冷挤压工艺正挤压模具设计说明
偏心轴的冷温复合挤压工艺及模具设计
偏心轴的冷温复合挤压工艺及模具设计
一、概述
偏心轴是指轴心不在几何中心的轴，其制造难度较大。
传统的挤压工艺难以满足偏心轴的制造要求，因此需要采用冷温复合挤压工艺。
二、冷温复合挤压工艺
冷温复合挤压工艺是指在挤压过程中，先采用冷挤压的方式将材料压制成初形状，然后再进行温挤压，使其达到最终形状。
该工艺具有以下优点：
1. 可以有效降低材料变形率，提高材料的力学性能。
2. 可以减少挤压过程中的应力和变形，提高挤压品的表面质量。
3. 可以控制挤压温度，避免材料的热变形和晶粒长大。
三、模具设计
1. 偏心轴的模具设计需要考虑到偏心度、壁厚和挤压力等因素。
2. 模具的结构应该合理，能够有效控制材料的流动和变形。
3. 模具的材料应该具有高强度、高硬度和高耐磨性，以保证模具的使用寿命。
四、案例分析
某公司需要生产偏心轴，采用冷温复合挤压工艺进行生产。
通过模具设计和工艺优化，成功生产了符合要求的偏心轴产品。
该产品的力学性能和表面质量均达到了设计要求。
五、结论
偏心轴的制造需要采用冷温复合挤压工艺和合理的模具设计。
这种工艺可以有效提高材料的力学性能和表面质量，同时能够控制材料的流动和变形。
模具的设计应该合理，材料应该具有高强度、高硬度和高耐磨性。
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？
第五章冷挤压工艺及模具设计
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2020/12/11
第五章冷挤压工艺及模具设计
冷挤压工艺及模具设计
•5.1 冷挤压工艺
•5.2 冷挤压模具设计 • •5.3 冷挤压模的典型结构
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第五章冷挤压工艺及模具设计
冷挤压工艺及模具设计
•5.1 冷挤压工艺
• 冷挤压是一种先进的少无切削加工工艺之一。它是在 常温下，使固态的金属在巨大压力和一定的速度下，通过模 腔产生塑性变形而获得一定形状零件的一种加工方法。冷挤 压的工艺过程是：先将经处理过的毛坯料放在凹模内，借助 凸模的压力使金属处于三向受压应力状态下产生塑性变形， 通过凹模的下通孔或凸模与凹模的环形间隙将金属挤出。它 是一种在许多行业广泛使用的金属压力加工工艺方法。
• (3) 冷挤压的变形方式 在变形程度相同的条件下， 反挤压的力大于正挤压的力。反挤压的许用变形程度比正挤 压小。
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第五章冷挤压工艺及模具设计
冷挤压工艺及模具设计
• (4) 毛坯表面处理与润滑 毛坯表面处理越好，润滑 越好，许用变形程度也就越大。
• (5) 冷挤压模具的几何形状 冷挤压模具工作部分的 几何形状对金属的流动有很大影响。形状合理时，有利于挤 压时的金属流动，单位挤压力降低，许用变形程度可以大些。
第五章冷挤压工艺及模具设计
冷挤压工艺及模具设计
•5.1.4.2 许用变形程度
• 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。
挤压模具设计书说明书
挤压模具设计书说明书1. 引言本说明书旨在提供挤压模具设计的详细指导。
挤压模具是在挤压工艺中使用的一种关键工具，它对产品的质量和生产效率具有重要影响。
本说明书将涵盖挤压模具设计的基本概念、设计要点和步骤等内容，旨在帮助设计人员更好地理解和应用挤压模具设计相关知识。
