自行车花盘冷挤压模具设计(课程设计)

ANYANG INSTITUTE OF TECHNOLOGY

本科毕业论文

自行车花盘冷挤压模具设计Design for cold extruding dies of the bicycle face

2008年05月

目录

第一章自行车花盘零件图纸及要求 (1)

第二章冷挤压工艺性分析 (30)

2.1 零件冷挤压工艺性分析 (40)

2.2 许用变形程度及变形程度的计算 (40)

2.3 挤压变形力的计算 (42)

第三章冷挤压毛坯的制备 (52)

3.1毛坯形状和尺寸的确定 (42)

3.2毛坯的软化处理 (42)

3.3毛坯的表面处理和润滑 (42)

第四章冷挤压模具设计 (52)

4.1 模具结构的选择 (53)

4.2 模架的选择 (60)

4.3模具工作部分设计 (42)

4.3.1凸模设计 (42)

4.3.2凹模设计 (42)

4.4导向、顶出及紧固件设计 (42)

4.4.1导向设计 (42)

4.4.2顶出装置设计 (42)

4.4.3模具固定方法设计 (42)

4.4.2 (42)

结论 (71)

致谢 (74)

参考文献 (75)

附录3：

自行车花盘冷挤压模具设计

专业班级：

指导教师：

职称： 摘要（空1格）×

××××××××××××××××××××××××××××××××

关键词：××× ×××

×××

Design for cold extruding dies of the bicycle face

Abstract （空1格）Key words ××× ××× ××× ×××

附录4： 引 言

××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××××

第一章 自行车花盘零件图纸及要求

在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中，60％～80％的零部件都要依靠模具成形。从1997年开始，我国模具工业产值也超过了机床工业产值。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。

作为学过《模具设计》的学生应该掌握模具设计程序、设计思路，设计方法。基于此，以生活当中自行车的花盘作为工件，结合大学所学的机械设计知识，设计出一套能挤出自行车花盘的冷挤压模具。自行车花盘的参数如下：

第二章 冷挤压工艺性分析

2.1 零件冷挤压工艺性分析

1)材料：Q215为碳素结构钢，具有良好的可冲压性能。该钢的强度与塑性配合较好，冷弯性能和焊接性能也很好。在制造机械设备时，一般采用冷弯、焊接，而不用锻造和热处四号黑体、段前、段后间距为1行、居中 小四宋体 工件名称：自行车花盘 生产批量：大批量 材 料：Q215

理。可用于制造工程构件和不重要的机械零件，如基座，螺栓等。承受冲击的工程构件或零件，如齿轮、吊钩等。还有焊接结构，如锅炉、容器等。

2）工件结构：如图所示，该零件结构较复杂，为回转体对称零件。零件可分为凸缘和盲孔两部分，故考虑使用复合挤压方式。

3）零件有一个凸缘，上部形状不规则，为本设计的难点。

2.2 许用变形程度及变形程度的计算

断面收缩率的计算： 由公式%1000

10⨯-=A A A F ε ①上半部分：φ60正挤压A 1=πR 2=3.14*302=2826(mm 2)

φ34 0A =πR 2=3.14*172=907.46 (mm 2)

代入公式得

%100010⨯-=

A A A F ε=-211.41% 挤压比3211.010==

A A R ②下半部分：φ35 A 1=2221R R ππ-=3.14*（17.52-14.52）

=961.625-660.185

=256.44(mm 2)

代入公式得%1000

10⨯-=A A A F ε=71.74% 2.2 挤压变形力的计算

φ37部分反击压力计算图算法：

已知毛坯直径（或凹模直径）0d =φ34(mm 2)，凸模直径1d =φ29(mm 2)，毛坯长度0h =28(mm 2)，

毛坯材料为Q215，求解步骤如下：

a ．根据毛坯直径0d =φ34(mm 2)和凸模直径1d =φ29(mm 2)查图1，断面收缩率为70%=φ

b ．根据70%=φ和毛坯材料，查图2得未经修正的单位挤压力2220mp P =,同时根据70%=φ和8235.0d /h 00=，从图2查得毛坯相对高度修正系数98.0k h =

c ．未经修正的单位挤压力P 经过图3的毛坯相对高度校正（上部曲线）和外径校正（下部曲线）查得修正的单位挤压力P=2160（mp ）

d ．根据修正的单位及压力P 和凸模直径1d =φ29(mm 2)，查图4得总挤压力F=1450（kn ）。

第三章 冷挤压毛坯的制备

3.1 毛坯形状和尺寸的确定

本设计的毛坯已经给出，直径为34，高度28，前期锻造墩粗而成。

3.2 毛坯的软化处理

由于材料是Q215，经查表知，

热处理状态：长时间退火；

规范：920℃～960℃保温8小时，随炉冷却到680℃，再升温到960℃保温4小时，随路冷却到250℃出炉。

处理后硬度：100～110/HBS ，所需时间较长，但热处理后硬度较低。

3.3 毛坯的表面处理和润滑

表面处理与润滑是零件冷挤压的一个关键问题。他对零件的表面质量及模具的寿命有很大的影响。主要包括以下内容：

①去除表面缺陷。

②清洁、去脂、濯洗。

③去除表面氧化层（用酸洗或机械处理）。

④在坯料表面形成特殊的润滑支撑层（磷酸盐处理、草酸盐处理等）。

⑤润滑处理。

其中，①～③项处理的目的是改善表面质量，并为以后的磷酸盐处理和润滑处理做好准备。在本设计中采用以下处理方式：

表面磷化处理，溶液成分：硝酸HNO 330～40（g/L ）、磷酸43PO H 30～40（g/L ）、氧化锌ZnO20～30（g/L ）,温度75～80℃，时间20分钟。

润滑方法:皂化液60～100（g/L ）、温度60～70℃、时间20～30分钟。