畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）拉桿擠壓工藝及其模具設(shè)計(jì)

1、拉桿擠壓工藝及其模具設(shè)計(jì)摘要本文的主要內(nèi)容是對(duì)擠壓模具的設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)冷擠壓模具設(shè)計(jì)過(guò)程的闡述，詳細(xì)的說(shuō)明了冷擠壓模具的設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)要領(lǐng)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)與注意事項(xiàng)。重點(diǎn)表述了冷擠壓實(shí)心件空心件的模具設(shè)計(jì)。此件為一個(gè)長(zhǎng)為428mm,最大外徑為64mm，中間還有一30mm深，長(zhǎng)為342mm的拉桿。考慮到此制件機(jī)加工十分困難，因此，選擇擠壓工藝來(lái)成形此制件。另外此制件的材料為42crmo,硬度很大。因此，本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)是單位擠壓力的計(jì)算及校核。還有此制件的長(zhǎng)為428mm，壓力機(jī)開(kāi)模高度及頂出行程的校核也是本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。本設(shè)計(jì)采用冷擠壓正擠工藝來(lái)成形此制件。模具作為一種高效快捷的加工工具，在現(xiàn)代工業(yè)中得到了廣

2、泛的應(yīng)用并日益完善。隨著加工技術(shù)的提高和先進(jìn)工具的應(yīng)用，模具設(shè)計(jì)越來(lái)越顯示其獨(dú)特的創(chuàng)造性和藝術(shù)感。在日益完善的過(guò)程中，模具設(shè)計(jì)保留了其永恒不變的一面，如擠壓模具的頂出方式固定方法和上下模結(jié)構(gòu)等。因此，可以利用以前加工的模具的大部分結(jié)構(gòu)，在加上一些成形零部件即可組成一套全新的模具。這便最大限度的節(jié)約了模具成本，充分利用了現(xiàn)有的資金。本設(shè)計(jì)的兩個(gè)成形工藝就是通過(guò)更換凸模來(lái)完成該制件。關(guān)鍵詞：擠壓， 冷擠壓， 模具設(shè)計(jì)， 凸模， 成形工藝 pull the pole to squeeze the craft and molding tool designsummarythe textual and

3、main contents design squeeze molding tool. pass right cold squeeze the describe that molding tool design process, expatiation cold squeeze the molding tools design step the design the main theme the design the details and announcements. point form cold squeeze the molding tool design for. hollow pie

4、ce of solid piece.this for a long for 428 mms, biggest and outside path is 64 mm, in the center still reach a 30 mms are deep, long for 342 pulling of mms pole.in consideration of this make a machine to process very difficult, therefore, the choice squeeze the craft. another this make the pieces mat

5、erial to 42 crmo, degree of hardness very big. therefore, the point of this design is an unit to squeeze the calculation and the examination of the dint.still have this to make a examination for of longly for 428 mms, pressure machine open the mold high degree and crest to out the route of travel is

6、 also main contents this design.this design the adoption is cold to squeeze the positive craft to take shape this to make the piece.the molding tool be used ases an efficiently fast process the tool, and got the extensive application in the modern industry and increasingly perfect. a long with the e

7、xaltation that application, molding tool design that processing technology more and more show its special creation to feel with art with the advanced tool .at increasingly inside of perfect process, molding tool the design reserved its eternal constant of a crest for, if squeezing the molding tool o

8、ut way, fix method with top and bottom mold construction etc. therefore, can make use of the molding tools big and part of constructionses that process befores, at plus some to take shape the zero parts to can immediately constitute an all new molding tool. this is then utmosted to economize the mol

9、ding tool cost, to share profit to use current funds. this design of two take shape the craft is to pass to replace the convex mold to complete to should make the piece.key phrase: squeeze, cold squeeze, molding tool design, convex mold, take shape the craft目 錄第一章 前言 11.1引言 11.2擠壓的分類(lèi) 11.3擠壓技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用范

10、圍 2第二章 正文42.1設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 42.2工藝分析 52.3工藝方案的確定 52.4工藝方案的校核 62.5毛坯選擇與制備 72.6工藝參數(shù)的計(jì)算 82.7 模具設(shè)計(jì) 102.8 擠壓過(guò)程 毛坯與模具的潤(rùn)滑及中間退火工藝 13第三章 結(jié)論 15第三章 致謝 16第四章 參考文獻(xiàn) 17附： 英文參考第一章 前言1.1引言擠壓是將金屬毛坯放入模腔內(nèi)，在強(qiáng)大的壓力和速度作用下，迫使金屬?gòu)哪Ｇ恢袛D出，從而獲得所需形狀，尺寸以及具有一定力學(xué)性能的擠壓件。顯然，擠壓加工是靠模具來(lái)控制金屬流動(dòng)，靠金屬體積的大量轉(zhuǎn)移來(lái)成形零件的。擠壓的成型速度很廣，它既可以在專(zhuān)用擠壓機(jī)上進(jìn)行，也可以在一般的機(jī)械壓力機(jī)、摩

