冷擠壓模具的結(jié)構(gòu)、分類與設(shè)計(

1、第六章冷擠壓模具設(shè)計本章通過一些典型的冷擠壓模具結(jié)構(gòu)，介紹冷擠壓模具的特點、其工作零件及其它主要零部件的設(shè)計要點及步驟等。第一節(jié)冷擠壓模具的結(jié)構(gòu)及分類一、概述冷擠壓是在常溫下對金屬材料進行塑性變形，其單位擠壓力相當大，同時由于金屬材料的激烈流動所產(chǎn)生的熱效應可使模具工作部分溫度高達200 以上，加上劇烈的磨損和反復作用的載荷，模具的工作條件相當惡劣。因此冷擠壓模具應具有以下特點：(1) 模具應有足夠的強度和剛度，要在冷熱交變應力下正常工作；(2) 模具工作部分零件材料應具有高強度、高硬度、高耐磨性，并有一定的韌性；(3) 凸、凹模幾何形狀應合理，過渡處盡量用較大的光滑圓弧過渡，避免應力集中；(

2、4) 模具易損部分更換方便，對不同的擠壓零件要有互換性和通用性；(5) 為提高模具工作部分強度，凹模一般采用預應力組合凹模，凸模有時也采用組合凸模；(6) 模具工作部分零件與上下模板之間一定要設(shè)置厚實的淬硬壓力墊板，以擴大承壓面積，減小上下模板的單位壓力，防止壓壞上下模板；(7) 上下模板采用中碳鋼經(jīng)鍛造或直接用鋼板制成，應有足夠的厚度，以保證模板具有較高的強度和剛度。典型的冷擠壓模具由以下幾部分組成：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 .頂出部分如頂桿、反拉桿、頂板等；4 .卸料部分如卸料板、卸料環(huán)、拉桿、彈簧等；5 .導向部分如導柱，導套、導板、導筒等；

3、6 .緊固部分如上、下模板、凸模固定圈、固定板、壓板、模柄、螺釘?shù)取６?、冷擠壓模具分類冷擠壓模具有多種結(jié)構(gòu)形式，可根據(jù)冷擠壓件的形狀、尺寸精度及材料來選擇合適的模具結(jié)構(gòu)形式。冷擠壓模具可以按以下幾個方面來分類。(一)按工藝性質(zhì)分類模具按工藝性質(zhì)可分為：正擠壓模、反擠壓模、復合擠壓模、鐓擠壓模等。1 正擠壓模圖6-1 所示為實心件正擠壓模。該模具更換相應的工作部分零件，可進行其它零件的正擠，也可用于反擠壓、復合擠壓和鍛擠。頂出系統(tǒng)由零 件1、2、3、4組成可調(diào)式拉桿，其中件3為調(diào)節(jié)螺母。旋轉(zhuǎn)螺母可以調(diào)節(jié)拉桿 長度，以適合不同零件擠壓后的頂出。凸模6由活動護套加以保護，以增加凸模 的強度和穩(wěn)定性。

4、止匕外，當該模具用于反擠壓或復合擠壓時， 更換合適的護套還 可以利用上模部分的打料系統(tǒng)進行卸料。圖 6-1 實心件正擠壓模圖 6-2 所示是用于黑色金屬空心零件正擠壓的模具圖。模具的工作部分為凸模和凹模。凸模16 的心部裝有凸模芯軸15，芯軸15 的心部設(shè)有通氣孔與模具外部相通，在凸模中以便上下滑動。凸模 16 的上頂面與淬硬的墊板13 接觸， 以便擴大上模板3 的承壓面積。凹模2 經(jīng)墊塊 8 與墊板 9 固定于下模板11 上。由圖可看出，凸模與凹模的中心位置是不能調(diào)整的，凸、 凹模之間的對中精度完全靠導柱 7 與導套 6 以及各個固定零件之間的配合精度來保證，因此這種模具結(jié)構(gòu)常稱為不可調(diào)整式

5、模具。很明顯， 不可調(diào)整式模具的制造精度要求很高，但安裝方便， 而且模架具有較強的通用性，若將工作部分更換，這副模具可以用作反擠壓或復合擠壓。由圖還可知，凸模回程時，擠壓件將留在凹模內(nèi)，因此需在模具下模板上設(shè)置頂出桿10。2反擠壓模圖6-3 所示是一種典型的具有導向裝置的反擠壓模。該模具是在小型（無頂出裝置）壓力機上使用的杯形件反擠壓模。凸模7 靠壓環(huán)10、定位圈 6 和大鑼母11 緊固與定位，可以實現(xiàn)快換。凹模采用組合凹模形式。為便于反擠壓件從凹模中取出，設(shè)計了間接頂出裝置，反擠壓力在下模完全由頂出桿17承受，頂件力由反拉桿式聯(lián)動頂出裝置（由件3、 20、 21、 22、 23、 24組成）

6、提供，該頂出裝置在模座下方帶有活動板22，當擠壓件頂出一段距離后，通過帶斜面的斜塊24 將 22 撐開，使頂桿23 的底面懸空，使之靠自重復位，為下一次放置毛坯做好準備。而活動板22 靠其外圈的拉簧21 合并。 上模也設(shè)計了卸件裝置，由于杯形擠壓件較深，為了加強凸模的強度，除工作段外，凸模的直徑加粗并開出三道卸料槽，供帶有三個內(nèi)爪形的卸料環(huán)12 卸料。該模具具有一定的通用性，只要將凸模、凹模、頂出桿、墊塊18、 19 加以更換， 這副模具就可以擠壓不同形狀和尺寸的工件，也適用于正擠壓和復合擠壓。圖6.3反擠壓模3 .復合擠壓模圖6-4為活塞銷的復合擠壓的模具圖。其工作部分由上凸模 5、下凸模3

7、及凹模4構(gòu)成。由于上凸?；爻虝r擠壓件將留在凹模內(nèi)，因此必須 在下下模部分設(shè)置頂件裝置（由頂桿 1和頂件套2構(gòu)成）。由圖可看出該復合擠 壓模具工作部分的一個顯著的特點，即在上凸模外壁上套有控制擠壓件長度方向 尺寸的限流套6。因為上凸模向下擠壓毛坯時，金屬向上流動的阻力較小，如果 沒有限流套的控制將使活塞銷的上孔深于下孔，加限流套6后，可迫使金屬向下流動，保證上、下孔深度尺寸一致。圖6-4活塞鑄復合擠壓模1 一頂桿2一頂件套3一下凸模4 一凹模5上色模6 限流套4 .鍛擠模圖6-5所示為鍛擠模。凸模2與外套1組成組合式凸模，以提高凸模的使用壽命。組合式凸?？柯菽? 緊固在定位圈3 上，以保證凸模定

