冷挤压压力计算公式
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。
冷成型工艺及力的计算
1、变形毛坯端部夹持方法，金属的预成型形状， 预成型冲头的锥腔角度，冲压件各模具的结构 形状，变形施力点相对毛坯轴心线的位移，切 面清洁度，毛坯两端的倾斜度，毛坯轴心线的
状态、材料翘曲以及切削刃磨钝等因素的系数。
F—切口面积 τ切应力： τ= σb/√3
≈0.6 σb 因此，在确定切断力时，各公式都可以用σb取代
Kpτ。 b.镦粗、镦锻力：毛坯进行自由镦粗时的最大压
力
P= σs*(1+0.4μ√F/H)
• 式中F-零件的横截面积；H-零件的高度 • μ-带润滑材料的冷变形摩擦系数μ ≈0.1 • σs*（折算流动应力）=β σs • β=1--1.5(劳德系数) • σs--流动应力/真实应力；在塑性变形中
冷成型工艺实例一
工序简图：
其余
20-00 23.17-00
120-00
120-00
120-00
120-00
一、设计思路：
1、根据功能图要求的机械性能等级确定材料。
2、计算镦制产品的用料重量（为生产、采购、 财务提供计划及成本核算） 、体积，计算出头 部用料，根据试选材料规格计算出镦锻比（长 径比），该镦锻比应以第二工位头部体积计算， 并加以修正，根据最终产品杆部尺寸确定材料 的规格。
可使h0/d0增大到10， D/d0≤25。首先材料是退火 好的状态。
2、制造螺栓和阶梯轴采用镦粗及多次缩径工艺， 一次缩径的极限变形ε=0.36，缩细角2α≤30°多 次缩径的总极限为ε=0.96～1.36，第一次和第 二次缩径的极限为ε=0.28～0.35，第三次、第 四次ε=0.36～0.40。
锻压工艺学-冷挤压
6.7 挤压模具 1．正挤压凸模
图6.34 实心工 件挤用正挤凸 模
图6.35 空心件正 挤整体式凸模
图6.36 空心件正挤用组合式凸模
2.正挤压凹模 凹模外壁形状应做成斜度为1°30′的锥形，为加预应 力圈用的。
凹模工作锥角：60°一126° 最合理 ，凹模收口部分应用适 当的圆角半径连接，凹模过渡部分均应用圆角连接。工作 带长度hl对纯铝：取1～2mm，对低碳钢：2—4 mm；对硬 铝、紫铜和黄铜：1～3 mm。
4．反挤压凹模
图6.41 反挤压凹模
图6.38 正挤压分体式凹模
3．反挤压凸模 工作部分主要是高度为h1的圆柱表面(工作带)，直径 d 为d。可取 h1 = ，也可取h1=2～3mm，
4
图6.39 反挤压凸模
对凸模的要求： (1)工作长度应尽可能短一些，太长易使凸模产生纵 弯。 (2)为了减少应力集中，在整个长度上应避免断面的 突然变化。 (3)不同直径的断面之间以小的锥角和大的圆角半径 来过渡。
冷挤压
1.1 冷挤压的概念 概述： 1.1.1 冷挤压的基本概念 室温下利用模具迫使金属块料产生塑性流动， 通过凸模与凹摸间的间隙或凹模 出口，制造空心零件或剖面比毛 坯断面要小的零件。 正挤压：
反挤压：
复合挤压：
6.1.2 冷挤压的优点
工程力学挤压强度计算公式
工程力学挤压强度计算公式工程力学是研究物体在外力作用下的运动和变形规律的一门学科，而挤压强度则是工程力学中的一个重要概念。
挤压强度是指材料在受到挤压力作用时所能承受的最大应力，是一个材料抗压性能的重要指标。
在工程实践中，我们经常需要计算材料的挤压强度，以保证工程结构的安全性。
本文将介绍挤压强度的计算公式及其应用。
挤压强度的计算公式可以通过材料的本构关系和应力分析得到。
在弹性阶段，材料的挤压强度可以通过材料的屈服强度和应力分布来计算。
一般来说，挤压强度的计算公式可以表示为：\[ \sigma_c = \frac{4F}{\pi D^2} \]其中，σc为材料的挤压强度，F为施加在材料上的挤压力，D为受力材料的直径。