11、擦壓力機(jī)以及高速錘上進(jìn)行；擠壓的成型溫度也很廣，它既可以在常溫、中溫中進(jìn)行，可以在高溫中進(jìn)行。1.2 擠壓的分類(lèi) 1.2.1擠壓按毛坯的溫度不同可分為以下幾類(lèi)：1. 冷擠壓 在室溫中對(duì)毛坯進(jìn)行擠壓。2. 溫?cái)D壓 將毛坯加熱到再結(jié)晶溫度以下的某個(gè)適當(dāng)范圍進(jìn)進(jìn)行擠壓3 熱擠壓 將毛坯金屬加熱到再結(jié)晶溫度以上的某個(gè)適當(dāng)范圍內(nèi)進(jìn)行擠壓1.2.2按毛坯材料不同可分為以下兩種：1. 有色金屬擠壓 被擠壓金屬材料為有色金屬及其合金。2. 黑色金屬擠壓 被擠壓金屬材料為黑色金屬及其合金。1.2.3 根據(jù)擠壓時(shí)金屬流動(dòng)方向和凸模運(yùn)動(dòng)的方向一般可分為：1. 正擠壓 正擠壓時(shí)，金屬的流動(dòng)方向和凸模的運(yùn)動(dòng)方向一致。正

12、擠壓也可以分為實(shí)心件正擠壓和空心件正擠壓。擠壓的斷面形狀可以是圓形、橢圓形、扇形、矩形或者棱柱形，也可以是不對(duì)稱(chēng)的等斷面擠壓件和型材。2. 反擠壓 擠壓時(shí)金屬的流動(dòng)方向和凸模的運(yùn)動(dòng)方向相反。反擠壓法適用于制造斷面形狀是圓形、方形、長(zhǎng)方形、“山“形、多層圓形、多層盒形的空心件。3. 復(fù)合擠壓 擠壓是毛坯的一部分金屬的流動(dòng)方向和凸模的運(yùn)動(dòng)方向一致，毛坯的一部分金屬的流動(dòng)方向和凸模的運(yùn)動(dòng)的方向相反。復(fù)合擠壓法適用于制造斷面形狀是圓形、方形、六角形、齒形、花瓣形的雙杯類(lèi)、杯-杯類(lèi)、杯桿類(lèi)、桿-桿類(lèi)擠壓件，也可以制造等斷面不對(duì)稱(chēng)擠壓件。1.3 擠壓技術(shù)的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍1.冷擠壓的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍采用冷擠壓

13、法加工可以降低原材料消耗，材料利用率高達(dá)70%90%，因此與切削加工相比，生產(chǎn)率可以大幅提高，生產(chǎn)成本也大為降低。在冷擠壓中，金屬材料處于三向不等的壓應(yīng)力作用下，擠壓后金屬材料的晶粒組織更加細(xì)小密實(shí)；金屬流線不被切斷，而是沿著擠壓件輪廓連續(xù)分布；同時(shí)，由于冷擠壓利用了金屬材料經(jīng)冷加工而產(chǎn)生加工硬化的特性，使冷擠壓件的強(qiáng)度大為提高，從而提供了低材料鋼代替高強(qiáng)度鋼的可能性。此外冷擠壓件靠強(qiáng)大的壓力來(lái)熨平毛坯表面，因此可以獲得教高尺寸精度和較低表面粗糙度的冷擠壓件。從上述分析可以看出冷擠壓件具有高產(chǎn)、低耗、優(yōu)質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)，再技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都有很高的實(shí)用價(jià)值。目前，已在機(jī)械、儀表、輕工、電器、宇航、船舶、

14、軍工等工業(yè)部門(mén)得到了較廣泛的應(yīng)用，已成為金屬塑性成型技術(shù)中不可缺少的重要加工手段之一。當(dāng)然冷擠壓也還有一些的缺點(diǎn)，比如，單位擠壓力較大，模具使用壽命短。但是，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，模具結(jié)構(gòu)的合理化，缺點(diǎn)會(huì)被克服，優(yōu)越性會(huì)得到充分的發(fā)揮。可以斷言冷擠壓技術(shù)必然會(huì)得到廣泛的引用。2.溫?cái)D壓的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍溫?cái)D壓是為了充分體現(xiàn)冷熱擠壓的優(yōu)點(diǎn)，改正他們的缺點(diǎn)而發(fā)展起來(lái)的一種擠壓新工藝，溫?cái)D壓與冷擠壓相比，擠壓力大為減少；與熱擠壓相比，加熱是的氧化脫碳都比較小，產(chǎn)品的尺寸精度高，產(chǎn)品的力學(xué)性能接近冷擠壓件溫?cái)D壓是一種有效的毛坯精化加工方法，已經(jīng)在汽車(chē)、拖拉機(jī)、儀表、航空等方面獲得了卓有成效的應(yīng)用3.熱擠壓