2. 挤压模具设计概述挤压是一种通过挤压机将熔融的原料挤出成型的工艺。
挤压模具是挤压过程中起到塑料流动、形成和冷却等作用的工具。
挤压模具设计需要考虑多个因素，如材料选择、模具结构、模具加工工艺等。
3. 挤压模具设计步骤3.1. 产品分析在进行挤压模具设计之前，首先需要对待生产产品进行详细分析。
这包括产品的材料、形状、尺寸、表面要求等方面的分析。
通过产品分析，可以为模具设计提供基本的设计要求和指导。
3.2. 模具结构设计模具结构设计是挤压模具设计的核心部分。
在模具结构设计过程中，需要考虑到产品的形状和尺寸要求，确定模具的结构形式、模腔布置、模具开合方式等。
合理的模具结构设计能够有效提高产品的一致性和精度。
3.3. 材料选择挤压模具的材料选择对于模具寿命和产品质量具有重要影响。
常见的挤压模具材料包括合金钢、硬质合金等。
在选择材料时，需要综合考虑材料的硬度、强度、热导率等因素。
3.4. 模具加工工艺模具加工工艺是指模具从原料到成品的全过程。
挤压模具加工工艺包括切割、车削、铣削、磨削等。
在进行模具加工时，需要根据模具的具体要求选择合适的加工工艺，保证模具的加工精度和质量。
4. 挤压模具设计要点4.1. 模具结构要点•模具结构应满足产品的外观要求，确保产品的形状和尺寸精度。
•模具结构应具备良好的冷却系统，以提高模具的散热效果，避免产品变形和模具损坏。
•模具结构应具备合理的模腔设计，以确保塑料流动的均匀性和稳定性。
4.2. 模具材料要点•模具材料应具有高硬度和耐磨性，以提高模具的使用寿命。
•模具材料应具有良好的热导率，以实现有效的模具冷却效果。
4.3. 模具加工工艺要点•模具加工工艺应具有高加工精度和稳定性，以确保模具的质量和精度。
挤压工艺与模具设计
挤压工艺及模具设计Extrusion Technology and Mould Design一、挤压工艺分类挤压可分为以下三类：1）冷挤压，又称冷锻，一般指在回复温度以下（室温）的挤压。
2）温挤压，一般指坯料在金属再结晶温度以下、回复温度以上进行的挤压。
对于黑色金属，以600℃为界，划分为低温挤压和高温挤压。
3）热挤压，指坯料在金属再结晶温度以上进行的挤压。
1）冷挤压工艺冷挤压是在冷态下，将金属毛坯放入模具模腔内，在强大的压力和一定的速度作用下，迫使金属从模腔中挤出，从而获得所需形状、尺寸以及一定力学性能的挤压件。
冷挤压与热锻、粉末冶金、铸造及切削加工相比，具有以下主要优点：1）因在冷态下挤压成形，挤压件质量好、精度高、其强度性能也好；2）冷挤压属于少、无切削加工，节省原材料；3）冷挤压是利用模具来成形的，其生产效率很高；4）可以加工其它工艺难于加工的零件。
2）温挤压工艺温挤压成形技术是近年来在冷挤压塑性成形基础上发展起来的一种少无切削新工艺，又称温热挤压。
它与冷、热挤压不同，挤压前已对毛坯进行加热，但其加热温度通常认为是在室温以上、再结晶温度以下的温度范围内。
对温挤压的温度范围目前还没有一个严格的规定。
有时把变温前将毛坯加热，变形后具有冷作硬化的变形，称为温变形。
或者，将加热温度低于热锻终锻温度的变形，称为温变形。
从金属学观点来看，区分冷、热加工可根据金属塑性变形后有无加工硬化现象存在来决定似乎更合理些。
在金属塑性变形后存在加工硬化现象这个过程称为冷变形及温变形。
3）热挤压工艺热挤压是几种挤压工艺中最早采用的挤压成形技术，它是在热锻温度时借助于材料塑性好的特点，对金属进行各种挤压成形。
目前，热挤压主要用于制造普通等截面的长形件、型材、管材、棒料及各种机器零件等。