在材料的屈服阶段，挤压强度的计算公式可以表示为：\[ \sigma_c = \frac{K}{n}(\frac{F}{A})^{\frac{1}{n}} \]其中，K为材料的流变指数，n为材料的流变指数，F为施加在材料上的挤压力，A为受力材料的截面积。
在计算挤压强度时，需要考虑材料的应力分布情况。
一般来说，材料在受到挤压力作用时，应力分布是不均匀的。
在材料表面，应力最大，随着深度的增加，应力逐渐减小。
因此，在实际计算中，需要考虑材料的应力分布情况，选择合适的应力分布模型，以更准确地计算挤压强度。
挤压强度的计算公式在工程实践中有着广泛的应用。
在机械制造、航空航天、汽车制造等领域，都需要对材料的挤压强度进行计算。
通过计算挤压强度，可以评估材料在受到挤压力作用时的承载能力，为工程设计和材料选型提供重要参考。
同时，挤压强度的计算公式也为工程实践提供了重要的理论指导，有助于工程师更好地设计和制造工程结构。
除了挤压强度的计算公式，工程力学中还有许多与挤压强度相关的理论和方法。
例如，材料的弹塑性理论、断裂力学理论等都与挤压强度有着密切的关系。
在工程实践中，需要综合运用这些理论和方法，对材料的挤压强度进行全面的分析和计算，以确保工程结构的安全性和可靠性。
冷挤压套筒压力参数
冷挤压套筒压力参数一、引言冷挤压技术是一种常见的金属加工方法，通过将金属坯料置于模具中，施加压力使其通过模具孔径，从而形成所需的形状和尺寸。
冷挤压套筒是冷挤压技术的一种应用，常用于制造汽车零部件、机械设备和管道等。
本文将介绍冷挤压套筒的压力参数，包括挤压力、侧壁压力和切向压力。
二、挤压力挤压力是冷挤压套筒过程中最重要的参数之一。
它是指施加在金属坯料上的力，用于推动金属坯料通过模具孔径。
挤压力的大小取决于多个因素，包括金属材料的特性、模具孔径的尺寸和形状、以及挤压速度等。
通常情况下，挤压力应根据具体的工艺要求进行调整，以确保套筒的成型质量和尺寸精度。
三、侧壁压力侧壁压力是指施加在金属坯料侧壁上的力。
在冷挤压套筒过程中，由于金属坯料需要通过模具孔径，其侧壁会受到较大的压力作用。
侧壁压力的大小取决于金属材料的流变应力，即金属材料在受力下的变形特性。
为了确保套筒的成型质量，侧壁压力应控制在合适的范围内，避免金属坯料的过度变形或断裂。
四、切向压力切向压力是指冷挤压套筒过程中作用在金属坯料切向方向上的压力。
在金属坯料通过模具孔径的过程中，由于受到径向挤压力的作用，金属材料会受到一定的切向压力。
切向压力的大小取决于金属材料的摩擦系数和挤压速度等因素。
合理控制切向压力可以避免金属坯料在模具孔径中发生滑移或扭曲变形，保证套筒的成型精度。
五、压力参数的控制为了保证冷挤压套筒的成型质量，需要合理控制压力参数。
首先，挤压力应根据金属材料的特性和模具孔径的尺寸来确定，以确保金属坯料能够顺利通过模具孔径。
其次，侧壁压力应根据金属材料的流变应力来控制，避免过度变形或断裂。
最后，切向压力应根据金属材料的摩擦系数和挤压速度等因素来调整，以保证金属坯料的正常流动和成型精度。
六、结论冷挤压套筒的压力参数包括挤压力、侧壁压力和切向压力。
这些参数的合理控制对于保证套筒的成型质量和尺寸精度非常重要。
在实际生产中，应根据具体的工艺要求和金属材料的特性来确定压力参数，并通过合适的工艺调整来实现最佳的冷挤压效果。
江西理工大学挤压复习资料
江西理工大学挤压复习资料挤压：对放在模具模腔内的金属坯料施加外力，迫使金属从模孔挤出，获得所需断面形状和尺寸并具有一定力学性能的挤压件的塑性加工方法。
减径挤压：是一种变形程度较小的变态正挤压法，毛坯断面仅作轻度缩减。
塑性：指金属在外力作用下，可以稳定地发生永久变形而不破坏其完整性的能力。
软化处理：为降低材料的硬度，提高材料的塑性，得到良好的显微组织，消除内应力所进行对材料的处理。
硬度试验法：在冷变形时，金属的硬度是随变形程度的增加而增加的，所以只要知道变形体各部分硬度的变化，就可以大体上了解变形的数值以及变形不均匀分布的情况。