15、的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍熱擠壓時(shí)，由于毛坯加熱到再結(jié)晶溫度以上的某個(gè)溫度，這就使材料的變形抗力大為降低。因此，它不僅可以成型有色金屬及其合金、低、中碳鋼，還可以成型高碳鋼、結(jié)構(gòu)用特殊鋼、不銹鋼、高速工具鋼耐熱鋼等。由于加熱是會(huì)產(chǎn)生氧化和脫碳等缺陷，必然會(huì)降低產(chǎn)品的尺寸精度和表面質(zhì)量。所以，熱擠壓一般用于豫成型。冶金部門(mén)已經(jīng)開(kāi)始采用熱擠壓加工型鋼、鋼管及雙色金屬。它與軋制法相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：小批量生產(chǎn)或加工非標(biāo)準(zhǔn)件時(shí)比軋制法經(jīng)濟(jì)的多；從一種型鋼改為另一種型鋼非常簡(jiǎn)便，只需要更換模具；能夠加工一些不能軋制的低塑性合金，適用范圍比軋制廣；在同一臺(tái)擠壓機(jī)上，只需更換模具就可以加工出棒、條、管以及多邊斷面等異形

16、性材。第二章 正文2.1設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)2.2工藝分析該零件是一個(gè)帶凸緣的長(zhǎng)拉桿,零件上部的外徑為42毫米,內(nèi)孔的外徑為30毫米,孔的深度為342毫米,零件的總長(zhǎng)度為428毫米,此件的精度要求不是很高,屬于半成品,還需要后加工,從此件的形狀來(lái)看,它很不適合機(jī)加工成型,因?yàn)榇思幸粋€(gè)外徑為30毫米長(zhǎng)342毫米的孔,很明顯此孔很難機(jī)加工成型,因此該零件選擇擠壓成型.該零件的材料為42crmo,含碳量為0.42%,這種材料的s約為785mpa,b約為980mpa,5約為9%.另外該件斷面形狀對(duì)稱(chēng),不容易產(chǎn)生不平衡側(cè)向力,還有相鄰橫斷面積之差不大,且斷面過(guò)度平緩不宜導(dǎo)致不均勻變形引起的模具局部過(guò)載、局部磨損

17、和早期損壞,且擠壓過(guò)程中應(yīng)力分布較均勻,但由于此件為鋼件,因此模具設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)各種力的較核,尤為重要.2.3 工藝方案的確定根據(jù)該零件的形狀特點(diǎn)一般有以下幾種成型方案.1.采用外徑為64毫米長(zhǎng)197毫米的棒料為毛胚,先進(jìn)行正擠壓，以保證下面實(shí)心的高度,然后拿出進(jìn)行軟化處理,然后再?gòu)拿叩拇髲较蛳裸@172毫米深的內(nèi)孔,然后再經(jīng)過(guò)熱處理,最終進(jìn)行擠壓成型,該方案簡(jiǎn)單可靠,但需要加工出兩套模具,成本較高.該工序如下： 2.取一圓棒料進(jìn)行鉆孔,最后進(jìn)行擠壓加工,該方案的尺寸計(jì)算要求嚴(yán)格,且擠壓力較大。該工序如下： 3.下一個(gè)圓棒料,第一道工序?yàn)閺?fù)合擠壓,擠壓出孔保證圓棒料下部實(shí)心的尺寸,第二步進(jìn)行正擠

18、壓成型.該工藝方案中間不需要機(jī)加工,但是模具設(shè)計(jì)較為復(fù)雜.經(jīng)過(guò)以上工藝方案分析,故選用第一種工藝方案.2.4 工藝方案的校核由于所指定的工藝方案中含有正擠壓實(shí)心件,正擠壓空心件工序,故對(duì)這兩套工序的一次成型范圍的較合是必要的,所謂一次成型范圍,是指在當(dāng)前條件下一次成型所允許的加工界限,它是根據(jù)冷擠壓加工的許用變形程度,一定的模具使用壽命,及冷擠壓件的質(zhì)量等原則來(lái)確定的.(1) 斷面收縮率:由擠壓件圖得實(shí)心=(a0-a1) 100%/ a0100%=(d0/2)2-(da/2)2/ (d0/2)2100%= (d02d12) /d02100%=(642422)100%/642=56.93%空心=