热挤压不仅可以成形塑性好，强度相对较低的有色金属及其合金，低、中碳钢等，而且还可以成形强度较高的高碳、高合金钢，如结构用特殊钢、不锈钢、高速工具钢和耐热钢等。
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。
冷挤压工艺_正挤压模具设计说明
目录第一章冷挤压工艺的特点及模具分类 (2)一、冷挤压工艺 (2)二、冷挤压模具特点 (2)三、典型的冷挤压模具组成 (2)四、冷挤压模具分类 (3)五、冷挤压的特点 (3)第二章模具工作部分设计 (5)一、冷挤压模设计要求 (5)二、正挤压凸模 (5)三、正挤压凹模 (6)第三章模具组成及工作过程原理 (8)一、自行车前钢碗正挤压模具装配图 (8)二、工作过程 (9)第四章听课感受及意见与建议 (10)一、感受 (10)二、意见和建议 (10)参考文献 (10)第一章冷挤压工艺的特点及模具分类一、冷挤压工艺冷挤压的工艺过程是：先将经处理过的毛坯料放在凹模，借助凸模的压力使金属处于三向受压应力状态下产生塑性变形，通过凹模的下通孔或凸模与凹模的环形间隙将金属挤出。
它是一种在许多行业广泛使用的金属压力加工工艺方法。
二、冷挤压模具特点1、模具应有足够的强度和刚度，要在冷热交变应力下正常工作；2、模具工作部分零件材料应具有高强度、高硬度、高耐磨性，并有一定的韧性；3、凸、凹模几何形状应合理，过渡处尽量用较大的光滑圆弧过渡，避免应力集中；4、模具易损部分更换方便，对不同的挤压零件要有互换性和通用性；5、为提高模具工作部分强度，凹模一般采用预应力组合凹模，凸模有时也采用组合凸模；6、模具工作部分零件与上下模板之间一定要设置厚实的淬硬压力垫板，以扩大承压面积，减小上下模板的单位压力，防止压坏上下模板；7、上下模板采用中碳钢经锻造或直接用钢板制成，应有足够的厚度，以保证模板具有较高的强度和刚度。
三、典型的冷挤压模具组成1、工作部分如凸模、凹模、顶出杆等；2、传力部分如上、下压力垫板；3、顶出部分如顶杆、反拉杆、顶板等；4、卸料部分 如卸料板、卸料环、拉杆、弹簧等；5、导向部分 如导柱，导套、导板、导筒等；6、紧固部分 如上、下模板、凸模固定圈、固定板、压板、模柄、螺钉等。
在第二章容中将主要介绍模具的工作部分的设计。
冷挤压模具设计
冷挤压模具设计冷挤压模具与一般冷冲模相比，工作时所受的压力大得多，因而在强度、刚度和耐磨性 等方面的要求都较高。
冷挤模不同于冷冲模的地方主要有： 1）凹模一般为组合式（凸模也常常用组合式）结构； 2）上 ﹑ 下模板更厚，材料选择得更好，满足模具的强度要求； 3）导柱直径尺寸较大，满足模具的刚度要求； 4）工作零件尾部位置均加有淬硬的垫板； 5）模具易损件的更换、拆卸更方便。
7.5.1 典型冷挤压工艺模具结构 1. 正挤压模具 图 7.5.1 是用于黑色金属空心零件正挤压的模具简图。
模具的工作部分为凸模和凹模。
凸模 16 的心部装有凸模芯轴 15，芯轴 15 的心部设有通气孔与模具外部相通。
凸模 16 的上 顶面与淬硬的垫板 13 接触，以便扩大上模板 3 的承压面积。
凹模 2 经垫块 8 与垫板 9 固定 于下模板 11 上。
由图可看出，凸模与凹模的中心位置是不能调整的，凸、凹模之间的对中 精度完全靠导柱 7 与导套 6 以及各个固定零件之间的配合精度来保证， 因此这种模具结构常 称为不可调整式模具。
很明显，不可调整式模具的制造精度要求很高；但安装方便，而且模 架具有较强的通用性，若将工作部分更换，这副模具可以用作反挤压或复合挤压。
由图还可知， 凸模回程时， 挤压件将留在凹模内， 因此需在模具下模板上设置顶出杆 10。
