5-3所示，挤压时，金属流动方向相对于凸模运动方向，一部分相同，另一部分相反，适用于各种复杂形状制件的挤压；改变凹模孔口或凸、凹模之间缝隙的轮廓形状，就可以挤出形状和尺寸不同的各种空心件和实心件。
图5-1 正挤压图
5-2 反挤压图
5-3 复合挤
冷挤压工艺及模具设计
程度。
冷挤压工艺及模具设计
4.1.4.1 变形程度的表示方法变形程度是表示挤压时金属塑性变形量大小的指标，其最常用的表示方法有两种：截面收缩率和挤压面积比。 (1) 截面收缩率式中

双层杯筒形零件冷挤压成形的工艺设计概要

双层杯筒形零件冷挤压成形的工艺设计学院：机械工程学院班级：锻压一班小组成员：郝永勇120101020004苏立娜120101020003张中伟120101020002魏正120101020005 指导老师：张涛目录一、零件造型 (1)二、工艺方案选择及制定 (3)三、坯料的选择与计算 (3)四、成型设备的选择 (5)五、结论 (7)六、主要参考文献： (7)摘要冷挤压是将冷挤压模具装在压力机上，利用压力机简单的往复运动，使金属在模腔内产生塑性变形，从而获得所需要的尺寸、形状及一定性能的机械零件。

而我们此次所设计零件，根据其外形特征，定义其为双层杯筒形零件，根据其外形特征对它进行金属零件冷挤压成形的工艺设计工作。

一、零件造型冷挤压是精密塑性体积成形技术的一个重要组成部分。

是靠模具来控制金属流动，靠金属体积的大量转移来成形零件的。

我们主要采用反挤压成形，反挤压成形时，金属流动方向则与凸模的运动方向相反，反挤压法可以制造各种断面形状的杯形件。

1、零件二维图2、零件三维图二、工艺方案选择及制定根据产品零件图，进行工艺方案的设计。

冷挤压加工过程中，金属处于三向压应力状态，因而大大提高了金属的塑性，变形后材料组织致密，又具有连续的纤维流向。

同时，由于冷挤压利用了金属材料冷变形的冷作用硬化特性，使冷挤压件的强度得到大大的提高，从而提高了利用低强度钢的可能性。

因此，从生产成本的经济性考虑，对于该零件而言，最适合的成形工艺为冷挤压成形。

根据其特点，我们所定方案如下：下料毛坯（剪切）---毛坯软化退火处理---表面润滑处理---头部镦粗成形---复合挤压---清理飞边三、坯料的选择与计算由于在冷挤压工艺中的单位挤压力P数值要比冷冲压工艺和热锻工艺时的单位挤压力大得多，因此，在进行挤压工艺设计时，首先要分析单位冷挤压力的大小。

由《实用冷挤压技术》可知：式中A 0---冷挤压变形前毛坯的接面积，mm ；A 1---冷挤压变形后工件的截面积，mm 。

冷挤压成形设计

冷挤压课程作业结构分析：冷挤压件图如下图所示：分析可知，挤压零件结构简单，为典型单向多台阶阶梯轴，并且除55Φ处有较大直径突变外，其余的直径变化均较小，且为倾斜台阶面过渡。

工艺设计：根据零件结构特征，55Φ处台阶需要通过镦粗成形，其余台阶面可采用减径挤压方式，所以采用减径挤压和镦粗相结合的方式，具体选取以下两种方案对比分析：1.镦挤复合，加工出55Φ，27.5Φ圆柱面，减径挤压出30.4Φ。

工步图如下：2.镦粗出55Φ圆柱面，依次减径挤压出30.4Φ，27.5Φ圆柱面。

工步图如下：坯料设计及挤压前处理：坯料设计：1.坯料形状和尺寸：根据零件结构分析采用棒状坯料如图a 所示：0P X V V V =+,取0.04X P V V =由冷挤压件图可知P V =.64813mm ，则0=V .83mm ，取坯料直径为d=36mm 由体积不变原则可得坯料尺寸为36262.1mm Φ⨯。

