第六章冷挤压模具设计.pptx

第六章 冷挤压模具设计
图是用于带凸缘铝管正挤压 的导柱通用模架。不可调整 式通用模架的特点基本上与 图12—3的反挤模相同。它 通过凸模27与凹模7将垫圈 样毛坯正挤成带凸缘的管状 零件。考虑到工件挤压后卡 在凹模内，一副拉杆式顶件 机构，顶出器11将加工好的 工件顶出。模具的导柱安装 在上模，导套则装在下模， 也可以根据需要将导柱导套
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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：
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1、正挤压模
图6-1为实心 件正挤压模。
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图6-2为空心件正挤压模(坯料为黑色金属)。
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1—上模座；2、12—垫板；3—凸模；4—紧固套圈；5—螺母；6—预应力组合凹 7、14—压板；8—顶杆；9、10—调节螺钉；11—垫座；13—推杆；15—卸料板 图 可调式反挤压模
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反挤压模
图可调式反挤压模，凸模固定端为锥形，凸模3和紧固 套圈4由螺母5锁紧固定在上模部分。由于挤压力通常较大， 因此，在凸模固定端设置淬硬的垫板2、凹模采用三层预应 力组合形式，预应力组合凹模的中心位置可通过若干组螺钉 和9和压板7予以调整。整个三层凹模在压合靡平后，由压板 14将其紧压在下模座中。顶杆8与预应力组合凹模圈构成了 反挤压凹模的模腔，顶杆承受整个轴向反挤压力，其底部设 置垫板12。顶杆的中心位置也可通过若干组螺钉10予以调整。 挤压后工件易滞留在凹模中，由顶杆和推杆13将零件顶推出 模腔。挤压件也可能紧箍在凸模上，则由卸料板15将其卸下。
(1)中小型冷挤压模具一般采用两导柱导套形式； (2)大型的冷挤压模具采用四导柱导套形式； (3)精密冷挤压模具还采用滚珠式导柱导套。
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。
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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。
因此冷挤压模具应具有以下特点：
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(1)模具应有足够的刚度和抗热疲劳性；
(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和通用性；
反过来安放。
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3、复合挤压模
图6-4为活塞销 的复合挤压模 具图。
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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
正挤压凸模的作用主要是传递压力，设计时应考虑其强度。 在凸模与凹模之间应具有合适的间隙，这是因为：
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。
图c的芯棒与凸模内孔之间为过渡配合，这种结构可以大大降低凸模不同截面间 的应力集中，不过在挤压中如金属向下流动剧烈时，摩擦力过大也可能导致芯棒 拉断。因此这种凸模适应于芯棒直径较大，或挤压材料不太硬，或摩擦因素较小 的材料挤压。
1) 要避免在挤压后零件上形成毛刺，这就要求较小的间隙，这一 点在挤压比较软的有色金属材料时特别重要。
2) 由于凸模弹性变形而产生的直径增大，凸凹模之间仍要有一定 的间隙。
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1、正挤压凸模的形式 正挤压凸模基本有五种形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。
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2、反挤压模
图6-3为一种 典型的具有 导向装置的 反挤压模。
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3、复合挤压模
图6-4为活塞销 的复合挤压模 具图。
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4、镦挤模
图6-5所示 为镦挤模。
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(二) 按有无导向装置分类 1、导柱导套导向冷挤压模
该类模具如图6-1～图6-5所示，它是冷挤压模具中最常见的一 种模具结构。
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本章通过一些典型的冷挤压模具结构，介绍冷挤压模具的特点、 其工作零件及其它主要零部件的设计要点及步骤等。
第一节 冷挤压模具的结构及分类
一、概述 1、特点
冷挤压是在常温下对金属材料进行塑性变形，其单位挤压力相 当大，剧烈塑性变形产生的热效应可使模具工作部分温度高达 200℃以上，加上剧烈的磨损和反复作用的载荷，模具的工作条 件相当恶劣。
图d的芯棒与凸模内孔采用间隙配合，在挤压中芯棒可以随金属材料同步移动， 因此改善了芯棒的受拉情况，使芯棒不易拉断，这种凸模可用于挤压黑色金属。
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。
(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。
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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。
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。
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3、导筒导向冷挤压模
图6-7为摩托车主轴双端花 键复合挤压模具简图，它是一 副导筒导向挤压模。
它实质是双向减径挤压， 毛坯不能产生镦粗，因此对变 形程度、模具工作段的形状、 润滑条件以及毛坯材料形状态 要求都很高。