冷擠壓模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、冷擠壓模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上下模板是冷擠壓壓力的主要支承部分，由于冷擠壓的單位壓力較高，上下模板不能采用鑄鐵材料。上下模板加導(dǎo)柱、導(dǎo)套就組成有導(dǎo)向的冷擠壓模架，無(wú)導(dǎo)柱、導(dǎo)套者則為無(wú)導(dǎo)向模架圖1為在導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向通用反擠壓模具。卸年亦有導(dǎo)向，其導(dǎo)向的基準(zhǔn)仍為模架的導(dǎo)柱。反擠壓時(shí)擠壓件的端面往往是不平的，缺件時(shí)使凸模受力不均勻，可能造成凸模偏移而折斷。缺件有強(qiáng)有力的導(dǎo)向時(shí)，提高了凸模的穩(wěn)定性，這是因?yàn)樾都迮c凸劃亦有導(dǎo)向的緣故。反擠壓適用模架兼作為下擠壓及復(fù)合擠壓使用。圖2為有導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向正擠壓通用模具。圖3為鐓擠復(fù)合模具。通用反擠、正擠和鐓擠復(fù)合模架中的組合凹模在相同噸位的壓力機(jī)上都設(shè)計(jì)成可以互換的，提高

2、了模具的使用范圍。模架精度可分為三級(jí)，其技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1，用于不同擠壓件選用，常用的為級(jí)。卸件板與頂件桿：擠壓有時(shí)粘在凸模上，有時(shí)粘在凹模中，有此部件，能將打主擠壓件取出。卸件板與頂件桿都是用于制件脫模的零件。凸模與凹模墊板：通用冷擠壓模具中，采用了多層墊板。為了防止高的擠壓?jiǎn)挝粔毫χ苯觽鬟f給模板而造成局部凹陷或變形，必須在凹模底端加上墊板，以便把加工壓力均勻分散傳遞，起到緩沖作用。凸模固定器及定位環(huán)：凸模固定器是將凸模安裝在上模上，而定位環(huán)則可考慮擠壓件的不同直徑快速交換，提高了模具的通用性能。凸模與凹模：冷擠壓模具的工作部件，在設(shè)計(jì)時(shí)必須認(rèn)真對(duì)待。應(yīng)選用具一定韌性的高強(qiáng)度鋼材制造。凸模與凹模

3、承受了最大的冷擠壓?jiǎn)挝粔毫?。為了加?qiáng)凹模的強(qiáng)度，通常采用預(yù)應(yīng)力組合凹模，可以用二層或三層組合而成。表1 圖1 圖2 圖3      在冷擠壓模具中，凸模是最關(guān)鍵的零件之一。凸模在冷擠壓過(guò)程中，承受的單位擠壓力最大，極易磨損與破壞。為此凸模的設(shè)計(jì)和加工就顯得特別重要。1反擠壓凸模圖1是用于黑色金屬冷擠壓的幾種凸模。A、b兩種凸模效果較好，在生產(chǎn)中盡量使用。C的平端面工作部分的凸模，由于冷擠壓件需要平的底部，在生產(chǎn)中也常用，但單位擠壓力比錐形帶平底的凸模約高20%。無(wú)平臺(tái)的錐形凸模一般為5°9°，也有用到27°的。但不要超過(guò)27

4、°。角過(guò)大，會(huì)因?yàn)槊鞫嗣娌黄矫鎸?dǎo)致杯形件的壁厚差過(guò)大，使凸模受到很大的側(cè)向力，在擠壓過(guò)程中折斷。反擠壓凸模工作高度及凸模后隙直徑見(jiàn)公式1。圖2為純鋁等有色金屬反擠壓凸模工作部分的幾種型式。其設(shè)計(jì)原則與上述基本一致。純鋁的塑性較好，強(qiáng)度較低，其反擠壓杯壓形件往往是薄壁深孔件，應(yīng)盡可能減小凸模工作帶的高度。一般取g=0.51.5mm。角=12°25°。有色金屬反擠壓凸模工作帶高度一般是均勻的，如果在擠壓變形不均的杯形件時(shí)，凸模工作帶的高度在變形程度大的部位和變形阻力較大的部位，應(yīng)適當(dāng)減小凸模工作帶的高度，即制造成不等的凸模工作帶。對(duì)于純鋁的反擠壓細(xì)長(zhǎng)凸模，為了增加其