坯料如下所示：2.坯料制备方法：毛坯直径较大且长，为保证毛坯的尺寸精度及形状精度，采用锯切下料。

材料：20Cr ，（合金结构钢）：前处理如下：1.软化处理：球化退火（加热到860°C ，保温14h ，随炉冷至300°C 后空冷）2.表面处理：磷化处理（具体过程为化学去油（85℃）→流动冷水洗→酸洗去锈（65～75℃）→流动冷水洗→热水洗→磷化处理（85～95℃）→流动冷水洗→中和处理。

）3.润滑处理：皂化处理（工业皂片）成形力计算及设备选择：对于实心圆柱件，断面减缩率0`101000000100100A A A D D A D ε--=*=*,式中，A0为挤压变形前毛坯的横断面积，A1为挤压变形后工件的横断面积,D0为挤压变形前毛坯的横断直径，D1为挤压变形后工件的横断直径,根据图算法求得单位挤压力P ，代入公式F=P*A0（()2002A D π=∙）求得减径挤压的挤压力如下表所示。

D0/mm D1/mm 断面减缩率单位挤压力p/MPa 挤压力/kN 36 30.4 28.7% 620 631.1 36 27.5 41.6% 800 812.9 30.427.518.2%430304.9冷镦力计算根据零件尺寸计算D=55.5,H=75mm ，A=2419 2mm ;则冷镦力F=2482.1kN3.总成形吨位为F=1.3*（631.1+304.9|+2482.1）=3418.14.由计算选择400吨的机械压力机模具结构设计：模具材料选用硬质合金钢，冷挤压单位压力小于1100MPa，采用整体式凸模、两层组合式凹模形式。

毕业设计(论文)-冷挤压模具设计说明书

毕业设计（论文）-冷挤压模具设计说明书摘要阶梯形零件是多种复杂形状的组合，其成形工艺较难，在工艺设计和变形方案的制定上，有其独自的特点。

这类零件一般可采用板料多道拉深来成形。

但是对于本设计中的阶梯方铝罩零件来说，其内外都呈现阶梯状且形状不一致辞，并且由于中间过渡部分形状不规则，因此不可能用板材成形工艺成形，而只能采用挤压等其他方法成形。