摩擦力：阻碍物体相对运动的力，摩擦力的方向与物体相对运动或相对运动趋势的方向相反。
缩孔：变形过程中变形体一些部分上产生较大的空洞或者凹坑的缺陷。
冷作硬化：金属材料在常温或在结晶温度以下的加工产生强烈的塑性变形，使晶格扭曲、畸变，晶粒产生剪切、滑移，晶粒被拉长，这些都会使表面层金属的硬度增加，减少表面层金属变形的塑性，称为冷作硬化。
变形粘滞区（死区）：在挤压过程中位于挤压筒与挤压模交界处金属不发生塑性变形的区域。
分流面：复合挤压存在向不同出口挤出的流动分界面。
残余应力：当外力取消以后，附加应力并不消失而残留在变形内部，称为残余应力附加应力：由于物体内各层的不均匀变形受到变形体整体性的限制，而引起变形金属内部各部分自相平衡的应力挤压件常见缺陷： 1.表面折叠2.表面折缝 3.缩孔 4.裂纹冷挤压工件的原材料：线材、棒材、管材、板材坯料制备方法：截切下料、冲裁下料、切削下料、锯切下料毛坯相对高度：h0/d0,反映了工件与模具间摩擦阻力关系。
h0、d0为坯料的高度和直径。
正挤压时，随毛坯相对高度的增加而单位挤压力也增加。
反挤压时，若小于1，则单位挤压力随相对高度的增加而增加，若大于1，则基本保持不变。
一、冷挤压方法可分为：正挤压、反挤压、复合挤压、径向挤压。
按温度分：热挤压、温挤压、冷挤压。
冷挤压变形程度及挤压力的计算(一类建资)
变形程度及挤压力的计算
挤压件的变形程度计算方法和许用变形程度：
1．变形程度的表示方法：
挤压变形程度是表示挤压时金属塑性变形量大小的指标。
变形程度可用不同的方法表示：见公式1。
2．变形程度计算公式：
见表1
3．许用变形程度：
对于不同的冷挤压材料在不同的工艺参数条件下，应按同一许用单位挤压力来决定其冷挤压变形程度。
对于中小型零件的正常批量生产可采用2000至2500Mpa作为许用单位挤压力。
正挤压许用变形程度：图1为碳钢正挤压的许用变形程度。
反挤压许用变形程度：图2为碳钢反挤压的许用变形程度。
碳素钢及某些低合金钢的许用变形程度也可参考表2。
有色金属的许用变形程度见表3。
表1
表1续
表2
表3
公式1。
4 挤压力计算及设备选择
2.反挤模具参数的影响 反挤凸模工作部分 的变化主要有三种形 式： ①R的影响（如右图） R，p。但R大到 一定程度之后对压力 的影响不明显了，所 以R要适当。
②ab的影响（如图） ab从0°, 9~11°时p 有显著，自260°下降到248Kg/mm。
而11°以上，ab 对压力的影响减弱。（曲线平坦了）
第四节 单位挤压力的理论计算法
一、主应力求解法 1.正挤实心件 2.反挤杯形件
d0 h1 p 2 (ln 2u )e d1 d1
2uh0 d0
2 2 2 d0 d0 d0 p 2 ln 2 2 ＋(1 3u)(1 ln 2 2 ) d 0 - d1 d1 d 0 - d1 (1 3u)(1 - ln(1 - F)) - ln(1 - F)/F
第六节 挤压力图算法
一.黑色金属挤压力图算法 1.图算法I(DVE)德国工程师协会 ①实心件正挤(如下图) 特点:考虑了 a.材质；b.润滑；c.正挤； d.F；e.h0/d0； f.a； g.V.等全部七种因素， 比较准确。
Ho/do =1.5 a=90 度 DT1
P=105 0
A=64
P=4600kn
五.有限元法
有限元法是利用计算机进行计算分析
第五节 单位挤压力的经验公式计算法 单位挤压力：p=Xnb
其中 n=aln(A0/A1)+b 对低碳钢 a=2.8 b=0.75 对有色金属 a=3.14 b=0.8 A0;A1－－毛坯挤压以后的截面积 X－－模具形状影响系数 镦挤力：p=ykA1 y－－模具约束系数
七.变形速度的影响 （如图） 当F<40%时 ,硬化 为主, F －p
F>40%时, 热效 应为主 , F － p
冷挤压变形程度和挤压力的计算