2.反挤压模具图 7.5.2 所示的是在小型（无顶出装置）冲床上使用的黑色金属反挤压模具的,它是一 种典型的具有导向装置的反挤压模。
为便于反挤压件从凹模中取出，设计了间接顶出装置， 反挤压力在下模完全由顶出杆 25 承受，顶件力由反拉杆式联动顶出装置（由件 3、28、30、 31、32、33 组成）提供，该顶出装置在模座下方带有活动板 31，当挤压件顶出一段距离后， 通过带斜面的斜块 33 将 31 撑开，使顶杆 32 的底面悬空，使之靠自重复位，为下一次放置 毛坯做好准备。
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
5.2 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
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
套筒扳手冷挤压工艺及模具设计
套筒扳手冷挤压工艺及模具设计一、引言套筒扳手是一种常见的手工工具，广泛应用于机械加工、维修等领域。
冷挤压技术是一种高效、精确的金属成形工艺，可用于生产套筒扳手。
本文将介绍套筒扳手的冷挤压工艺及模具设计。
二、冷挤压工艺2.1 工艺概述套筒扳手冷挤压工艺是通过将金属材料塑性变形成扳手的形状。
该工艺具有高效、节能、成本低等优点，能够满足大批量生产的需求。
2.2 工艺步骤套筒扳手冷挤压的工艺步骤如下：1. 材料准备：选择适合的金属材料，如碳钢、合金钢等。
2. 模具设计：设计套筒扳手的模具，包括挤压模、顶针等。
3. 材料预热：将金属材料进行适当的预热，以提高挤压性能。
4. 挤压成形：将预热后的金属材料放入挤压模中，施加压力使之变形。
5. 冷却处理：将挤压后的工件进行冷却处理，以提高强度和硬度。
6. 表面处理：对冷却后的工件进行表面处理，如镀层、热处理等。
7. 检验包装：对最终成品进行检验，合格后进行包装。
2.3 工艺参数套筒扳手冷挤压的工艺参数包括：挤压压力：根据材料的性质和形状要求确定合适的挤压压力。
挤压速度：控制挤压过程的速度，以保证工件的质量。
模具温度：根据材料的热处理要求，调整模具的温度。
冷却时间：冷却处理的时间要足够，以保证工件的性能。
三、模具设计3.1 模具类型套筒扳手冷挤压的模具主要包括挤压模和顶针两种。
挤压模：用于将金属材料塑性变形成工件的形状。
顶针：用于支撑和定位金属材料，在挤压过程中起到辅助作用。
3.2 模具材料套筒扳手冷挤压的模具材料需要具备高强度、耐磨损和耐腐蚀等特性。
常用的模具材料包括工具钢、合金钢等。
3.3 模具结构套筒扳手冷挤压的模具结构应满足以下要求：1. 确保工件的尺寸精度和表面质量。
2. 提高生产效率，减少模具更换次数。
3. 方便模具的制造和维修。
3.4 模具设计要点在套筒扳手冷挤压的模具设计中，需要考虑以下要点：1. 模具选择合适的材料和热处理工艺，以提高使用寿命。
2. 设计模具的结构合理，易于拆卸和安装。
冲压工艺与模具设计第 6章 冷挤压工艺与模具 设计
A0 挤压变形前毛坯的横断 面积（ mm 2 ) A1 挤压变形后毛坯的横断 面积（ mm 2 )
2）挤压比：
A0 G A1 A0 0 Ln A1
3）对数变形程度：
２.冷挤压许用变形程度 挤压的许用变形程度:模具强度允许的条件下一次挤 压的变形程度. 影响因素： 挤压材料的力学性能、模具强度、挤压变形方式、毛 坯表面处理、润滑等。 挤压（如图6.1.10） 、反挤压（如图6.1.11）分别表 达了毛坯材料硬度与许用变形程度的关系。曲线由实验测 得，其试验条件是： 毛坯的相对高度 h0 / d0 1 毛坯经退火软化、表面 磷皂化处理 .