对于复杂的阶梯形零件,一次挤压不容易达到预期成形效果。

因此，一般采用有预成形的多道次挤压工艺。

其中的关键是如何合理分配材料变形程度，控制材料流动，减少过度变形，从而得到合格的零件。

本文探讨了阶梯方铝罩挤压的可行性，通过对产品零件图的分析，制定了几种工艺方案并进行分析比较，在选择最优方案的同时也制定了工艺流程。

在此基础上详细地介绍了阶梯方铝罩挤压模具的设计过程。

采用冷挤压工艺加工后，提高了零件的精度和表面质量，改善了强度和韧性，减少了切削加工量，节约了原材料，提高了生产效率，也改善了零件的组织性能。

关键词:阶梯方铝罩，成形工艺，冷挤压，模具设计IABSTRACTMulti-step part is a combination, which is composed with various complicated shapes. Its forming craft is more difficult. So it has its own characteristic in the technological design and the distortion plan formulation. Generally, this kind of components can be formed with the technology of multi-drawing the sheet. However, the product in this paper is not so regular. Its shape has steps both in exterior andinterior and the shape is irregular. At the same time, the middle transition part is so complex that it is impossible to adopt the drawing technology to form. Therefore, we need to consider the cold extrusionand other way to get the shape. It is no easy to achieve the anticipated formed effect with only one extrusion, because the step-shape is so complex. It should use multi-extrusion craft with pre-form forging. So the key is how to distribute rationally the distortion degree, control material flow, reduce the excessive deformation and obtain the qualified components. The feasibility of extrusion forming of multi-step part was discussed in this article. With the analysis of several technological programs, the optimal plan was made and selected, the technological process was determined. Based on the pre-discussion, the extrusion die was design and the design process is presented detailedly. By using the cold extrusion craft process, the precision and the surface quality of the product is improved, the intensity and toughness is got better, the cutting process is reduced, the raw material is saved. Not only does it enhanced the production efficiency, but also improve the organization of component.Keywords: multi-step part，forming technique，cold extrusion，die designII目录第1章冷挤压技术的介绍 .............................................11.1冷挤压工艺的实质 .................................................11.2冷挤压工艺的优点 .................................................11.3冷挤压工艺的缺点 .................................................21.4冷挤压工艺的应用范围 .............................................31.5冷挤压工艺的的发展方向 ...........................................3 第2章工艺分析及制定 ...............................................42.1产品零件的分析 ...................................................42.2工艺方案的分析 ...................................................5 第3章毛坯制备及处理 ..............................................113.1冷挤压件毛坯的制备 ..............................................113.2冷挤压件材料的软化热处理 ........................................133.3冷挤压件的表面处理与润滑 ........................................14 第4章冷挤压力 .....................................................164.1影响冷挤压压力的主要因素 ........................................164.2变形程度 ........................................................164.3冷挤压力的计算 ..................................................17 第5章冷挤压设备的选择 ............................................185.1冷挤压设备的基本要求 ............................................185.2冷挤压设备的选择 ................................................18 第6章冷挤压模具设计 ..............................................206.1冷挤压模具特点 ..................................................206.2冷挤压模架设计 ..................................................206.3凸、凹模设计 ....................................................216.3.1反挤压凸模的设计 (21)6.3.2反挤压凹模的设计 (23)6.3.3反挤压凸、凹模制造公差 (25)第7章模具结构部件设计 (26)7.1上模具部分结构设计 ..............................................267.2卸件装置设计 ....................................................27III7.3下模具部分结构设计 ..............................................297.4模具结构和工作原理 ..............................................307.5成形模具三维图 ................................ 错误～未定义书签。

冷挤压模具设计课件

第六章冷挤压模具设计
•第六章冷挤压模具设计
•(1) 凹模型腔深度h3要根据毛坯长度和挤压前凸模需进入凹模导向深度(一般10mm)来决定。
•(2) 凹模的入模锥度一般采用 60o~126o较合理(对于较软的材料，也可采用180o)。
•(3) 凹模收口部分应采用适当的圆角半径过渡。圆角半径r的大小对模具使用寿命有很大影响，一般圆角半径越大，凹模的使用寿命越长。
•主要特点：保证上下模具有较好的对中性，冷挤压件同心度好，但是模具制造较复杂。
第六章冷挤压模具设计
•第六章冷挤压模具设计
•2、模口导向冷挤压模 • 该类模具如图6-6所示，起模口导向作用的导向套3与凸模的间隙一般在0.02mm以内，这样能保证挤压件的壁厚精度。 • 这种导向方法简便、实用，但这种导向方式一般用于挤压较浅反挤压件的模具。
第六章冷挤压模具设计
•第六章冷挤压模具设计
•(二) 反挤压凹模 •1、反挤压凸模形式图6-16为一些常用反挤压凹模形式。
第六章冷挤压模具设计
•第六章冷挤压模具设计
•图a~图d用于有色金满薄壁件反挤压，挤压后工件不会卡在凹模内，所以不需要顶出装置。其中图a为整体式，其特点是结构简单、制造方便；缺点是转角半径R处容易开裂下沉。图b也为整体式，但凹模型腔底部有25o斜度，挤压时有利于金属流动。
•第六章冷挤压模具设计
•1、正挤压凸模的形式正挤压凸模基本有五种形式，见图6-8。
第六章冷挤压模具设计
•第六章冷挤压模具设计
•图a用于正挤压实心件，下端面是平的，形状比较简单，制造方便。
•图b为整体式结构，可用于挤压软金属，其过渡部分应用光滑圆弧连接，以避免应力集中而导致芯棒折断。