8、位準確， 裝卸方便。擠壓結(jié)束，靠壓力機頂出裝置推動頂件6 將擠壓件頂出凹模5。（二）按有無導向裝置分模具按有無導向裝置可分為：導柱導套冷擠壓模、模口導向冷擠壓模、導筒導向冷擠壓模及無導向冷擠壓模。1 .導柱導套導向冷擠壓模該類模具如圖 6-1圖6- 5所示，它是冷擠壓模具中最常見的一種模具結(jié)構(gòu)。中小型冷擠壓模具一般采用兩導柱導套形式，大型的冷擠壓模具采用四導柱導套形式，精密冷擠壓模具還采用滾珠式導柱導套。采用這類結(jié)構(gòu)的模具可以保證上下模具有較好的對中性，冷擠壓件同心度好，但是模具制造較復雜。2模口導向冷擠壓模圖6-6 為?？趯蚶鋽D壓模。凸模4 靠凸模固定圈通過螺母固定在上模部分。凹模為硬質(zhì)合

9、金，凹模外層有預應力圈。擠壓件卡在凹模內(nèi)，可通過頂桿7 將工件頂出。如擠壓件緊包在凸模上，則通過卸料板將工件卸下。由于凸模導向部分尺寸與擠壓件外徑相同，因此必須在凸模上銑出三條卸料槽來作為卸料用。起到?？趯蜃饔玫膶蛱?3與凸模的間隙一般在0.02mm以內(nèi)，這樣能保證擠壓件的壁厚誤差很小。這種導向方法簡便、實用， 導向效果比導柱導套式導向還要好。不過這種導向方式一般用于擠壓較淺反擠壓件的模具，同時對壓力機導軌的導向精度要求較高。圖中?？趯虿糠植捎门c凹模分體形式，也有整體式的，即凹模型腔上部分即為導向部分。3導筒導向冷擠壓模圖6-7 為摩托車主軸雙端花鍵復合擠壓模具簡圖，它是一副導筒導向擠壓

10、模。模具由上模固定套10 與下模固定套11 進行導向，主軸兩端花鍵分別在上齒形凹模5 和下齒形凹模3 內(nèi)擠壓成形。這種采用上下同時擠壓成形滿足了雙端齒形的形位精度要求。它實質(zhì)是雙向減徑擠壓，毛坯不能產(chǎn)生鐓粗，因此對變形程度、模具工作段的形狀、潤滑條件以及毛坯材料的狀態(tài)要求都很高。另外由于擠出段長度較長，很容易產(chǎn)生彎曲，在齒形凹模非工作段及墊塊上設(shè)置校形工作帶，可以克服這一問題。第二節(jié)模具工作部分設(shè)計冷擠壓工作部分零件是指凸模、凹模、 頂桿等在擠壓時直接參與擠壓過程的一些零件。、正擠壓模具工作部分零件設(shè)計(一)正擠壓凸模正擠壓凸模的作用主要是傳遞擠壓力，其設(shè)計較為簡單，因為實際上只要凸模上 所受

11、的單位擠壓力不超過2500MPa即可。在凸模和凹模之間應具有合適的間隙， 這是因為：(1)要避免在擠壓后零件上形成毛刺， 這就要求較小的間隙，這一點在擠比較 軟的有色金屬材料時特別重要；(2)必須保證擠壓時，由于凸模彈性變形而產(chǎn)生的直徑增大，凸、凹模之間仍 要有一定的間隙。1 .正擠壓凸模的形式正擠壓凸?；旧嫌形宸N形式，如圖6-8所示。圖a用于正擠壓實心件，具下端面是平的，形狀比較簡單，制造方便。圖b圖e用于正擠壓空心件。其中圖b為整體式結(jié)構(gòu)，可用于擠壓軟金屬，其過渡部分應用光滑圓 弧連接，以避免應力集中而導致芯棒折斷。圖 ce為組合式凸模。其中圖c的 芯棒與凸模內(nèi)孔之間為過渡配合，這種結(jié)構(gòu)

12、可以大大減少芯棒與凸模結(jié)合處的應 力集中，不過在擠壓中如金屬向下流動劇烈時，摩擦力過大也可能導致芯棒拉斷。 這種凸模適應于芯棒直徑較大，或擠壓材料不太硬，或摩擦系數(shù)較小的材料擠壓。 圖d的芯棒與凸模內(nèi)孔采用間隙配合，在擠壓中芯棒可以隨金屬材料同步向下移 動，因此改善了芯棒的受拉情況，使芯棒不易拉斷，這種凸?？捎糜跀D壓黑色金 屬。圖e為浮動式凸模，其在芯棒上部放一彈簧，在擠壓中芯棒受拉，彈簧被壓 縮，可以克服更大的拉力，能有效地防止芯棒拉斷。這種凸?？梢杂糜诓牧嫌捕?和摩擦力比較大的黑色金屬擠壓。 為了進一步防止芯棒拉斷及卸料方便， 芯棒一 般做出10'30'的斜度。2 .正擠壓

13、凸模尺寸參數(shù)設(shè)計以圖6- 8 e的凸模為例，凸模各部分尺寸參數(shù)見表6-1。表6-1 正擠壓凸模（圖6-9e）尺寸參數(shù)設(shè)計計算表名稱尺寸參數(shù)芯棒直徑d2按空心件孔徑最大尺寸設(shè)計芯棒長度l空心毛坯高度+凹模工作帶高度凸模工作部分高度h擠壓工彳行程+卸料板厚+10mm凸模工作部分直徑d凹模型腔-0.02mm定位部分直徑d3(1.21.4) d支承部分直徑d4(1.82.0) d支承部分高度h1(0.30.5) d圓角半徑R1(0.51.0) d二）正擠壓凹模正擠壓凹模根據(jù)單位擠壓力大小可選擇單層整體凹模或組合凹模。有時單位擠壓力小時也可采組合凹模，以降低模具制造成本。1 .凹模型腔尺寸確定圖6-9為

14、正擠壓凹模形狀尺寸。其外圓形狀做成一定斜度的錐形，以便裝上預應力圈。凹模型腔深度h3根據(jù)毛坯長度和擠壓前凸模需進入凹模導向深度（一般10mm）來決定。凹模的入模錐度一般采用60 126°較合理（對于較軟的材料，也可采用 180° ）。凹模入模錐度大，擠壓力 增加，如超過126。，金屬擠壓時易成“死區(qū)”，不利于金屬的流動。塑性差的 金屬擠壓后，“死區(qū)”的材料會脫落。錐角小于60。時，金屬擠壓時摩擦阻力增加，使擠壓力也增加，同時頂件力也增加。凹模收口部分應采用適當?shù)膱A角半 徑過渡。2 S圖6-9 正擠壓凹模1 一凹模 2一頂桿3一存向墊板圓角半徑的大小對模具的使用壽命影響很大。