第 6 章 冷挤压工艺与模具 设计
6.1
冷挤压工艺的分类及挤压金属的变形特点
6.2
冷挤压原材料与毛坯的制备 冷挤压力的确定 冷挤压的工艺设计
6.3
6.4
6.5
冷挤压模具设计
冷挤压是在室温将毛坯放入模具型腔，在强大压力和 一定速度作用下，迫使金属从形腔中挤出而获得一定形状、 尺寸和力学性能的制件。 主要的优点： 1）因在冷态下挤压成形，挤压件质量好、精度高、其 强度性能也好； 2）冷挤压属于少、无切削加工，节省原材料； 3）冷挤压是利用模具来成形的，其生产效率很高； 4）可以加工其它工艺难于加工的零件
6.1.2
冷挤压金属的变形分析
1. 正挤压变形分析 正挤压实心件的金属流动网格图（如图6.1.5) 正挤压时坯料大致分为： 变形区、不变形区（又分为待变形区、已变形区） 和死角区。（如图6.1.6a） 变形区的应力应变关系（如图6.1.6b）单元体所示。 挤压时变形区的应力状态是三向受压。其变形是两向 收缩、一向伸长的应变状态.
特殊要求: 1）要求设备吨位较大 冷挤压的变形抗力大，单位挤 压力可能高达 2）对模具要求高 冷挤压力时常接近甚至超过现有模 具材料的抗压强度，所以对模具材料要求很高.
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。
冷挤压模具设计
(6)模具工作部分与上下模板之间要设置淬硬压力垫板，以扩大承压 面积，减小上下模板的单位压力，防止压坏上下模板；
(7)上下模板应有足够的厚度，以保证模板具有较高的强度和刚度。
第六章 冷挤压模具设计
2、组成 典型的冷挤压模具由以下几部分组成： 1) 工作部分：如凸模、凹模、顶出杆等； 2) 传力部分：如上、下压力垫板； 3) 顶出部分：如顶杆、反拉杆、顶板等； 4) 卸料部分：如卸料板、卸料环、拉杆、弹簧等； 5) 导向部分：如导柱，导套、模口、导筒等； 6) 紧固部分：如上、下模板、凸模固定圈、固定板、压板、模柄、 螺钉等。
第六章 冷挤压模具设计
二、冷挤压模具分类
冷挤压模具有多种结构形式，可根据冷挤压件的形状、尺寸 精度及材料来选择合适的模具结构形式。 (一) 按工艺性质分类
正挤压模：
反挤压模：
复合挤压模：
镦挤压模：
第六章 冷挤压模具设计
1、正挤压模
图6-1为实心 件正挤压模。
第六章 冷挤压模具设计
图6-2为空心件正挤压模(坯料为黑色金属)。
图e为浮动式凸模，其在芯棒上部放一弹簧，在挤压中芯棒受拉，弹簧被压缩， 可以克服更大的拉力，能有效地防止芯棒拉断。这种凸模可以用于材料硬度和摩 擦力比较大的黑色金属挤压。
为了防止芯棒拉断及卸料方便，芯棒一般做出10’~30’的斜度。
第六章 冷挤压模具设计
2、正挤压凸模尺寸参数设计 凸模各部分尺寸参数见表6-1。
第六章 冷挤压模具设计
第二节 模具工作部分的设计
冷挤压模具工作部分是指凸模、凹模、顶杆等在挤压时直接 参与挤压过程的一些零件。 一、正挤压模具工作部分零件设计 (一) 正挤压凸模
紫铜冷挤压工艺
紫铜冷挤压工艺紫铜冷挤压工艺是目前被广泛应用的金属材料成型技术。
这种技术通过冷挤压力学方法，利用机械能来改变金属材料的形状，以获得精密的、有规则的零件形状，以满足工程应用的需求。
本文将对紫铜冷挤压工艺的原理、工艺参数、模具设计和制备、冷挤压过程及技术特点进行综合讨论。
一、紫铜冷挤压原理紫铜冷挤压是一种机械性成型方法，它通过使用压力来改变金属材料的形状。
挤压方式分为冷挤压和热挤压两种，其中冷挤压是指在室温下进行挤压，即低温挤压。
冷挤压在金属材料处理时，主要使用力改变金属材料的形状。
当金属材料经过压力作用时，金属材料的形状便会发生变化，形成精密的零件形状。
此外，金属材料在冷挤压过程中还会出现细化、延展和变薄等变形现象。