冷挤压工艺及模具设计课件

对修复后的模具进行全面检测和调试，确保其性能达到要求。
05
冷挤压工艺与模具设计的未来发展
新材料的应用
高强度轻质材料
随着新材料技术的不断发展，高强度轻质材料如钛合金、铝合金等在冷挤压工艺中的应用将更加广泛，能够满足产品轻量化、高性能的要求。
复合材料
复合材料的出现为冷挤压工艺提供了更多的可能性，通过将不同材料组合在一起，可以实现单一材料无法达到的性能，提高产品性能和降低成本。
合理布局
根据产品特点和工艺要求，合理布置模具结构，确保产品成
型和出模顺利。
优化流道设计
优化模具流道设计，减少流动阻力，降低成型难度和压力。
增强刚性和稳定性
为确保模具在使用过程中不易变形和损坏，应加强模具的刚性和稳定性设计。
易于维修和更换
模具结构应便于维修和更换损坏或磨损的部件，降低维护成
本。
冷挤压特点
冷挤压工艺具有高效率、高精度、低成本等优点，能够加工出形状复杂、精度要求高的零件，广泛应用于汽车、家电、电子、航空航天等领域。
冷挤压的应用范围
汽车零件制造
家用电器制造
冷挤压工艺可以用于制造汽车发动机、底盘、电气系统等零部件，如活塞、连杆、气瓶等。
家用电器中的金属零部件，如空调压缩机、冰箱压缩机、洗衣机电机等，也广泛采用冷挤压工艺制造。
模具的制造工艺
选择合适的加工方法
根据模具材料和结构特点，选择合适的加工方法，确保模具精度和表面质量。
控制加工参数
合理控制加工参数，如切削速度、进给量等，以提高加工效率和模具质量。
热处理和表面处理
根据需要，对模具进行热处理和表面处理，提高其硬度和耐久性。
03

冷挤压模的设计和分析

冷挤压模的设计和分析摘要：本文以气门顶杆为例介绍了冷挤压模的制作和成形工艺，通过对毛坯尺寸、挤压件的变形程度的计算，详细讨论了冷挤压模结构及模具设计要点，最后阐述了采用冷挤压模制作各类零部件的好处。

关键词：气门顶杆；冷挤压模；模具结构一、引言冷挤压属于立体压制中的一种比较先进的加工方法，它只需要一副模具就可以加工底和壁厚不同、高度和直径之比很大的圆形件或其他各种形状的不同零件。

这种加工方式的优点在于其尺寸精度较高、表面粗糙度值比较小、力学性能较好。

以图1的气门顶杆零件为例，其材料为20钢，原先是采用的切削加工方法成形，这种方式的生产工艺比较复杂，生产效率也比较低同时成品零件的力学性能也不高。

因此采用冷挤压的加工工艺生产出来的零件就能比较好的符合各种要求。

经过分析该零件的冷挤压工艺具体流程是：先制作毛坯，然后退火、酸洗以及磷化处理，最后进行皂化润滑和发挤压成形。

二、气门顶杆冷挤压模的工艺设计1.毛坯尺寸的确定因为在实际制作过程中有可能会有挤压件顶端不平齐的现象，所以在工件的顶端要留出修边余量h∆，图2就是气门顶杆挤压件。

冷挤压模具的寿命及其纤维方向的∆，取mm=h4改善都与毛坯的形状和尺寸有着密切联系。

通过对气门顶杆的形状特点以及毛坯的定位和成形便利程度的分析，发现使用圆柱形毛坯比较合适。

挤压件毛坯体积的计算是根据制件体积与毛坯体积相等的规则来进行的。

通过计算毛坯体积p V可得：3222119267.2)25.23()7.28.351()220(51)226(mm V p =⨯⨯---⨯⨯-⨯⨯=πππ 为了使得毛坯放入凹模型腔内更加的方便，同时使得模具的磨损减少到最低，进一步提高零件的表面质量，一般凹模型腔尺寸a D 要比毛坯的外径p D 要大，相对于反挤压件来说，凹模型腔尺寸要比毛坯尺寸大mm 5.0左右。

根据这样的原则我们可以计算出毛坯的外径p D ;mm D D a p 95.2505.02605.0=-=-=毛坯长度p l 为： mm D V l p p p 55.22)92.25()119264()()4(2=⨯⨯==ππ经过试验验证，最终将毛坯的实际尺寸确定为mm mm 6.2295.25⨯φ，如图3所示。

制件冷挤压工艺参数设计

制件冷挤压工艺参数设计制件冷挤压工艺参数设计引言：制件冷挤压是一种常用的金属成形工艺，它通过将金属坯料置于挤压机中，施加压力，使金属坯料流动并填充模具腔，最终得到所需形状的零件。