19、(a0-a1) 100%/ a0100% =72.97%實(shí)心空心皆小于75%,單位擠壓力不會(huì)過(guò)大(2) 毛坯的高徑比為h0/d0 正擠壓時(shí)毛胚的高徑比過(guò)大,會(huì)加大摩擦阻力,增大擠壓力,一般應(yīng)小于8.本件的高徑比為6.7，在允許范圍內(nèi).(3) 正擠壓實(shí)心件的桿部直徑d1 桿徑過(guò)小，變形程度會(huì)超過(guò)許用變形程度,桿徑過(guò)大,容易產(chǎn)生內(nèi)部裂紋,對(duì)于黑色金屬實(shí)心件的正擠壓,一次成型桿徑應(yīng)在下屬范圍內(nèi) 0.85dd10.5d.本件的許用范圍是54.4與32之間,而本件的桿徑為42,在允許范圍內(nèi).(4) 余料高度 正擠壓時(shí)余料高度過(guò)小單位擠壓力會(huì)劇增,所以對(duì)于實(shí)心件應(yīng)大于h1=d1/2,空心件h1=(d1d0

20、)/2.本件小于52,故在成型范圍內(nèi).2.5毛坯選擇與制備該件的毛坯可用實(shí)心的棒料,由原材料直接制成.因?yàn)槔鋽D壓得到零件后,還要進(jìn)行機(jī)加工,故計(jì)算是要加上修邊余量,即 v0毛坯體積(mm3)vp擠壓件的體積(mm3) vs修邊余量(mm3)修邊余量vs可由表42（擠壓工藝及模具設(shè)計(jì)）得出，對(duì)于擠壓件高度大于100mm，修邊余量h則采用零件高度的5%，vs=4285%（32）2=68808.7042v p=86（21）2（32）252（15）252(42/2) 2290(30/2) 2290 =446237.98v0=vp+v3=446237.98+68808.704 =515046.684(m

21、m)但考慮到些工件擠壓次序還要鉆孔，故毛坯的體積還需加上鉆孔體積。經(jīng)過(guò)推算，得毛坯的體積約為633425.92mm3。所以采用外徑為6 4高為197mm的棒料。對(duì)棒料毛坯常有兩種備料方法，截切法和鋸切法， 截切法是割料在專(zhuān)有的截切模內(nèi)進(jìn)行的，這種備料方法的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)率高，材料利用率高，缺點(diǎn)是毛坯形狀欠規(guī)則，斷面不平整。鋸切法備料，毛坯斷面平整，尺寸精度高，形狀規(guī)則，但生產(chǎn)率低，并有鋸切損失，由于毛坯需要正擠，要求斷面平整，直徑偏差低故選用鋸切法備料。2.6工藝參數(shù)的計(jì)算應(yīng)用擠壓模具時(shí)，擠壓機(jī)的選擇尤為重要。擠壓機(jī)小了，擠出的制件不合格，擠壓機(jī)大了，則浪費(fèi)資源。而擠壓力的大小又是合理選擇模具材料

22、，進(jìn)行模具設(shè)計(jì)及安排變形工序的重要依據(jù)。因此，預(yù)先設(shè)計(jì)計(jì)算擠壓力是合理進(jìn)行擠壓工序設(shè)計(jì)的先決條件。2.6.1單位擠壓力的計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式法p=xnb式中p-單位擠壓力。（mpa）n-各種因素對(duì)冷擠壓?jiǎn)挝粩D壓力的影響系數(shù)平均值。n =aln（a0/a1）b其中a,b-與材料有關(guān)系數(shù)，對(duì)于碳鋼，a=2.8 ，b=0.75a0 a1-毛坯擠壓前后的截面積此處x=x1 x-模具形狀影響系數(shù)，由圖3-33查出。b冷擠壓件材料的抗拉強(qiáng)度n1=2.8(ln3215.36/1384.74)0.75=3.1p=xnb=13.1940=2914mpan2=ln（2508.86/678.24）28+0.75=4.4p2

23、=xn2=14.4940=41362.查表法 由圖3-10單位擠壓力與斷面縮減率的關(guān)系實(shí)心 =56.93%查的p1=1400mpa空心=73% 查的p2=2150mpa p1=kakh=114001.15=1610mpap2=kakh=121501.12=2408mpaka 凹模錐角kh毛坯修正系數(shù)（沖壓手冊(cè)，圖7-26）3.沖壓手冊(cè)p441的公式p=2(lnd0/d1+2uh1/d1)e2uh0/d0此處：-為擠壓材料的變形抗力mpad0-為毛坯直徑mmd1擠壓后的直徑mmh1凹模工作帶高度u摩擦系數(shù)p=2940(ln64/42+20.13.5/64)e20.1197/64=1309.7綜上