15、 一般圓角半徑越大，凹模的使 用壽命越長，當然圓角半徑的值受到擠壓零件形狀的限制。 凹模型腔的工作帶長 度hl應適當選擇：純鋁：h1=12 mm；硬鋁、紫銅、黃銅：h1=13 mm；低碳鋼：h1=24 mm。在工作帶以下的孔徑D2應使擠出的零件不再與凹模接觸，以免增加摩擦力， 需擴大為D2=D1+ (0.20.4) mm。由D1到D2也應光滑過渡。底厚 h2應以強 度要求進行選擇，一般可取 h2=(1.11.2)D。2 .凹模結(jié)構(gòu)形式正擠壓組合凹模的結(jié)構(gòu)形式有六種，如圖 6-10所示。圖a的內(nèi)層凹模為整體式，結(jié)構(gòu)簡單，制造安裝方便，但在單位擠壓力較大情況 下，型腔轉(zhuǎn)角處由于應力集中較大，易產(chǎn)生

16、橫向開裂。圖b-圖f的內(nèi)層凹模為分割式結(jié)構(gòu)，其中圖b、圖c為縱向分割式，最內(nèi)層凹模鑲?cè)εc凹模之間采用 0.02mm的過盈配合，當凹模與外面兩層預應力圈壓合后實際過盈將進一步增大， 因此凹模鑲?cè)Φ募饨翘幉粫懒?，在擠壓中也不會產(chǎn)生鉆料現(xiàn)象。圖c的凹模內(nèi) 孔末端10mm處加工出5°斜度，便于將凹模鑲?cè)喝氚寄?nèi)孔中。圖 d是將內(nèi) 層凹模做成橫向分割式，但這種形式由于內(nèi)層凹模軸向壓緊力不夠大，在單位擠壓力較大情況下，被擠金屬容易鉆料。圖 e、圖f是將內(nèi)層凹模和預應力圈均做 成橫向分割式，雖然結(jié)構(gòu)復雜些，但由于軸向壓緊力大，可以有效地防止被擠金 屬鉆料。橫向分割凹模的貼合面寬度一般為13mm

17、為宜，貼合面以外應將其中一塊加工成1°的斜角，或加工成0.2mm深的不接觸面。貼合面一定要平整，并 進行研磨拋光，這樣可以防止被擠金屬鉆料。橫向分割面一般取在凹模內(nèi)壁圓角 半徑上切點以上1mm處為佳，如圖f所示。圖e、圖f所示的橫向分割凹模還 應加壓套，在模具上把上下兩部分緊壓在一起。RkL二、反擠壓模具工作部分零件設(shè)計(一)反擠壓凸模反擠壓凸模一般由夾緊和成形兩部分組成，如圖 6-11a所示，當反擠壓凸模 在擠壓時靠?？趯驎r，則還需增加導向部分，如圖 6-11b所示。1 .反擠壓凸模形式合理的反擠壓凸模成形部分形狀和尺寸，可以有利于金 屬的流動，降低單位擠壓力，從而提高模具的使用

18、壽命。按反擠壓凸模成形部分 的形狀不同有三種常用形式，見圖6-12。圖a和圖b兩種凸模使用效果較好，可 降低單位擠壓力。尤其是圖b中的尖頂錐形凸模，斜角 越大則單位擠壓力越小， 生產(chǎn)中一般斜角 為59°。但是斜角越大，當毛坯表面不平時，擠壓時凸模要 歪斜，造成零件壁厚不均勻。圖c中平底凸模用于擠壓件內(nèi)孔要求平底或單位擠 壓力較低的場合。反擠壓凸模的有效工作部分是圖中高度為 h的圓柱形表面，稱之為工作帶， 工作帶以上的凸模直徑略小些，工作帶的作用有以下三點：(1)減小凸模與擠壓金屬的接觸面積，可大大降低摩擦阻力；(2)防止擠壓結(jié)束時，擠壓件粘在凸模上；(3)擠壓時，不會由于凸模工作帶以

19、上部分的彈性變形而產(chǎn)生的直徑增大， 影響擠壓件內(nèi)孔的尺寸精度。2 .反擠壓凸模尺寸參數(shù)設(shè)計反擠壓凸模所受到的單位擠壓力比正擠壓時 大。同時由于坯料放置偏斜或坯料端面不平整，會使凸模在反擠壓時受到偏心載 荷而彎曲折斷。所以其工作條件比正擠壓凸模更為惡劣， 因此必須合理設(shè)計和正 確選擇反擠壓凸模的尺寸參數(shù)。以圖6-12中應用得最廣泛的帶平底錐形凸模為例，其各部分尺寸參數(shù)的確 定如表6-2。表6-2反擠壓凸模尺寸參數(shù)設(shè)計計算表名稱被擠壓毛坯材料種類黑色金屬有色金屬工作帶直徑di等于擠壓件孔徑最大尺寸等于擠壓孔徑最大尺寸工作帶高度h23mm0.5 1.5mm底部平坦部分直徑0.5di0.7 d1錐頂角

20、7 27°3 25 °非工作部分直徑d(0.97 0.98) d1(0.85 0.95) d1斜面與工作帶交接處ro0.5 1.5mm0.3 0.5mm斜面與平坦部分交接處r0.8 1.8mm0.5 1.0mm定位直徑d2(1.2 1.4) d1(1.1 1.3 ) d1定位高度h2(0.6 0.7) d1(0.55 0.65) d1支承部分直徑d3(1.4 1.6) d1(1.2 1.5) d1支承部分高度h3(0.5 1.0) d3(0.5 1.0) d3支承部分錐半角5 15°5 15 °支承錐面與d2交接處R11.0d21.0d2d與d2交接處R

21、22.0 d2.0 dd與d1交接處R31.5d11.5d13 .反擠壓凸模防止失穩(wěn)措施反擠壓凸模的成形部分長度hl應當越短越好，這樣可以避免凸模在擠壓時產(chǎn)生縱向彎曲而失穩(wěn)。凸模的成形部分長度按照經(jīng)驗數(shù)值，其許用范圍如下：反擠壓純鋁時：h1/d1<710;反擠壓紫銅時：h1/d1<56;反擠壓黃銅時： h1/d1< 45;反擠壓低碳鋼時：h1/d1< 2.53。反擠壓塑性較好的有色金屬時，為了增加凸?？v向穩(wěn)定性，可以在凸模的工 作端面上開出工藝凹槽。工藝凹槽的形狀見圖6-1 3。凸模在剛開始擠壓時借助凹槽可“咬住”毛坯，從而提高其縱向穩(wěn)定性。工藝凹槽必須對稱于凸模中心，