变形程度及挤压力的计算挤压件的变形程度计算方法和许用变形程度：1．变形程度的表示方法：挤压变形程度是表示挤压时金属塑性变形量大小的指标。
变形程度可用不同的方法表示：见公式1。
2．变形程度计算公式：见表13．许用变形程度：对于不同的冷挤压材料在不同的工艺参数条件下，应按同一许用单位挤压力来决定其冷挤压变形程度。
对于中小型零件的正常批量生产可采用2000至2500Mpa作为许用单位挤压力。
正挤压许用变形程度：图1为碳钢正挤压的许用变形程度。
反挤压许用变形程度：图2为碳钢反挤压的许用变形程度。
碳素钢及某些低合金钢的许用变形程度也可参考表2。
有色金属的许用变形程度见表3。
表1表1续表2表3公式1图1图21．图算法确定挤压力A．黑色金属挤压力的图算法：图1、图2、图3为正挤实心件、正挤空心件、反挤压的挤压力的计算图。
用这组图表计算挤压力时，毛坯应经软化退火，并在挤压前进行磷化、润滑处理。
它的计算方法见图上虚线所示。
B．有色金属挤压力的图算法：图 4、图5、图6分别为正挤实心件、正挤空心件、反挤压的单位挤压力P的计算图表。
冷挤压的总挤压力可按公式1计算：2．计算法确定挤压力用下列公式求冷挤压的单位压力：A．正挤压实心件的单位挤压力：见公式2。
B．反挤压的单位挤压力：见公式3。
C．复合挤压的单位挤压力：复合挤压的压力低于单向正挤压和单向反挤压的压力。
见公式4。
3．镦粗变形力的计算A．自由镦粗时变形力：见公式5。
B．其它形式镦粗时变形力：见公式6。
C．其它变形方法的单位压力：表2列出了不同钢种、各种变形方式的单位压力，可作计算时参考。
表1表2 公式1公式2公式3公式4公式5公式6图1图2图3图4图5图6图7图8图9表1表1表1续公式1公式2图1公式1公式2图1图2图3。
冷挤压变形程度及挤压力地计算
变形程度及挤压力的计算挤压件的变形程度计算方法和许用变形程度：1．变形程度的表示方法：挤压变形程度是表示挤压时金属塑性变形量大小的指标。
变形程度可用不同的方法表示：见公式1。
2．变形程度计算公式：见表13．许用变形程度：对于不同的冷挤压材料在不同的工艺参数条件下，应按同一许用单位挤压力来决定其冷挤压变形程度。
对于中小型零件的正常批量生产可采用2000至2500Mpa作为许用单位挤压力。
正挤压许用变形程度：图1为碳钢正挤压的许用变形程度。
反挤压许用变形程度：图2为碳钢反挤压的许用变形程度。
碳素钢及某些低合金钢的许用变形程度也可参考表2。
有色金属的许用变形程度见表3。
表1表1续表2表3 公式1 图1图21．图算法确定挤压力A．黑色金属挤压力的图算法：图1、图2、图3为正挤实心件、正挤空心件、反挤压的挤压力的计算图。
用这组图表计算挤压力时，毛坯应经软化退火，并在挤压前进行磷化、润滑处理。
它的计算方法见图上虚线所示。
B．有色金属挤压力的图算法：图 4、图5、图6分别为正挤实心件、正挤空心件、反挤压的单位挤压力P的计算图表。
冷挤压的总挤压力可按公式1计算：2．计算法确定挤压力用下列公式求冷挤压的单位压力：A．正挤压实心件的单位挤压力：见公式2。
B．反挤压的单位挤压力：见公式3。
C．复合挤压的单位挤压力：复合挤压的压力低于单向正挤压和单向反挤压的压力。
见公式4。
3．镦粗变形力的计算A．自由镦粗时变形力：见公式5。
B．其它形式镦粗时变形力：见公式6。
C．其它变形方法的单位压力：表2列出了不同钢种、各种变形方式的单位压力，可作计算时参考。
表1表2 公式1公式2公式3 公式4 公式5公式6 图1图2图3 图4图5 图6图7 图8图9表11. 图算法确定挤压力：图1是钢的温挤压单位压力计算图。
图上的曲线是在图中所示模具参数的条件下获得的，挤压前模具预热到60至100度，用油与石墨的混合剂润滑，加工温度在600度以下者，毛坯作磷化处理，600度以上者，毛坯不预先处理。
压力压强公式和计算规律