24、所述，采用三種方法對(duì)正擠壓實(shí)心件，正擠壓空心件的單位擠壓力的計(jì)算結(jié)果見(jiàn)：經(jīng)驗(yàn)公式法查表法公式法正擠壓實(shí)心件29141610 1390 正擠壓空心件41302408故決定單位擠壓力的值選用查表的結(jié)果2.6.2總擠壓力計(jì)算 f=cp1a1=1.3 1610 3215.36=6729.7knf=cp2a2=1.3 2408 2499.41=7824.1kn2.6.3 壓力設(shè)備的選擇 由計(jì)算出的最大擠壓力選擇壓力設(shè)備，查鍛壓手冊(cè)確定壓力機(jī)。選擇為8000kn的四柱萬(wàn)能液壓機(jī)。技術(shù)參數(shù)如下公稱(chēng)壓力滑塊行程開(kāi)口高度頂出行程工作臺(tái)尺寸8000kn10001800400250018002.7 模具設(shè)計(jì) 根據(jù)冷

25、擠壓件結(jié)構(gòu)和冷擠壓工藝特點(diǎn)，考慮生產(chǎn)性質(zhì)和規(guī)模，正確設(shè)計(jì)和合理選擇模具，努力延長(zhǎng)冷擠壓模具的使用壽命，是冷擠壓工藝能否取得成功的關(guān)鍵。 由于冷擠壓件的形狀，尺寸精度，生產(chǎn)批量和工藝方案以及采用設(shè)備的不同，冷擠壓件模具具有各種各樣的結(jié)構(gòu)。典型的冷擠壓模具有以下幾部分組成： （1）工作部分 如凸模，凹模，頂出桿等 （2）傳力部分 如上下壓力墊板。 （3）頂件部分 如頂桿，頂板，反拉桿等 （4）卸件部分 如卸件板，拉桿，彈簧等 （5）導(dǎo)向部分 如導(dǎo)柱導(dǎo)套等 （6）緊固部分 如上下底模，凸凹模固定圈壓板螺釘?shù)?冷擠壓時(shí)的單位擠壓力很大，例如鋼的單位擠壓力高達(dá)2000mpa以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出一般塑性成型的單

26、位擠壓力。由此可見(jiàn)，冷擠壓模具的工作環(huán)境是十分惡劣的，必須經(jīng)的住靜態(tài)高壓，經(jīng)的起沖擊，經(jīng)的住毛坯與模具接觸面之間的摩擦，同時(shí)還有經(jīng)的起疲勞。因此，為了確保模具的正常工作和使用壽命，與冷沖壓模具相比，冷擠壓模具具有以下特點(diǎn)：（1） 模具的材料必須具有高度，高的強(qiáng)度，高的耐摩性，一定的韌性以及良好的熱硬性，熱穩(wěn)定性，耐熱疲勞性等性能，并應(yīng)合理的選擇加工方法和熱處理工藝。（2） 模具的工作部分的過(guò)渡處皆應(yīng)采用光滑的圓角過(guò)渡，以防止產(chǎn)生較大的應(yīng)力而開(kāi)裂，造成模具的過(guò)早失效。（3） 模具工作部分與上下底版之間一定要加上經(jīng)過(guò)淬硬的墊板，以緩和從模具工作部分傳來(lái)的高壓。（4） 為了提高模具的強(qiáng)度，一般不采用

27、整體式結(jié)構(gòu)，而采用施加應(yīng)力圈的組合式結(jié)構(gòu)，凸模有時(shí)也采用組合式結(jié)構(gòu)。（5） 上下模板一般不采用鑄鐵材料制造，而采用由足夠厚度的中碳鋼經(jīng)鍛造或直接用鋼板做成，以保證模具具有足夠的強(qiáng)度和硬度。（6） 為了保證凸模和凹模的定位可靠，且便于更換一般采用最方便的溝槽式或壓板結(jié)構(gòu)。2.7.1 模具的工藝分析本零件的兩次工藝基本相同，不同之處在于凸凹模的不同，以及單位擠壓力的不同，現(xiàn)打算用一套模具通過(guò)更換凸模來(lái)完成兩次工序，這樣不僅提高了模具壽命，還大大節(jié)約了模具成本。另外，本模具采用無(wú)導(dǎo)向裝置的冷擠壓模具，凸模采用壓板固定，凹模直接用螺釘固定在凹模套上。凹模采用組合式凹模，凹模和下模板之間有經(jīng)過(guò)淬硬的墊塊