22、 使凸模在擠壓中保持與凹模的良好同心度，否則在擠壓時會產(chǎn)生偏移而折斷凸 模。工藝凹槽的尺寸一般為 11.5mm寬，0.30.6mm深，工藝凹槽的尖頂處 應用圓弧相連。用于擠壓純鋁的細長反擠壓凸模工作端面不必拋光，過分光滑的端面容易使 凸模在擠壓時產(chǎn)生漂移，從而發(fā)生彎曲以致折斷。對于黑色金屬反擠壓凸模，由于其單位擠壓力大，工作端面不允許開出工藝 凹槽，否則會在凹槽處由于應力集中而產(chǎn)生開裂。（二）反擠壓凹模1 .反擠壓凹模形式根據(jù)零件的形狀、尺寸、精度及材料種類不同，反擠壓 凹模也有各種形式。一般反擠壓凹模有成形和頂出兩部分組成。如需要模口導向， 可采用如圖6-14所示的典型結(jié)構(gòu)。在擠壓外壁粗糙度

23、較低，同時壁厚精度較高 的有色金屬零件時，可以采用如圖 6-15所示在凹?？诓吭O(shè)置盛料腔，擠壓時， 凸模先以略為減徑的方式將坯料壓入成形型腔，然后再進行反擠壓。這樣可以減小坯料與成形型腔之間的間隙，同時坯料外周表面也通過減徑擠壓而粗糙度大為 降低，并且盛料腔又可起到模口導向作用。圖6-16為其他一些常用反擠壓凹模形式。圖 a-圖d用于有色金屬薄壁件反 擠壓，擠壓后工件不會卡在凹模內(nèi)，所以不需要頂出裝置。其中圖 a為整體式， 其特點是結(jié)構(gòu)簡單、制造方便，缺點是轉(zhuǎn)角半徑R處容易開裂下沉。圖b也為整體式，但凹模型腔底部有25斜度，擠壓時有利于金屬流動。圖c、圖d為分 割式凹模，壽命比整體式凹模長。圖

24、c為縱向分割式凹模，其鑲塊在裝配前與凹 模為過盈配壓，壓入預應力圈后，其過盈量將更大，這樣可以避免在角部產(chǎn)生毛 刺。圖d為橫向分割式凹模，為了避免擠壓時金屬材料鉆入上下模的貼合面，貼合面也要像前述正擠壓橫向式組合凹模一樣，要有特殊的要求。生產(chǎn)實踐證明， 就是象純鋁這樣流動性好的金屬也不含鉆入拼縫中。同時，上下凹模應有較高的制造精度，以避免擠壓件底部產(chǎn)生聯(lián)接痕跡。圖 e、圖f均帶有頂出裝置，以適 用于黑色金屬或厚壁工件的反擠壓。圖e適用于工件底部外形呈尖角的反擠壓件，圖f適用于工件底部外形呈一定圓角半徑的反擠壓。 如果工件底部要求平整, 其頂桿的高度要略高出凹模型腔底平面，以抵消擠壓時頂桿長度由

25、于彈性壓縮變 形而縮短。頂桿的高出量根據(jù)材料和變形程度的不同而有所區(qū)別。圖G16常用反擠壓凹模形式為了提高反擠壓凹模使用壽命，節(jié)省模具材料，一般反擠壓凹模都采用組合 凹模形式，內(nèi)凹模外面加壓上預應力圖，如圖 6-14所示。2 .反擠壓內(nèi)層凹模尺寸確定一般內(nèi)凹模型腔尺寸參數(shù)見圖6-17,其尺寸計算見表6-3。對于要求不高的反擠壓件，為了減小擠壓時金屬流動的阻力，同時 也為了送料和取料的方便，凹模內(nèi)孔可略帶錐度，一般單邊斜度為10' 20'。凹模型腔拋光至Ra0.2g,使擠壓時金屬阻力減小到最低限度。表6-3反擠壓內(nèi)層凹模型腔尺寸確定表名稱設(shè)計計算凹模型腔內(nèi)經(jīng)DP 等于擠出件外徑的

26、最小尺寸凹模入口處圓角半徑r2 3mm凹模型腔高度H2h0+h+r+2 4mmh0為毛坯圖度，h為凸模工作 帶高度頂件部分高度H1當 D=2D2 時，H1=2D2當 D=1.5D2 時，H1=D2凹?？偢叨菻H1+ H2 必須二 2.5H2型腔轉(zhuǎn)角處圓角半徑R0.5 2mm(三)頂桿設(shè)計反擠壓頂件在擠壓中直接承受較大的單位擠壓力，設(shè)計時應考慮具有足夠的強度，同時為了使較大的單位擠壓力能和緩地傳遞給下壓力墊板，其支承部分的直徑應適當放大。圖6-18為常用的頂桿形式。圖a為擠壓黑色金屬冷擠壓件用 的頂桿，其桿部直徑di 一般比凹模型腔直徑小0.1mm,這樣既不會產(chǎn)生很大的 縱向毛刺，又能使頂部及時

27、退回便于送料。其支承部分直徑d=(1.31.5)d1,過度圓弧應盡可能大。圖b頂桿是考慮到其因彈性變形而產(chǎn)生橫向變粗而卡死在凹 模內(nèi)，頂桿與凹模頂出孔配合部分不做成直徑相同的圓柱體。頂桿僅在直徑 d1=D2(凹模頂出部分孔徑卜高度h' =510mm處與凹模頂出孔配合，di以下 做出一定的退讓量：d2=d1-(0.51)mm。如在擠壓有色金屬時，要求不產(chǎn)生縱向 毛刺，頂桿與凹模頂出部分孔徑的配合可采用基孔制間隙配合。a卜圖63常H1頂斗形式圖6-19要求外徑及內(nèi)徑尺寸的擠壓件頂件上端面在擠壓時，其中心處的單位壓力最大。如擠壓件下端面的平整度 要求高時，可以在頂桿上端面做成圓錐面，如圖b所

28、示，其頂部中心處高出0.05 0.1mm,這樣可以抵消單位擠壓力造成的彈性變形，以確保擠壓件得到平整的底 平面0三、反擠凸模與凹模制造尺寸與公差反擠壓時，模具工作部分的間隙，決定了擠壓件壁厚的大小。由于擠壓時模 具工作部分的磨損，這個間隙就會越來越大，因此擠壓件的壁厚尺寸也越來越大， 在設(shè)計模具工作部分的尺寸和公差時， 必須考慮模具有一定的磨損量，同時又不 影響擠壓件的尺寸精度要求。這樣既可以擠出合格的產(chǎn)品，又可以提高模具的使 用壽命。下面分兩種情況來進行計算。擠壓件尺寸公差如圖6-19所示。第三節(jié)預應力組合凹模設(shè)計在冷擠壓的生產(chǎn)實踐中，人們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)，如果整體式凹模在擠壓中受到的單位擠壓力較大