二、紫铜冷挤压工艺参数紫铜冷挤压工艺的挤压参数主要包括挤压杆的直径、模压辊的直径、挤压前的厚度、挤压力、挤压温度、挤压速度等。
挤压杆的直径：当挤压杆的直径越小，则挤出的零件越小，压力也越大。
反之，当挤压杆的直径越大，则挤出的零件越大，压力也越小。
模压辊的直径：当模压辊的直径越小，模压压力越大，压出的零件质量也越好。
反之，当模压辊的直径越大，模压压力越小，压出的零件质量也越差。
挤压前的厚度：当挤压前的厚度越大，压力也越大，压出的零件质量也越好。
挤压温度：挤压温度也是影响冷挤压工艺的一个重要因素，当温度太高时，金属材料容易变软，导致零件质量不佳。
三、紫铜冷挤压模具设计与制备紫铜冷挤压模具设计一般采用橡胶垫板、夹具及模具把手等组成，不同的零件需要有不同的模具，以便可以满足复杂的零件成型要求。
模具的制备一般采用铸造工艺，以确保模具的精度和使用寿命。
模具的铸造工艺包括铸件的设计、加工、表面处理和锻造等工艺步骤，以确保模具的精度和使用寿命。
四、紫铜冷挤压过程及特点紫铜冷挤压过程通常包括：金属材料的挤出、模具的热处理、冷挤出、冷却、成型，其中冷挤出过程是关键步骤。
紫铜冷挤压过程产生的压力大，对工件质量要求高，而且可以生产出多种复杂形状的零件。
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目录
第一章冷挤压工艺的特点及模具分类 (2)
一、冷挤压工艺 (2)
二、冷挤压模具特点 (2)
三、典型的冷挤压模具组成 (3)
四、冷挤压模具分类 (3)
五、冷挤压的特点 (4)
第二章模具工作部分设计 (5)
一、冷挤压模设计要求 (5)
二、正挤压凸模 (6)
三、正挤压凹模 (7)
第三章模具组成及工作过程原理 (8)
一、自行车前钢碗正挤压模具装配图 (8)
二、工作过程 (10)
第四章听课感受及意见与建议 (11)
一、感受 (11)
二、意见和建议 (11)
参考文献 (11)
第一章冷挤压工艺的特点及模具分类
一、冷挤压工艺
冷挤压的工艺过程是：先将经处理过的毛坯料放在凹模内，借助凸模的压力使金属处于三向受压应力状态下产生塑性变形，通过凹模的下通孔或凸模与凹模的环形间隙将金属挤出。
它是一种在许多行业广泛使用的金属压力加工工艺方法。
二、冷挤压模具特点
1、模具应有足够的强度和刚度，要在冷热交变应力下正常工作；
2 、模具工作部分零件材料应具有高强度、高硬度、高耐磨性，并有一定的韧性；
3、凸、凹模几何形状应合理，过渡处尽量用较大的光滑圆弧过渡，避免应力集中；
4、模具易损部分更换方便，对不同的挤压零件要有互换性和通用性；
5、为提高模具工作部分强度，凹模一般采用预应力组合凹模，凸模有时也采用组合凸模；
6、模具工作部分零件与上下模板之间一定要设置厚实的淬硬压力垫板，以扩大承压面积，减小上下模板的单位压力，防止压坏上下模板；
7、上下模板采用中碳钢经锻造或直接用钢板制成，应有足够的厚度，以保证模板具有较高的强度和刚度
、典型的冷挤压模具组成
1、工作部分如凸模、凹模、顶出杆等；
2、传力部分如上、下压力垫板；
3、顶出部分如顶杆、反拉杆、顶板等；
4、卸料部分如卸料板、卸料环、拉杆、弹簧等；
5、导向部分如导柱，导套、导板、导筒等；
6、紧固部分如上、下模板、凸模固定圈、固定板、压板、模柄、螺钉等。
在第二章内容中将主要介绍模具的工作部分的设计
四、冷挤压模具分类
根据金属被挤出的方向与凸模运动方向的关系，冷挤压一般可分为正挤压、反挤压、复合挤压三种基本方式。
1、正挤压如图1-1所示，挤压时金属流动方向与凸模流动方向相同，适用于各种形状的实心件、管件和环形件的挤压；
2、反挤压如图1-2所示，挤压时金属流动方向与凸模运动方向相反，适用于各种截面形状的杯形件的挤压；
3、复合挤如图1-3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。