28、，凸模和上模板之間加有經(jīng)過(guò)淬硬的墊板，以緩解從凸凹模上傳來(lái)的高壓。頂出方式采用頂桿直接頂出。2.7.2 模具工作部分的設(shè)計(jì) 模具的工作部分是指凸凹模的設(shè)計(jì)。按照已定的成型方案正積壓模具的工作部分采用如下圖所示：該成型方案使用于實(shí)心件的正擠。凸模的結(jié)構(gòu)形式如下圖所示：該模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。（1）下面是第一次正擠凸模的設(shè)計(jì)：凸模的直徑d=64h6凸模工作部分的長(zhǎng)度h=擠壓行程+容腔余量+凸模容量=39+13+13=65定位直徑d2=(1.21.4)d d2取84mm定位部分高度h取15mm支撐部分的直徑d1=(1.82.0)dd1取120mm圓角半徑r=（0.51.0）dr取20mm(2)第二

29、次擠壓的凸模設(shè)計(jì)第二次擠壓采用如右圖設(shè)計(jì)。此圖的芯棒與凸模的配合為間隙配合h7/h6.在擠壓過(guò)程中，芯棒可隨變形金屬下行一段距離，從而改變了芯棒的受拉情況，可使芯棒不至于被拉斷，這種凸模主要適用于黑色金屬空心件的正擠壓。芯棒的直徑d0=15h6凸模的直徑d=64h6凸模的定位直徑d2=84mm凸模的支撐部分的直徑的d3=120mm芯棒的長(zhǎng)度 l=158mm凸模的長(zhǎng)度 h=140mm圓角半徑r取20mm.(3)正擠壓凹模的設(shè)計(jì) 凹模的設(shè)計(jì)如下所示：凹模型腔的容料部分的直徑d0=64+(0.10.2)h7 工作帶直徑d=42h7 退讓槽直徑：d2=d+（0.51.0）d 較直部分直徑d1=d 工作

30、帶高度h取34mm較直部分高度h1取34mm凹模錐角=1200容料部分的高度：h1=毛坯高度+r1+(510)mm =197+3+10=210mm成型部分高度 h2=（1.11.2）d取較直部分的高度h3=（1.01.5）d錐面與工作帶交接處的圓角半徑r2 取0.52.0mm凹模入口處的圓角半徑r1錐面與型腔的交接處的圓角半徑r （35）mm倒錐角 30502.7.3 閉合高度的較核經(jīng)計(jì)算，這套模具的最大閉合高度為1120mm,而壓力機(jī)的開(kāi)口高度為1800mm，制件的總高度為428mm,所以，經(jīng)校核，對(duì)于此模具，該壓力機(jī)完全可以勝任。2.7.4 凸凹模材料的選擇及熱處理 冷擠壓模具是在極其惡劣

31、的條件下進(jìn)行的，單位擠壓力高達(dá)20002500mpa,在連續(xù)工作條件下變形熱與摩擦熱可使模具溫度高達(dá)3000c左右，同時(shí)模具還有經(jīng)受流動(dòng)金屬的強(qiáng)烈沖刷。因此，冷擠壓模具的工作部分的材料應(yīng)具備高硬度，高強(qiáng)度，高耐摩性，一定的韌性以及良好的熱硬性，熱穩(wěn)定性，耐熱疲勞性等性能。 目前，常用的冷擠壓模具工作部分的材料主要有碳素工具鋼，合金工具鋼，高速鋼，硬質(zhì)合金以及鋼結(jié)硬質(zhì)合金等，有時(shí)也可用一些合金成分較低的低合金工具鋼和部分合金結(jié)構(gòu)鋼。 由于該擠壓模具的單位擠壓力較大，故決定凸凹模的材料均選用cr12mov.該材料的熱疲勞強(qiáng)度和沖擊韌性均已達(dá)到本此設(shè)計(jì)要求。一般情況下，擠壓情況下，擠壓模成型部分的硬

32、度應(yīng)達(dá)到hrc-5662，據(jù)此來(lái)決定熱處理工序。對(duì)于cr12mov,則采用如下熱處理工藝：預(yù)熱溫度5000c5500c,時(shí)間為3060min,然后加熱到10200c10500c,單位深度所需時(shí)間為0.250.35minmm-1,冷卻選用2800c3200c 的硝鹽，處理后的硬度可hrc60。2.8擠壓過(guò)程 毛坯與模具的潤(rùn)滑及中間退火工藝2.8.1 擠壓過(guò)程擠壓時(shí)，上模下行，接觸毛坯后，積壓開(kāi)始，毛坯的在強(qiáng)大的壓力下，流經(jīng)工作帶成形。凸模下行到一定的距離后停止，并開(kāi)始回程，在上升到足夠大的高度后停止。同時(shí)定出缸動(dòng)作，頂桿在頂出缸的作用下，把制件從凹模內(nèi)頂出。擠壓完成。2.8.2 毛坯與模具的潤(rùn)滑