如图所示，均匀圆柱体甲和乙放置在水平地面上，现沿水平 虚线切去部分后，使甲、乙剩余部分的高度均为h．若此时甲 、乙的剩余部分对地面的压力相等，则甲、乙原先对地面的压 强P甲、P乙和压力F甲、F乙的关系是（ ）
A． P甲＜P乙，F甲＞F乙
B
． P甲＜P乙，F甲＜F乙
C． P甲＞P乙，F甲＞F乙
a、先压强： P gh
1、液体：
b、再压力： F PS
｛a、先压力
2、固体： b、再压强
F G
P F
S
压力压强公式和计算规律
压力压强公式和计算规律
例：如图所示，装满水的密闭容器置于水平桌面上，其上下 底面积之比为4：1，此时水对容器底部的压力为F，压强为
p．当把容器倒置后放到水平桌面上，水对容器底部的压力
压力 压强
压力压强公式和计算规律
一、固体压强
1、压强：压强是用来表示压力作用效果的物理量。
2、压强的定义：物体单位面积上受到的压力叫做压强。
3、计算公式：
｛ P F S
F — 压力— N S — 受力面积— m2 P — 压强 — N/m2 （Pa）
变形公式： F PS （求压力）
S F （求面积） P 压力压强公和计算规律
如图所示，一个玻璃杯放在水平桌面上，杯中装 有重8N的水，水深为10cm，已知杯子的底面积
为4c0m2 ，杯子重1N。
求： 1.水对杯底的压强 2.水对杯底的压力 3.玻璃杯对水平桌面的压强。
压力压强公式和计算规律
如图所示，柱形杯内放有一块冰，冰对杯底的压强为P1，冰熔 化后，水对杯底压强为P2，两压强相比较（不计水的蒸发）则 [] A．P1> P2 B．P1< P2 C．P1= P2 D．无法比较
《冷挤压技术》复习提纲(附加解答)
第一章绪论（1）挤压变形的特征：由大截面向小截面的变形（2）挤压的分类：按照坯料温度分为冷挤压、温挤压、热挤压，其定义及黑色金属、铝合金对应的温度；按照毛皮材料种类分为有色金属挤压、黑色金属挤压（3）挤压的基本方法：正挤压、反挤压、复合挤压、减径挤压，掌握其各自定义。
正挤压——正挤压时金属的流动方向与凸模的运动方向相同反挤压——反挤压时金属的流动方向与凸模的运动方向相反复合挤压——复合挤压时一部分金属的流动方向与凸模的运动方向相同, 而另一部分金属的流动方向则相反减径挤压——一种变形程度较小的变态正挤压法，毛坯断面仅作轻度缩减。
第二章挤压基本原理⑴根据正挤压实心件的网格变化情况，简述实心件正挤压金属流动的特点。
坐标网格变化特征：①横向坐标线、纵向坐标线在出口处发生了较大的弯曲，中间部分弯曲更显著②在出口拐角处有死区存在，金属除发生拉伸变形外，还有剪切变形。
金属流动的特点：①金属在进入变形区之前或离开此区以后，几乎变形，仅做刚性平移②在变形区内，金属的流动是不均匀的，中心层流动快，外层流动慢。
⑵反挤压进入稳定挤压状态时，可将坯料的变形情况分为哪几个区域，并绘图表示。
已变形区、死去、变形区、过渡区、待变形区图见课本P14⑶挤压变形区的应力状态是三向受压，应变状态是两向压缩一向伸长。
⑷三向压应力为何可以提高被挤压材料的塑性？①三向压应力状态能遏止晶间相对移动，防止晶间变形，从而提高了塑性；而拉应力会促进晶间变形，加速晶界的破坏。
②三向压应力状态有利于消除由于塑性变形所引起的各种破坏，能促使被破坏了的晶内和晶间的联系得到恢复。
③三向压应力状态能使金属内某些夹杂物的危害程度大为降低。
④三向压应力状态可以抵消或减小由于不均匀变形引起的附加拉应力，从而减轻了附加拉应力所造成的破坏作用。
⑸简要概述挤压变形程度的表示方法及其之间的关系。
断面缩减率εA=(A0-A1)/A0*100% εA正=(d02-d12)/d02*100% εA反=d12-d02*100%挤压比G=A0/A1 对数变形程度关系见课本P16⑹附加应力及残余应力概念，产生原因、危害及防止措施。
挤压模具设计书说明书
铜合金压气缸的热挤压工艺及模具设计摘要铜合金压气缸的生产方法常见的有管料的切削加工，离心铸造后切削加工，热挤压法。
热挤压法生产材料利用率最高，生产效率最高，产品质量最高。