该工艺具有高效、节能、材料利用率高等优点，广泛应用于航空、汽车、电子等领域。

而制件冷挤压工艺参数的设计对于产品质量和生产效率具有重要影响。

本文将介绍制件冷挤压工艺参数设计的基本原理和方法。

一、制件冷挤压工艺参数的基本原理1. 挤压力：挤压力是制件冷挤压过程中施加在金属坯料上的压力，它直接影响到金属坯料的变形和填充性能。

挤压力的大小需要根据具体的材料和形状来确定，一般应控制在适当的范围内，过大会导致金属坯料流动不畅，过小则会影响成形质量。

2. 挤压速度：挤压速度是指金属坯料在挤压机中的运动速度，它决定了金属坯料的流动性和填充性能。

挤压速度过快会导致金属坯料的塑性流动不够充分，容易产生气泡和缺陷；挤压速度过慢则会增加生产周期和能耗，降低生产效率。

3. 模具温度：模具温度是指挤压模具的工作温度，它影响到金属坯料的流动性和成形质量。

模具温度过高会使金属坯料过早软化，流动性增加，但容易产生表面气泡和裂纹；模具温度过低则会导致金属坯料的流动性不足，填充不完整，影响成形质量。

二、制件冷挤压工艺参数的设计方法1. 实验设计法：通过实验方法，对不同的工艺参数进行试验，然后根据试验结果来确定最佳的工艺参数组合。

实验设计法可以有效地降低试验成本和周期，提高试验效率。

2. 数值模拟法：利用有限元分析软件对制件冷挤压过程进行数值模拟，通过改变工艺参数的数值来观察其对成形质量的影响。

数值模拟法具有成本低、周期短、结果可靠等优点，可以提供参考的工艺参数范围。

3. 经验公式法：根据以往的制件冷挤压经验，总结出一些经验公式，通过计算来确定工艺参数。

经验公式法简单易行，适用于一些常见的制件形状和材料，但对于复杂的情况可能不够准确。

三、制件冷挤压工艺参数设计的注意事项1. 考虑材料的特性：不同的金属材料在制件冷挤压过程中的流变性能和变形行为不同，因此在选择工艺参数时要考虑材料的特性。

冷挤压零件变形工序设计实例

二、金属流动的趋势
在设计冷挤压工序时，必须根据最小阻力定律，对每道工序的金属流动进行有效的控制，迫使金属朝着应该流动的方向流动。制止其朝着其余方向流动。
成形带凸缘件的冷挤压工艺方案 a)毛坯 b)杯形半成品 c)带凸缘的中间工序 d)冷挤压件
方案I：是利用杯形半成品，
一次成形出凸缘形状和位于其上的孔。
a．分区转移
将挤压件需要变形和不要变形的部分区分开来，迫使毛坯某个部分只产生要求的变形，而其余部分不应产生任何形式的变形。
带实心锥体的阶梯轴类冷挤压件 (见右图)，如果采用实心圆柱毛坯在锥形挤压模内一次成形，则会产生加大变形区范围，增加摩擦面积，使润滑条件变差等弊病。
现采用增加一道中间半成品工序的设计方法以防止上述弊病。挤压这一半成品时，应使圆柱部分体积V0(图a)等于锥形部分体积V1，在成品挤压时，只需将圆柱变成锥形，其余部分基本上保持不变。
挤压件高度修边量△h
15～20 8～10
20～50 10～15
50～100 15～20
注：表列数值适用于大量生产壁厚为0．3～0．4的薄壁反挤压杯形件
毛坯的外径可根据凹模腔相应尺寸决定。为了便于将毛坯放入凹模腔内，毛坯外径应比
凹模腔直径小0.1～0.2。空心毛坯内径应根据凸模心棒直径而定。为了便于将凸模心棒伸入毛坯内孔，一般应使毛坯内孔径比凸模心棒直径大 0.05～0.1。若挤压件的内孔尺寸精度要求不高，则该值可取0.1～0.2；若挤压件的内孔尺寸精度要求较高，则该值只能取 0.01～0.05。毛坯径向尺寸确定后，就可算出横断面积。于是毛坯高度就可由体积和断面积求得。
2、变壁厚设计方法
变壁厚设计方法 a)中间半成品 b)变壁厚冷挤压件