29、時，往往導致凹模向外擴展而產(chǎn)生切向開裂，如圖 6-20所示。為 了提高冷擠壓凹模的強度，確保凹模在較大的單位擠壓力下有較長的使用壽命， 一般均采用預應力組合凹模結(jié)構(gòu)形式。 所謂組合凹模就是利用過盈配合，用一個 或兩個預應力圖將凹模緊套起來而制成的多層凹模結(jié)構(gòu)。根據(jù)單位擠壓力大小，冷擠壓凹?？刹捎萌N類型（圖 6-21）,即：整體式 凹模圖a,兩層組合凹模圖b,三層組合凹模圖c。其中左半圖為末壓合前，右 半圖為壓合后。a）nJc）圖足21冷擠壓凹模的三種結(jié)構(gòu)形式a）超體式凹模h）兩層組合凹模匕）三層組合凹模一、整體式凹模受力分析冷擠壓時，整體式凹模內(nèi)腔受到變形金屬材料的徑向壓力， 這種受力狀況近

30、 似于厚壁圓筒承受徑向內(nèi)壓的受力狀態(tài)。 其之所以是近似，是因為冷擠壓時凹模 不在厚壁圓筒內(nèi)壁整個高度上受壓力，另外據(jù)有限元數(shù)值計算及實測，凹模內(nèi)壁 所受的單位擠壓力低于凸模端面上的單位擠壓力， 因此用這種假設(shè)所計算的凹模 應力值是偏大的，設(shè)計是安全的。先分析厚壁圓筒的受力情況。當厚壁圓筒的內(nèi)半徑為 門、外半徑為r2、受 內(nèi)壓力pl、外壓力p2、而無軸向力作用時，厚壁圓筒筒壁任意一點 r處的應力 可由拉工（Lame）公式求得.圖6-22整體式凹模內(nèi)應力分布情況可以看出：(1)當作用在整體式及凹模內(nèi)壁的最大切向拉應力超過凹模材料抗拉強度 時，就要從凹模內(nèi)壁處產(chǎn)生裂紋而造成切向開裂。(2)當作用在整

31、體式凹模內(nèi)壁的最大等效應力超過凹模材料許用應力時， 就要從凹模內(nèi)璧處開始產(chǎn)生破壞。綜上所述，在冷擠壓單位擠壓力較高的情況下，凹模不宜采用整體式凹模。 通過理論分析和實驗驗證，為了提高凹模強度，防止凹模的切向開裂及凹模內(nèi)壁 的破壞，采用預應力的組合凹模是種行之有效的方法。二、組合凹模受力分析為了分析問題簡單起見，這里對兩層組合凹模(即內(nèi)凹模和預應圈)的受力 進行分析。1 .未擠壓時組合凹模預應力分布(1)內(nèi)凹模受接觸預壓力p作用時的預應力分布(2)預應力圈受接觸預壓力作用時的預應力分布(3 )組合凹模組合后而未擠壓時的預應力分布組合凹模組合后而未擠壓時的預應力等于內(nèi)凹模受接觸預壓力 p2k作用產(chǎn)

32、 生的預應力與預應力圈受接觸預壓力 p2k'作用產(chǎn)生的預應力相疊加而成， 其分 布情況如圖6-26所示。2 .組合凹模擠壓時的應力分布(1 )組合凹模作為整體凹模時應力分布(2 )組合凹模擠壓時的實際應力分布組合凹模擠壓時的實際應力應為未擠壓時預應力與擠壓時不考慮接觸預應力時的應力相疊加而成，其分布情況見圖6-28。 從圖中可以看出，由于組合凹模中的內(nèi)凹模與預應力圈采用過盈配合，壓入后兩者的接觸面產(chǎn)生接觸預應力，該接觸預應力使內(nèi)凹模上產(chǎn)生切向壓應力；而預應力圈上產(chǎn)生切向拉應力。因此，組合凹模擠壓時，內(nèi)凹模所產(chǎn)生的切向拉應力就被抵消而減小，而預應力圈上所產(chǎn)生的切向拉應力被疊加而增加。這樣

33、， 內(nèi)凹模與預應力圈的切向應力趨于相同。如果組合凹模預應力圈的尺寸選擇得適當，其過盈量也足夠大，甚至可以使內(nèi)凹模的內(nèi)壁在擠壓時完全沒有切向拉應力。對一定尺寸的組合凹模進行強度分析可得知：三層組合凹模的強度是整體式凹模強度的1.8倍，兩層組合凹模的強度是整體式凹模強度的1.3倍。組合凹模的優(yōu)點是：（ 1）顯著地提高內(nèi)凹模在擠壓時的承載能力，提高內(nèi)凹模的強度。（ 2）節(jié)省了昂貴的模具鋼。原來整個凹模要用高級合金工具鋼制成，現(xiàn)在僅內(nèi)凹模用高級合金工具鋼即可，預應力圈可改用較差一些的合金鋼或中碳鋼來制成。（ 3）由于內(nèi)凹模尺寸小，熱處理容易，提高了模具鋼熱處理的質(zhì)量，同時小尺寸規(guī)格模具鋼的碳化物偏析情

34、況得到改善，提高了模具鋼的原始材質(zhì)。當內(nèi)凹模損壞后，僅需調(diào)換內(nèi)凹模，預應力圈仍可繼續(xù)使用。（4）內(nèi)凹模可以采用硬質(zhì)合金，大大地延長模具使用壽命。硬質(zhì)合金呈脆性、抗拉性能差，其不可能作為整體式凹模的材料。但當組合凹模設(shè)計得使內(nèi)凹模內(nèi)壁在擠壓時完全沒有切向拉應力或切向拉應力較小時，硬質(zhì)合金就能作為內(nèi)凹模的材料充分發(fā)揮其硬度高、極耐磨的特點，可廣泛地應用于大批量擠壓的場合。三、組合凹模尺寸計算組合凹模尺寸計算首先要確定凹模的形式，即采用整體式還是采用兩層或三層組合凹模；其次要確定組合凹模內(nèi)凹模和各層預應力圈的直徑；最后決定內(nèi)凹模和各層預應力圈的徑向過盈量和軸向壓合量。1 .凹模形式的確定在設(shè)計組合凹

35、模時， 根據(jù)內(nèi)凹模使用材料可分為兩種情況：（1） 一般工具鋼制成的內(nèi)凹模，有足夠的抗拉強度，允許在一定的拉應力 狀態(tài)下工作。當單位擠壓力p01100MPa時，可采用整體式凹模。當1100MPa<p 0 1600MPa時，可采用兩層組合凹模（即具有一層預應力圈）。當 1600MPa<p 02500MPa時，可采用三層組合凹模（即具有兩層預應力圈）。（ 2）硬質(zhì)合金作為內(nèi)凹模材料，由于抗拉強度很低甚至為零。設(shè)計時就必須設(shè)定其不允許在拉應力狀態(tài)下工作。當 p01100MPa時，采用兩層組合凹模； 當1100MPa& p&1900MPa時應采用三層組合凹模。整體式凹模在這種