本文分析热挤压工艺及模具设计。
热挤压工艺分析综述：铜合金的热挤压温度根据经验可以定为730℃。
压气缸的毛坯件属于杯形件的一种，因此采用的是反挤压。
若采用一次挤压成形则所需挤压力和变形程度太大。
因此采用两次反挤压，第一次将棒料挤压成为杯形件，切削加工成空心圆柱形。
再经过第二次反挤压将内孔扩大，外径不变。
经过两次反挤压得到挤压件成形毛坯。
模具设计分析综述：两序挤压则需要两套挤压模具。
两套模具采用通用凹模，结构简单。
第一套模具凸模采用一般的反挤压凸模结构。
第二套模具需要有模芯结构，模芯可以是固定式的也可以是活动式的。
本次设计将模芯设计为固定式的即凸模和模芯一体式的。
设计成整体式的好处是结构简单，生产效率高。
与此同时，顶件器只需设计成中空的即可，当凸模压下时，模芯正好进入顶件器的内腔中。
关键词：反挤压，压气缸，模具设计，模芯Copper Alloy Cylinder Pressure of Hot Extrusion Technologyand Die DesignABSTRACTCopper alloy pressure cylinder production methods common pipe material cutting processing, machining after centrifugal casting, hot extrusion method. Hot extrusion method is the highest utilization rate of materials, the highest production efficiency,and the highest quality of product . In this paper, hot extrusion technology and die design is analysed.Hot extrusion technology analysis were reviewed: Copper alloy can be classified as 730℃hot extrusion temperature according to the experience. Pressure cylinder of a blank parts belong to the cup, so the backward extrusion is used. If using an extrusion forming ,the needed extrusion and deformation degree is too large. so the backward extrusion shoud be used twice.The first extrusion will make the bar become the cup, and then, make the cup become the hollow cylindrical by machining. After second backward extrusion will enlarge the inner hole, and the outside diameter is constant.After twice backward extrusion,we can get the bloom.Mold design analysis were reviewed: The two order squeezing requires two sets of extrusion dies Two sets of mould adopt general concave die. The first set of mould punch adopts general backward extrusion punch die structure. A