33、冷擠壓時(shí)，單位擠壓力很大，使用一般的涂刷潤(rùn)滑劑極易被擠掉，起不到潤(rùn)滑的目的，毛坯也容易被拉毛。因此，為確保潤(rùn)滑劑起到良好的潤(rùn)滑作用，在擠壓前，必須對(duì)毛坯進(jìn)行表面處理。對(duì)于42crmo來(lái)說(shuō)則采用磷化后皂化的效果較佳。其工藝流程為：1清除表面缺陷。2化學(xué)去油3流動(dòng)清水清洗4熱水清洗5酸洗6流動(dòng)冷水，熱水清洗7磷化處理8流動(dòng)冷水清洗9中和處理10皂化2.8.3中間退火軟化為了降低毛坯的變形抗力，提高塑性，改善組織，細(xì)化晶粒，使金屬材料易于冷擠壓，通常在冷擠壓前進(jìn)行軟化退火工藝。鋼件在擠壓中的應(yīng)用比較廣泛。該零件為42crmo,硬度比較大，塑性一般。所以沒(méi)一步加工前都要進(jìn)行軟化處理。以下是42crmo

34、的軟化處理工藝：7600c保溫4h，以200c/h的速度冷卻4h到6800c，保溫3h，再以200c的速度冷卻2h，然后隨爐冷卻到3500c，處理后的硬度大約為hrc150165第三章 結(jié)論通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我基本掌握了冷擠壓模具設(shè)計(jì)及其工藝，另外也使我對(duì)金屬材料的熱處理工藝有了一定的了解。還有經(jīng)過(guò)本次設(shè)計(jì)，也使我知道了許多冷擠壓的特點(diǎn)，現(xiàn)總結(jié)如下：（1） 擠壓模具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是成型部分的設(shè)計(jì)，它的壽命、精度在很大程度上決定了整套模具的壽命、精度。（2） 工件的形狀，精度和材料性能在很大程度上決定了成型方案的制定，因此，必須從實(shí)際生產(chǎn)條件出發(fā)，做到技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)上合理。在保證較高的質(zhì)量，較長(zhǎng)

35、的模具壽命的前提下，盡量采用較少的擠壓工序。（3） 合理、有效的軟化退火工藝，表面處理和潤(rùn)滑方式對(duì)減少單位擠壓力，提高制件的質(zhì)量起到至關(guān)重要的作用。（4） 擠壓模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可重用性好，因而可利用這一點(diǎn)，通過(guò)只設(shè)計(jì)一套模具來(lái)完成兩個(gè)工序。（5） 擠壓模具與其它成形工藝相比具有節(jié)省材料，提高制件的性能，提高工作效率等優(yōu)點(diǎn)。總之，通過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不但使我鞏固了以前學(xué)過(guò)的知識(shí)，也使我學(xué)會(huì)許多新的東西。經(jīng)過(guò)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使自己水平提高了很多。感謝本次設(shè)計(jì)！第四章 致謝本設(shè)計(jì)在選題，設(shè)計(jì)及論文的撰寫(xiě)過(guò)程中得到了導(dǎo)師孫愛(ài)學(xué)老師的悉心指導(dǎo)，令我受益匪淺。在此深表感謝！另外，在設(shè)計(jì)進(jìn)行中，辛選榮老師和劉汀老

36、師都對(duì)本次設(shè)計(jì)給予了很大的指導(dǎo)和幫助，在次深表感謝！最后向在百忙之中評(píng)閱本論文的各位專(zhuān)家、教授表示衷心的感謝！參考文獻(xiàn)（1） 洪深澤 擠壓工藝及模具設(shè)計(jì) 北京，機(jī)械工業(yè)出版社 （2） 王孝培，沖壓手冊(cè)（第二版） 北京，機(jī)械工業(yè)出版社 （3） 鍛壓手冊(cè) 北京，機(jī)械工業(yè)出版社（4） 林法禹，特種鍛壓工藝 北京，機(jī)械工業(yè)出版社 （5） 馬懷憲主編金屬塑性成型 北京，冶金工業(yè)出版社 （6） 模具制造期刊（7） 金屬塑性工藝期刊（8） 史美堂 金屬材料及熱處理 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 翻 譯 文 獻(xiàn)原文：harddening of plain carbon steels heat treatment is