36、情況下沒 有使用價值。2 .組合凹模各圈尺寸確定凹模的總直徑比 a一般取46的數(shù)值，但對于多層組合凹模而言，中間各圈直徑的確定必須合理，否則會影響凹模的強度。3 .組合凹模徑向過盈量小與軸向壓合量 C的確定（1 ）兩層組合凹模徑向過盈量仙2與軸向壓合量C2見（圖6-21）的確定在決定了各圈直徑后，可按圖6-31與圖6-32決定d2處的徑向過盈量仙2與軸向壓合量C2。先按圖6-31與圖6-32查出徑向過盈量系數(shù)B 2與軸向壓合量系數(shù)6 2,然后 按下式計算徑向過盈量N 2（雙向）與軸向壓合量C2。仙 2= B 2 d 2 , C2= 6 2 d 2式中d 2預應力圈內(nèi)徑（mm）;仙2d 2處的徑

37、向雙向過盈量（mm）;B 2徑向過盈系數(shù)；C2 d 2處的軸向壓合量（mm）;6 2 d 2處的軸向壓合系數(shù)。（2）三層組合凹模徑向過盈量以2、仙3與軸向壓合量C2、C3（見圖6-21） 的確定在決定了三層組合凹模的各圈直徑之后,便可按圖6-33與圖 6-34查出徑向過盈系數(shù)B與軸向壓合系數(shù)6 ，然后按下式計算徑向過盈量以2、仙3與軸向壓合量 C2、 C3 。M=B2d2, C2 = 62d2仙 3= B 3 d 3 , C3= 6 3 d 3式中以2、3 3d 2、d 3處的徑向雙向過盈量（mm）;C2、 C 3d 2、d 3處的軸向壓合量（mm）;0 2、0 3 d2、d 3處的徑向過盈系

38、數(shù)；6 2、6 3d 2、d 3處的軸向壓合系數(shù)；四、組合凹模的壓合工藝根據(jù)組合凹模過盈量的大小及具體的生產(chǎn)條件，選用適當?shù)膲汉瞎に?。目前在生產(chǎn)實踐中主要有以下三種方法：1 .熱壓配合法先將外圈加熱后再套到內(nèi)圈上，利用熱脹冷縮的原理使外圈在冷卻后將內(nèi)圈包緊，也俗稱為“紅套”。采用這種方法，各圈的配合面均為圓柱面， 加工容易。但當預緊過盈量較大時，預應力圈的加熱溫度可能高于材料的回火溫度（一般回火溫度為 500600C）,就會使材料的硬度下降，縮短凹模的使用壽命。外圈加熱選擇的熱膨脹變形要比實際所需的熱膨脹變形大10。對于加熱溫度高于450時，必須采用防氧化措施。因此熱壓配合法僅適用于小過盈量的

39、壓合。2 .冷壓配合法采用干冰或低溫處理裝置將內(nèi)凹模冷卻，然后再將預應力圈套在內(nèi)凹模外。這種方法各圈的配合面也均為圓柱面。由于冷卻溫度有一定限制，該法也僅適用于小過盈量的壓合。3 .常溫強力壓合法常溫強力壓合時各圈的配合面均為錐面，錐面配合斜度丫一般采用1（30',不宜超過3 ,否則在使用過程中會自動松脫。各圈配合面要 有 70以上的面積相貼合，否則將造成預緊力達不到要求而使得內(nèi)凹模開裂。三層組合凹模壓合時，各圈的壓合次序是自外向內(nèi)，即先將中預應力圈壓入外預應力圈中，再將內(nèi)凹模壓入中預應力圈中。壓出次序則相反。壓合后的內(nèi)凹模的型腔尺寸有所收縮，必須進行修正，也可以對收縮量進行理論計算或

40、憑經(jīng)驗數(shù)據(jù)，預先把收縮量計入，以便壓入后內(nèi)凹模型腔尺寸為所需的尺寸。常溫壓合法一般在油壓機上進行，壓合時必須采用一些必須的防護裝置， 如 有機玻璃擋板，以保證操作者的安全。第四節(jié)卸件和頂出裝置設(shè)計擠壓結(jié)束后，擠壓件由于彈性變形的恢復，有可能緊包在凸模上，也有可能 卡在凹模型腔內(nèi)，需要將擠壓件卸下或頂出。將擠壓件從凸模上卸下的裝置稱為 卸件裝置，將擠壓件從凹模型腔內(nèi)頂出的裝置稱為頂出裝置。一、卸件裝置當凸模向下運動進行擠壓時，卸料板下面的彈簧被壓縮。當擠壓結(jié)束后凸模 向上運動時彈簧恢復，使卸料板與固定螺栓的螺母端面相靠緊。凸模繼續(xù)向上運 動時，擠壓件碰到卸料板被卡下。這種結(jié)構(gòu)可以減小凸模的長度。

41、裝在卸料板內(nèi) 的卸件環(huán)經(jīng)熱處理淬火，提高其耐磨性，延長卸料板的使用壽命，同時使卸料板 具有通用性，通過更換卸件環(huán)來滿足不同尺寸擠壓件的需要。黑色金屬反擠壓件 的壁部較厚，一般選用圖6-3中所示的整體式卸件環(huán)；當壁厚小于 0.5mm時， 應選用圖6-35所示的組合式卸件環(huán)結(jié)構(gòu)形式。這種卸件環(huán)周邊凹槽處圈有彈簧，以確保卸件環(huán)始終緊貼在凸模上。還有一種采用固定卸料板進行剛性卸料，如圖6-36所示。此形式結(jié)構(gòu)簡單、 卸料力大、動作可靠，多用于工件尺寸不大，淺形杯形反擠壓件。圖a用支桿支承 圖b用套管支承。a）卜）圖6-36固定卸料板卸料裝置a）用支桿支承b）用套管支承1凸模2_卸料板3支桿4 一模座5

42、套管二、頂出裝置如果擠壓件卡在凹模內(nèi),就需要專用的頂出裝置將之頂出。頂出裝置一般裝在下模部分。如壓力機上沒有專用頂出機構(gòu)，就需要設(shè)計如圖6-1、圖6-3那樣的頂出裝置，通過安裝在上模板上的反拉桿,當上?；爻虝r帶動頂板、頂桿、推動頂出桿頂出擠壓件。當壓力機備有專用頂出機構(gòu),模具的頂出裝置就較簡單,如圖6-2、圖6-4、圖6-5所示。常見的頂出裝置主要有三種基本類型:（1）墊塊頂料；（2）頂桿頂料；（3）套筒頂料。墊塊頂料見圖6-3 7，其利用裝在凹模1型腔中的扁形墊塊2和頂桿4將擠壓件從凹模內(nèi)頂出。這種頂出形式結(jié)構(gòu)簡單,便于加工,節(jié)省材料,但頂出擠壓件時有可能將墊塊一起頂出凹模。頂桿頂料見圖6-