second set of mould need a mold core structure, mold core can be stationary or activities. This design will design for fixed the punch mold core and mold core one-piece. Design into integral advantage is simple structure, high production efficiency at the same time, top pieces simply designed to be hollow, when the convex mold, mold core right into the lumen of top pieces.KEY WORDS: backward extrusion, cylinder pressure, mold design, mold core目录前言 (1)第一章热挤压技术的介绍 (2)§1.1 热挤压工艺的实质 (2)§1.2 热挤压工艺的特点 (2)§1.3 热挤压工艺的主要过程： (3)第二章工艺分析及制定 (4)§2.1 产品零件分析 (4)§2.2 挤压件图制定 (4)§2.3 工艺方案分析 (5)§2.4 毛坯形状及尺寸选择 (6)第三章坯料的处理 (8)§3.1 坯料加热方法 (8)§3.2 加热温度 (8)§3.3坯料润滑 (9)第四章变形量和挤压力 (11)§4.1 影响挤压力主要因素 (11)§4.2 变形程度 (12)§4.3 挤压力 (12)§4.4 热挤压设备选用原则 (13)§4.5 热挤压设备选用 (14)第五章模具结构设计 (15)§5.1 挤压模具设计的基本要求 (15)§5.2 反挤压凸模的设计 (16)§5.3热反挤压凹模的设计 (17)§5.4热挤压凸模固定板的设计 (19)§5.5 顶出装置的设计 (20)§5.6模具结构原理 (21)§5.7模具材料的选择 (22)结论 (25)参考文献 (26)致谢 (28)前言压气缸户外断路器中的关键零件，要求“三高”即高的导电率、高的硬度和高的强度，以降低能耗和提高产品的可靠性。
冷 挤 压
四、冷挤压力的确定 挤压力的确定直接影响到极限变形 程度的确定、挤压工艺过程设计、 模具结构和零部件的设计、挤压设 备的选择。 1、冷挤压力曲线 Ⅰ是挤压初始镦粗与充满型腔阶段；Ⅱ是稳 定挤压阶段；Ⅲ是挤压终结阶段；Ⅳ是刚端 挤压阶段。C为毛坯高度较小的挤压曲线。 刚端尺寸：纯铝为0.2～0.3mm，黑 色金属约为1.5mm。 2、单位挤压力及其影响因素： p=F/A 影响因素：金属性能、挤压方式、变形 程度、模具工作零件集合形状及参数、 毛坯相对高度、毛坯处理和润滑等等。
3、挤压力的确定 由于影响单位挤压力的因素较为复杂，要准确计算单位挤压 力和总的挤压力，目前还有困难。因此，实际上通常采用图 解法确定。 例题1：正挤压实心零件，已知工件材料为纯铁，坯料直径d0 ＝75mm，坯料高度h 0 ＝110mm，工件直径d=45mm,凹模锥角 为90度，球单位挤压力和挤压力。 正挤压空心零件挤压力如图；反挤压零件挤压力如图。 正挤压实心零件 单位挤压力：
凸模工作断面的工艺槽形状
冷挤压凹模结构 当单位挤压力（如图）： p ≤1100MPa时，用整体 式凹模。 1100MPa<p ≤1400MPa 时，用两层组合凹模。 1400MPa<p ≤2500MPa 时，用三层组合凹模。 进一步增加凹模层数， 应力分布更均匀，但给 制造和装配带来了困难。
组合凹模预应力圈的直径与过盈量
三、冷挤压模具
反挤压模
模具特点： 采用通用模架； 凸模做成快换式结构； 凹模做成预应力组合 式结构； 凸模凹模的同轴度可 以调整； 浮动式刚性卸料 凸模凹模都有较厚的 垫板。