基于DEFORM的薄壁深筒零件成形工艺及挤压模具设计

0引言冷挤压工艺是一种少无切削加工、效率高消耗低的金属精密成形工艺，应用冷挤压工艺制造金属成形零件，可一次成型，速度快，生产效率高，可以挤压形状比较复杂的零件，具有切削加工无可比拟的优越性。

本文基于DEFORM-3D仿真软件进行有限元分析，对选定的复杂零件所设计的模具进行挤压模拟，并根据模拟结果优化挤压参数。

1零件工艺性分析本文所指定的零件如图1所示。

①结构工艺性：该工件为轴对称零件，没有直角过度，没有深孔、环形槽，尺寸变化小于成形极限，但高径比较大，零件壁厚较薄，综合所有条件来看，适合挤压。

②精度：该工件尺寸精度均不超过IT9，因此可通过挤压成型来保证质量。

③原材料：该工件材料为FL21（3003），具有良好的塑性，屈服极限30MPa，适合挤压。

2模具结构设计冷挤压是在室温的条件下对金属材料施加压力，从而使之产生塑性变形，因此所产生的相对挤压力相当大，在反复作用的载荷下剧烈磨损，模具的工作环境十分恶劣。

且本文所指定的模具在内部有上下两个直径不同的孔，需要上下两个凸模对其进行挤压；外形结构上有一部分凸起，通常的推出结构无法正常推出，由此根据零件对模具结构进行改进：将凹模设计为开合式，并在其下方设置斜推机构，保证在挤压完成后凹模可以移开足够的空隙使工件被推出；又由于零件需双向挤压，下凸模限制了推出机构的结构，所以将推出机构设置为可套在下凸模上的圆环，使其在不影响下凸模工作的情况下能起到推出作用。

模具大体结构如图2；模具开模时，其关键部分（凹模、推出装置、挡板等）示意图如图3所示。

开模时，①号气缸带动传力杆推动斜推装置，使凹模分开一定距离，方便工件被推出；②号气缸带动牵引板向下移动，牵引板上斜导柱带动斜滑挡块向下移，在斜滑挡块下方斜面接触到推出环的斜面之后，斜滑挡块分开一段距离，使推出环可以通过；③号气缸推动推出环所连接的推板，带动推出环向上移动，将卡在下凸模上的工件推下。

———————————————————————课题项目:哈尔滨理工大学大学生创新创业训练计划项目，项目编号201910214297。

5-2冷挤压零件图设计

第五章冷挤压变形工序设计
2）带有深孔的双杯形件，如图所示。可以通过两次反向挤压或对向反挤压成形的方式获得。活塞销也可划分为这类零件，只不过是挤压后需冲去中间连皮。
第五章冷挤压变形工序设计
3）带有较大法兰的轴类件，如图所示。可以采用闭式镦挤成形的方式获得，它比切削加工省材，且生产率也较高。
4、冷挤压件断面形状
1）应避免锥形：挤压锥形时，会产生一个水平分力，给挤压带来困难，因此尽量将外壁设计成直壁，易取件，模具易制造。
第五章冷挤压变形工序设计
2）应避免阶梯形
第五章冷挤压变形工序设计
3）避免细小深孔：深孔处金属流动严重不均匀，单位挤压力过高，也不经济，所以用机加工成形较好。如果一定要挤压成形小孔的话，孔深直径比不能超过1.
第五章冷挤压变形工序设计
第五章冷挤压变形工序设计
本章主要内容 • 冷挤压零件图设计 • 冷挤压的许用变形程度 • 冷挤压变形工序设计
第五章挤压变形工序设计
第二节挤压零件图设计
冷挤压零件图是根据产品零件图、冷挤压工
艺与后道机加工工艺要求而设计的。是编制冷挤
压工艺、设计冷挤压模具、检验冷挤压产品形状
第五章冷挤压变形工序设计
第五章冷挤压变形工序设计
例 1 计算毛坯尺寸
第五章冷挤压变形工序设计
第五章冷挤压变形工序设计
第五章冷挤压变形工序设计
第五章冷挤压变形工序设计
第五章冷挤压变形工序设计
第五章冷挤压变形工序设计
6）截面为正方形、六边形、八边形等正多边形薄壁件，如图所示。采用冷挤压成形可以一次加工多件，然后再切断成单个零件。
第五章冷挤压变形工序设计