43、38,圖a將頂料桿安置在下凸模中,這種形式用于大型正擠壓的空心或筒形件。圖 b 用于桿徑較小的長桿形件的正擠壓 ,為了便于加工和更換方便,將頂料桿2做成圓柱形,鑲在頂桿5的凹窩內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)使用可靠、調(diào)整方便、經(jīng)濟耐用。圖c 是使用得最為廣泛的頂出裝置,結(jié)構(gòu)簡單,使用方便,不僅用于正擠壓和反擠壓,也可用于復合擠壓模具。圖 6-39 為套筒頂料方式。套在下凸模3 上的具有粗大端部的筒狀環(huán)形頂出器2 兼有從下凸模3上卸料和與凹模1 中頂出的雙重功能,主要用下部帶孔零件的卸料和頂出。該裝置借助下部三個均布的圓柱銷4 帶動環(huán)形頂出器,將擠壓件從凹模中頂出。第五節(jié) 第五節(jié)導向裝置設(shè)計為了保證冷擠壓時凸、凹

44、模的同心度要求,減少因偏心負荷所產(chǎn)生的彎曲力矩而損壞凸模,并提高冷擠壓件的精度,一般在冷擠壓模具上,都設(shè)有必要的導向裝置。一、導向方法常用的冷擠壓模具的導向方法主要有導柱導套導向（圖6-15 ）、模口導向（圖6-6）和導筒導向（圖6-7）。由于導柱導套導向精度高，安裝方便，使用壽命長，其應用得最為廣泛。二、導柱導套導向裝置1 .導柱導套布置形式冷擠壓模具的導柱導套布置方式如圖6-40所示有（1）雙導柱中間布置；（ 2）雙導柱對角布置；（3）四導柱封閉布置。其中四導柱封閉布置適用于模板面積較大，受力不均勻有偏心載荷的場合，是冷擠壓模具中采用得較多的一種布置形式。2 .導柱導套緊固方法導柱導套與模

45、板的緊固方法主要有三種：（1）基孔制過渡配合。該方法采用壓板螺釘將導柱、導套緊固在上、下模板上，見圖6-41。（2）基孔制過盈配合，將導柱、導套直接壓入上、下模板，見圖 6-13、5。（ 3）采用低熔點合金、環(huán)氧樹脂或無機粘結(jié)劑將導柱導套直接緊固在上、下模板上。3 .導柱導套尺寸導柱導套尺寸見圖6-42。為了克服擠壓時可能產(chǎn)生的偏心負荷，導柱導套的剛性要盡可能設(shè)計得高些。根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)，導柱直徑d一般 取小4060mm,有時畫6-41岸柱導裔與模板的緊固方法 a）導桂 b）導在壓入模板長度l不得小于1.5d,總長度L 一般按模具的結(jié)構(gòu)尺寸來確定，但必須 保證凸模進入凹模之前，導柱伸入導套 10

46、 mm以上。導套內(nèi)孔徑d0與導柱直徑 d的配合為基孔制間隙配合。由于導套壓入上模板后其內(nèi)孔要略有縮小，因此 d 1尺寸應比導柱直徑d大0.5 mm以上。導套壓入段的長度l及其外徑D不得小 于1.5d;導向段長度（L-l） = （23） d0o滑動式導柱導套在工作時為了保持良好的潤滑狀態(tài)，要在導柱或?qū)咨祥_油 槽，以便貯存潤滑油。當擠壓件精度要求高時，可采用滾珠式導柱導套來確保上、 下模更高的導向精度。導柱導套材料常用滲碳鋼來制造，經(jīng)表面滲碳淬火處理，以保證其表面硬度 高而耐磨性好、同時其芯部又有較高的韌性。導柱導套相配合部分的表面粗糙度 不高于Ra0.2p m。第六節(jié)壓力墊板設(shè)計一、壓力墊板的

47、作用冷擠壓時，模具型腔中的單位擠壓力很高，如凸模或凹模所傳遞的軸向壓應 力直接作用在上下模板上，有可能要造成模板的壓塌。因此必須在模板與凸、凹 模之間設(shè)置淬硬的壓力墊板，有時簡稱墊板，以起到減緩軸向壓應力的作用I 尸max d圖6-43壓力的傳遞情況設(shè)墊板在直徑為dO的范圍內(nèi)作用著均布的單位壓力 p0,如圖6-43所示。根據(jù) 彈性理論對墊板的分析可知，壓力在板內(nèi)傳播像截頭錐體一樣向外擴大，傳到墊 板與模板接觸面上時，壓力的分布以加壓中心為最大，周邊為最小。根據(jù)計算結(jié) 果，將傳遞壓力比pmax/p0、pmin/p0、傳遞直徑比d/d0與相對板厚T/d0的關(guān)系 作出曲線，如圖6-44所示。由圖中可

48、見，當T/d0增加時，則d/d0增加，即壓力 的作用范圍擴大，而傳遞壓力比 pmax/p0、pmin/p0卻急劇下降，也就是單位壓 力得到較大的和緩。二、壓力墊板的設(shè)計計算（一）確定壓力墊板尺寸已知從凸?；虬寄鬟f來的壓力 p0、作用范圍直徑dO及模板的材料種類，要確 定壓力墊板的最小厚度Tmin及最小直徑dmin。由模板的材料種類查得其擠壓強 度bc,或者考慮一個安全系數(shù)后彳#到許用抗壓強度6bc；然后查圖6-44得到比值T/dO及d/dO ,進而算得Tmin及dmin。實際取用時，只要使壓力墊板 厚度T及直經(jīng)d大于算得的Tmin及dmin即可。（二）校核模板的強度已知均布壓力作用范圍直徑

49、d0,根據(jù)模具結(jié)構(gòu)尺寸選定壓力墊板厚度T、直徑d以及模板材料的許用抗壓強度6bc，校核模板強度及壓力墊板尺寸是否合適。由算得的T/d0查圖6-44可得pmax/p0及d/d0;然后由已知的算得pmax 及dmin。如果pmax/p0&be，則說明模板強度足夠，否則就要增加墊板厚 度或采用多層壓力墊板；若已知d>dmin,則說明按模具結(jié)構(gòu)選定的壓力墊板直徑d是合適的，否則就要增大墊板直徑 d,以保證d>dmin0第七節(jié)凸模和凹模的緊固方法凸模和凹模應采用合理的緊固方法，以確保冷擠壓件的擠壓精度，延長模具 的使用壽命，并便于模具的安裝、調(diào)整及迅速地更換零件。一、凸模的緊固方法圖