37、used to soften metal and relieve internal stresses (annealing), harden metal, and temper metal (to toughen certain parts). hardening is a process of heating and cooling steel to increase its hardness and tensile strength , to reduce its ductility and to obtain a fine grain strength.hardening increas

38、es the strength of pieces after they are temperature. it is accomplishd by heating the steel to some in air, oil, water, or brine. only medium, high, and very high carbon steels can be hardened by this method. the temperature at which the steel must be heated varies with the steel used.the tendency

39、of a steel to harden may or may not be desirable depending upon how it is going to be processed. for example, if it is to be welded, a strong tendency to harden will make a steel brittle and susceptible to cracking during the welding process. special precautions such as preheating and a very careful

40、 control of heat input and cooling will be necessary to minimize this condition. during welding, an extremely high localized temperature differential exists between the molten metal of the weld and the soild, much colder metal being welded. the resulting structure if these areas is hard, brittle mar

41、tensite. the greater the hardenability of a steel, the less severe the rate of heat extraction necessary to cause it to harden. this is one of the reasons that alloy and high carbon steels have to be welded with greater care than ordinary low carbon steels.the phase changes in plain carbon steels as

42、 the carbon content and the temperature vary. for a pure iron, the phase change from body-centered cubic at lower temperatures to face-centered cubic austenite occurs at 1666f. the bcc state is termed ferrite. this ferrite phase is commonly found in carbon and alloy steels and cast irons. it can be

43、considered to be pure iron, but in plain carbon steels it is actually a solution of 0.008% carbon in iron at room temperature (though iron can dissolve somewhat more carbon than this at higher temperatures).the carbon atoms are small enough (0.77a) to fit between the iron atoms in the body-centered

44、cubic crystal lattice.but even an extra low-carbon stainless steel contains much more carbon than 0.008%, so that the carbon in steels must be in the steel in some form other than this. the irresistible chemical attraction between most metals and carbon has been a recurrent theme in this book: virtu

45、ally all the carbon in steels denum, vanadium, titanium, and other metals. here we come to the heart of the matter. we can heat-treat any steel that contains sufficient carbides. pure iron cannot be heat-treated. carbon steels with less than about 0.3% carbon have carbides insufficient for any signi

46、ficant heat treating to be possible. thus the 300-series stainless steels, in which carbon is generally less than 0.15%, cannot be heat-treated. the martensitic stainless steels are enough carbon to produce sufficient carbides of iron and chromium for heat treating. the non-heat-treatable ferritic s

47、tainless steels must be discussed later.to heat-treat then, we need carbides plus one other steel characteristic-a phase transformation from austenite at higher the 300-series austenitic stainless steels do not have this second characteristic, but most steels do.iron carbide, fe3c, is called cementi

48、te. like other carbides, it is hard, strong, and brittle, the hardest constituent in carbon steels. cementite has a carbon content of 6.6%. at room temperature, all carbon steels are mixtures of ferrite and cementite. to harden a carbon steel, the steel is first heated to just above its critical tem

49、perature into the austenite phase. it is held at this temperature long enough for cementite and other carbides to dissolve in the austenite. the steel in then cooled at a rapid rate. this fast cooling is obtained by quenching the hot steel in water or oil, or, in the case of a weld, the cooling is f

50、ast. because of the rapid cooling, the austenite does not have time to dissociate into the usual ferrite and cementite. what comes down with drastic cooling is a supersaturated solution of carbon trapped in a body-centered tetragonal (i.e., rectangular) crystal structure, this frozen solution being

51、given the name martensite.the transformation from austenite to martensite does not occur at the transformation temperature between ferrite and austenite. instead, the martensite transformation occurs over a range of temperature. austenite may begin to transform to martensite at 80 f in a low-alloy s

52、teel. as the temperature contiues to fall, more martensite is formed , until at room temperature the structure of the steel may be 99% martensite. with added alloy ingredients the mertensite transformation begins at a lower temperature, and the transformation is also less complete. in a high-speed s

53、teel, martensite may not begin to appear until a temperature of 600 f is reached, and perhaps only 80% of the austenite will have transformed when room temperature is reached. the untransformed fraction will still be austenite. all these changes teke place only during a fast quench of an alloy steel

54、 or a carbon steel of 0.3% carbon or more.martensite is hard, brittle, and nonductile, so that the denger of cracking due to thermal stresses is ever present. worse still, there is a vonlume expansion when martensite appears. the part of the steel that is merely cooling is contracting, while the fraction that is transforming is expanding. this makes the cracking possibilities even greater.in carbon steels, the brittle martensitie condition is obtainable only with a very rapid cooling rate. additions of any alloying ingredients affect this coo