正挤压模具
径向挤压（冷镦）模具
四、冷挤压凸模与凹模的设计 1、正挤压凹模的结构和尺寸、凸模结构 2、反挤压凹模的结构和尺寸、凸模结构 3、凸、凹模工作部分径向尺寸计算 当零件标注外尺寸： DA=(Dmax－0.75∆)+δA dT=(DA－1.9C)-δT 当零件标注内尺寸： dT=(dmin＋ 0. 5∆)-δT DA=(dT+ 1.9C)+δA 4、预应力组合凹模设计
剪切和挤压实用计算
剪切和挤压实用计算剪切和挤压是材料力学中常见的载荷形式，广泛应用于工程实践中。
剪切是指在材料中施加垂直于表面的切力，而挤压是指在材料中施加平行于表面的压力。
在工程设计和材料选择过程中，必须对剪切和挤压的载荷进行合理的计算，以确保结构和材料的安全性和可靠性。
本文将介绍剪切和挤压的实用计算方法，并提供一些实际应用案例，以帮助读者更好地理解和应用这些计算方法。
一、剪切的实用计算1.剪切力的计算剪切力是指作用在材料上的垂直于断面的力，可通过以下公式进行计算：剪切力=剪切应力×断面积其中，剪切应力是材料上的剪切应力，可以通过以下公式进行计算：剪切应力=剪切力/断面积2.剪切应力的计算剪切应力是剪切力对应的应力，即单位面积上的剪切力。
对于不同的材料，剪切应力的计算方法略有不同。
对于均匀材料，可以使用以下公式计算剪切应力：剪切应力=剪切力/断面积对于层合材料，由于材料的不同层之间可能存在剪切位移，剪切应力的计算较为复杂。
通常使用剪切力与剪切位移之间的关系来计算剪切应力。
3.剪切应变的计算剪切应变是指材料在受到剪切应力作用时产生的变形。
剪切应变的计算可以使用以下公式：剪切应变=切变角/材料长度其中，切变角可以通过材料变形前后标记点的位移计算得到。
二、挤压的实用计算1.挤压压力的计算挤压压力是指作用在材料上的平行于表面的压力，可以通过以下公式进行计算：挤压压力=挤压应力×断面积其中，挤压应力是指单位面积上的挤压力，可以通过以下公式进行计算：挤压应力=挤压压力/断面积2.挤压应力的计算挤压应力是指挤压压力对应的应力，即单位面积上的挤压力。
对于不同的材料，挤压应力的计算方法略有不同。
对于均匀材料，可以使用以下公式计算挤压应力：挤压应力=挤压压力/断面积对于复杂的材料结构，可以将材料分解为多个小单元，分别计算其挤压应力，再根据应力平衡原理计算整个结构的挤压应力。
3.挤压应变的计算挤压应变是指材料在受到挤压应力作用时产生的变形。
冷挤压齿轮计算、
2 KT1 u 1 Z E Z H 2 d1 3 ( ) d u H
三、齿轮传动的强度计算说明
齿轮传动的设计参数3
弯曲强度计算中，因大、小齿轮的[σF] 、YFa、YSa 值不同，故按此强度
准则设计齿轮传动时，公式中应代 F 1 和 F 2 中较小者。 YFa1YSa1 YFa2YFa2
齿轮传动的功能要求与齿轮精度项目的主要关系 精度项目
齿廓总公差Fa，齿廓形状公差f f ，齿廓倾斜极限偏差f H， 单个齿距极限偏差 f pt，一齿切向综合公差fi，一齿径向综合公差 f
功能要求 运动精度
平稳性精度
齿距累积总公差Fp，齿距累积极限偏差 Fpk，切向综合总公差Fi， 径向综合总公差Fi，径向跳动公差 Fr
2 KT1 u 1 Z E Z H 2 2 KT1 YFaYSa d1 3 ( ) mz1 m 2 d u H d z1 [ ]F
3
四、齿宽系数
b d d1，作为大齿轮齿宽b2，小齿轮b1 b2 (5 ~ 10)mm
齿轮的许用应力
S 式中：KN为寿命系数，是应力循环次数N对疲劳极限的影响系数；
得 1 1 ( 2 1 ) u 1
1 2 1 2
u
2 d1 sin
令
ZE
1
2 1 12 1 2 ( ) E1 E2
弹性系数
ZH
2 2.5 sin cos
区域系数
校核式 H Z E Z H 设计式
2 KT1 u 1 [ H ] (MPa) 3 d d1 u
=d1-bsinδ
1
B
d1 δ dm1