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图1-1 正挤压图1-2 反挤压图1-3 复合挤
五、冷挤压的特点
1、节约原材料，生产效率高冷挤压是少无切削加工工艺，与切削加工相比，节约原材料，同时，冷挤压是在压力机简单的往复运动中生产零件，生产效率高，比切削加工高30 倍。
2 、提高零件的力学性能
在冷挤压过程中，金属处于三向挤压应力状态，变形后材料的组织致密，又有连续的纤维流向，变形中的加工硬化也使材料的强度和刚度大大提高，从而可用低强度钢材代替高强度钢。
3、可加工形状复杂的零件
对复杂零件可以一次加工成型，加工十分方便，大批大量生产时，加工成本低。
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=1.6〜0.4 pm。
有的
冷挤压件无需切削加工。
第二章模具工作部分设计
一、冷挤压模设计要求
1、模具应具有足够的刚度和强度，并且能在冷热交变应力的情况下，模具应保证正常工作，模具结构要合理，如采用组合式模具。
2、选用合适的模具材料，工作部分必须要有相当的韧性和耐磨性，几何形状及参数要合理、准确。
有利于毛坯塑性变形、降低单位挤压力。
尽量采用光滑圆角过渡，防止应力集中。
3、模具的易损部位，应考虑通用性和互换性。
并便于更换、修理。
4、对于精度要求较高的挤压件，模具设计要有良好的稳定导向装置。
5、坯料取放应方便，毛坯易放入模腔。
6、模具应安全可靠，制造工艺简便，成本低，使用寿命长。
为满足以上各项要求，必须慎重考虑模具结构的设计、材料的选择、制造工
艺及其热处理等问题。
二、正挤压凸模
1、如图2-1是正挤压凸模的各种型式
图2-1
实心件正挤压凸模比较简单，可按图2-1(a)、(b)的型式设计。
(b)型端部的
锥度有防止凸模纵向开裂的作用。
对正挤压空心件的凸模设计要特别注意。
纯铝空心件正挤压，可使用图(c)的
整体式凸模。
对于挤压较硬的金属材料，特别是黑色金属的挤压，应采用图(d)、(e)的组合式凸模。
(e)型组合式凸模与芯轴之间采用IT7级H7/k6过渡配合，芯轴与凸模本体之间没有相对滑动，在挤压过程中，芯轴受摩擦而产生很大的拉应力，因而仅适用于芯轴直径较大、或挤压材料不太硬、或摩擦系数较小的条件。
(d)型组合凸模、凸模孔与芯轴之间用IT7级间隙配合H7/h6。
挤压过程中由于摩擦力的作用，芯轴可随变形金属同时向下滑动，从而大大减弱了芯轴的受拉情况，避免芯轴拉断。
2、自行车前钢碗正挤压凸模尺寸设计
三、正挤压凹模
1、正挤压凹模有图2-3所示的几种结构型式
紡b)c) n由
图2-3
凹模一般采用预应力的结构。
图2-3(a)是整体式凹模，这种凹模在使用中，
直筒部分与锥角相交处产生应力集中容易开裂，所以常采用图2-3中的(b)、(c)及(d)等剖分式结构。
2、自行车前钢碗正挤压凹模尺寸设计
图2-4
第三章模具组成及工作过程原理
一、自行车前钢碗正挤压模具装配图
本模具为空心件正挤压模，凸模由凸模芯、凸模套组成。
上顶料杆中部开有气孔。
下顶料杆靠托板托住，改变下顶料杆的长度可适用于顶出不同长度的
工件
2 5 6
图3-1
二、工作过程
本模具通过凸模与凹模将毛坯正挤成管状零件。
考虑到工件挤压后卡在凹模内，一副顶出装置，即由顶料杆和顶出板等将加工好的工件顶出。
第四章听课感受及意见与建议
、感受
、意见和建议
参考文献
[1] 贾俐俐主编. 挤压工艺及模具[M]. 北京：机械工业出版社，2004.
[2] 杨长顺. 冷积压模具设计[M]. 北京：国防工业出版社，1994.
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