50、占摸緊回方法I 一上橫錢 七一望塊3一星套4一凸模5乃梅峰七一則埠外爆付了 一期摩內(nèi)梨用H厚板常用的凸模緊固方法見圖6-45。圖a是利用螺栓將凸模4和墊塊2直接緊固 在上模板1上。圖b和圖c是利用圓形外螺帽6和內(nèi)螺帽7,通過壓套3,將凸 模固定在凸模座5上。圖d是利用壓板8,通過壓套3用螺釘緊固到凸模座5上。 圖6-4 6是種快速更換凸模形式，具通過緊固螺釘 2將凸模3直接緊固在模柄1 中。這種方法一般只適用于單位擠壓力較小的有色金屬擠壓模具上。二、組合凹模緊固方法常用的組合凹模緊固方法見圖6-47o圖a是用螺釘直接將外預應力圈3周定 在凹模座5上。對于非圓形截面型腔的模具，為了防止其轉(zhuǎn)動，需

51、采用定位銷進行定位。這種緊固方法緊固可靠、裝卸方便，應用較廣。圖 b采用壓板6通過螺釘緊固在凹模座5上，凹模的對中可以用四個調(diào)節(jié)螺釘進行調(diào)整。 該法對中調(diào)整方便，裝卸快捷，應用也較廣。圖c是采用大螺母7將外預應力圈直接與凹模座5固定，這種方法緊固可靠、裝卸方便，但加工略復雜圖各幻里合網(wǎng)麋紫匍方法內(nèi)凹離2 中程威力典3外預應力.4王力型板5四模廛5壓板7大蛾卡第八節(jié) 冷擠壓模具材料及選用方法冷擠壓時，模具型腔中單位擠壓力可高達20002500MPa,還要經(jīng)受著極高的摩擦阻力和溫度變化，因此冷擠壓模具的工作條件是十分惡劣的。合理的選擇冷擠壓模具的材料比起其他模具顯得更為重要。一、冷擠壓模工作零件材

52、料的選用（一）冷擠壓工作零件材料的要求1 .必須具有高強度和高硬度，這樣在擠壓中可以避免工作零件本身的塑性變形、破壞和磨損。2 .應具有相當高的韌性，可以避免由于沖擊、偏心載荷，疲勞應力集中而引起的折斷和開裂破壞。3 .必須具有較高的耐磨性，使模具具有較高的使用壽命，以保證擠壓件的尺寸精度。4 .具有足夠的耐熱性能。在冷擠壓中，模具工作零件的局部溫度可高達300左右，有時甚至更高，因此要求材料在這樣的高溫狀態(tài)下硬度保持不變。5 .材料必須有良好的加工性能，如在熱加工時，鍛造性能要好；機加工時要容易進行切削；熱處理時，應有較寬的溫度區(qū)間，變形和熱裂傾向小。當然，在大多數(shù)情況下，某種模具鋼材不可能

53、全部滿足上述要求，應該根據(jù)具體的擠壓情況來選擇最能符合使用條件的材料。（二）冷擠壓工作零件常用材料1 .碳素工具鋼碳素工具鋼是冷擠壓模具鋼中價格最低廉的鋼種。T10A 是常用的碳素工具鋼牌號。其優(yōu)點是加工及熱處理方便，具有良好的切削和耐磨性能，但缺點是淬透性、強韌性及耐熱性能差、熱處理變形大、使用壽命低。因此只能用于尺寸較小、形狀簡單、負載不大的模具零件，如壓力墊板、頂料桿，純鋁、紫銅等軟材料擠壓凹模。2 .高合金工具鋼含鉻量為12的高合金工具鋼是冷擠壓模具材料中普遍采用的高碳高鉻鋼種。Cr12、 Cr12Mo 和 Cr12MoV 是經(jīng)常使用的牌號。該類鋼熱處理變形小，淬透性好，耐磨性較高，韌

54、性優(yōu)良，適宜制作冷擠壓凸模和凹模。不過這類鋼的碳化物偏析較為嚴重，尤其是大尺寸的材料，在制造模具之前要進行改鍛，使碳化物分布均勻（13級），否則在使用中嚴重影響模具使用壽命，因此它比較適宜于作為有預應力圈的內(nèi)凹模材料。3 .高速工具鋼常用高速工具鋼的牌號有：W18Cr4V和W6Mo5Cr4V2等。該類鋼種具有很高的強度、良好的耐磨性和韌性，尤其是高溫硬度高、熱硬性極好，抗軟化變形能力強，是制造凸模的優(yōu)良材料。但是高速工具鋼的碳化物分布不均勻， 這種不均勻性隨著鋼材截面尺寸的增大而提高，使其力學性能下降。在模具結(jié)構(gòu)允許的前提下，應盡量選用小尺寸的高速工具鋼原始棒料來制造模具零件。如果原始棒料鋼中

55、碳化物分布不均勻，可采用鍛造將其破碎，呈細小均勻分布。4 .硬質(zhì)合金一般用于冷擠壓模具工作零件的硬質(zhì)合金為鎢鈷系硬質(zhì)合金，常有牌號有YG15、YG20、YG25,其中數(shù)字表示含鉆量的百分比。如 YG15表示含鈷量15，其余為鈦化鎢。硬質(zhì)合金具有極高的硬度、良好的紅硬性、較小的膨脹系數(shù)、足夠的強度，并且耐磨、耐高溫，是優(yōu)良的模具材料。但是硬質(zhì)合金抗彎、抗拉強度低，所以常用作凹?；虬寄ｈ倝K材料。如果用作凸模材料，必須采用韌性好的牌號（含鈷量20以上）。采用硬質(zhì)合金作模具工作部分材料，凹模使用壽命可提高數(shù)十倍，凸模也可提高數(shù)倍，不過硬質(zhì)合金材料成本較高，其加工成形也較困難。5 .鋼結(jié)硬質(zhì)合金鋼結(jié)硬質(zhì)合金是以鐵粉加少量的合金元素（如鉻鐵、鉬鐵、釩鐵和鎢等）粉末作粘結(jié)劑，以碳化鈦為硬質(zhì)相，用一般粉末冶金方法燒結(jié)而成。由于其基體為鋼，因此可以切削加工、焊接、熱處理，甚至還可以進行一定程度 的塑性變形。同時又含有大量的碳化鈦，從而保留了硬質(zhì)合金的高硬度和高耐磨 性，并具有硬質(zhì)合金所沒有的較好的抗彎強度和韌性， 是一種新型的冷擠壓模具 材料。二、冷擠壓模具其他零件材料的選用冷擠壓模具其他零件在工