5、縱向穩(wěn)定性，可以在工作端面上作出工藝凹槽（圖3）。凸模借工藝凹槽在開(kāi)始擠壓的瞬間將毛坯'咬住'而提高其穩(wěn)定性。凹槽的形狀須對(duì)稱(chēng)于凸模中心，保持良好的同心度，否則反而會(huì)在擠壓時(shí)發(fā)生偏移，造成凸模折斷。工藝凹槽的槽寬一般取0.30.8mm，深0.30.6mm。工藝凹槽頂部應(yīng)用小圓弧光滑相連。 2正擠壓凸模在黑色金屬冷擠壓中，反擠壓凸模的長(zhǎng)徑比一般較小，而正擠壓的凸模長(zhǎng)徑比就往往較大。為了不使凸?？v向失穩(wěn)，有進(jìn)還需加上凸模保護(hù)套。圖4是正擠壓所用凸模的幾種型式。實(shí)心凸?？砂葱褪絘設(shè)計(jì)，在各臺(tái)階相接處應(yīng)用光滑弧連接，不允許有加工刀痕存在。對(duì)于正擠壓純鋁空心件的凸模，可采用型式b設(shè)計(jì)，凸

6、模與芯軸制作成整體。擠壓黑色金屬空心件，整體式凸模就不宜采用，在凸模本體與芯軸的直徑急劇過(guò)渡區(qū)就很易斷裂。應(yīng)當(dāng)采用型式c與型式d的組合式，使凸模本體與芯軸組合而成。組合芯軸分固定式c與活動(dòng)式d。固定用于芯軸直徑較大，而活動(dòng)式用于芯軸直徑較小的環(huán)形件?；顒?dòng)芯軸可隨變形金屬同時(shí)向下滑動(dòng)一鍛距離，從而改善了芯軸的受拉情況，防止芯軸被拉斷。圖5為下擠壓凸模頂端形狀的又一種型式。此型式有下列特點(diǎn)：（1）端面有0.5°1°斜角，其作用是保證凸模的穩(wěn)定性。特別是毛坯二端不平時(shí)尤為重要。（2）同凹模配合的有效長(zhǎng)度為35mm，而不是全直筒式的。凸模在高的單位擠壓力作用下，有時(shí)會(huì)使凸模直徑脹大

7、，增加了凸模下移的阻力。僅有35mm有效長(zhǎng)度，就能確保凸模的使用精度。（3）后角3°的存在，采用小圓弧相聯(lián)，具有較低的應(yīng)力集中系數(shù)，保證凸模具有較高的壽命。為此，這種型式的凸模亦廣為采用。公式1 圖1 圖2 圖3 圖4 圖5     1 反擠壓凹模圖1是常見(jiàn)的反擠壓凹模結(jié)構(gòu)型式。A、b、c、d四種凹模主要用于不需要頂出裝置的擠壓件。反擠壓有色金屬薄壁件可以采用這些型式凹模。整體凹模結(jié)構(gòu)筒單，制造方便，但在R轉(zhuǎn)角處極易開(kāi)裂，故不常用。為防止整體凹模在底部R轉(zhuǎn)角處因應(yīng)力集中而開(kāi)裂，對(duì)凹模采用橫向分割型式d型及縱向佞割型（如c、e型）。反擠壓凹模的模

8、膛深度：見(jiàn)公式1。2 正擠壓凹模圖2為幾種常見(jiàn)的正擠壓凹模的結(jié)構(gòu)，型式a為整體結(jié)構(gòu)，凹模容易發(fā)生橫向開(kāi)裂。其余的凹模型式為橫向分割型和縱向分割型。圖3為一般的正擠壓凹模結(jié)構(gòu)。凹模入口角：=90°120°工作帶高：g=1.03.0mm，有色金屬。g=2.04.0mm，黑色金屬。后隙：b=0.050.1mm凹模模膛深度：見(jiàn)公式2。凹模工作帶以下高度：0.7倍的模膛直徑。帶矯正的正擠壓凹模結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖4。多臺(tái)階的正擠壓凹模結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖5。公式1 公式2 圖1 圖2 圖3 圖4 圖5      設(shè)計(jì)組合凹模時(shí)，首先須決定多層直徑，然后再?zèng)Q定多圈的徑向

9、過(guò)盈量與軸向壓合量。1） 兩層組合凹模的設(shè)計(jì)（1） 計(jì)算凹模多圈直徑：組合凹模的總直徑比=46，對(duì)二層組合凹模則：見(jiàn)公式1。因此： 凹模內(nèi)腔直徑d1為已知，二層組合凹模的外徑既可按上式?jīng)Q定。2直徑的數(shù)值必須選擇合理，否則會(huì)影響到凹械的強(qiáng)度。二層組合凹模的中層直徑比：見(jiàn)公式2。（2） 計(jì)算徑向過(guò)盈量與軸向壓合量：首先按圖2查出徑向過(guò)盈系數(shù)，按圖3查出軸向壓 合系數(shù)與C2的數(shù)值可按公式2計(jì)算。2） 三層組合凹模的設(shè)計(jì)組合凹模的總直徑比=46，則得公式3。三層組合凹模的外徑可按上式計(jì)算。直徑d2與d3的數(shù)值必須選取合理，否則會(huì)影響凹模的強(qiáng)度。直徑的合理值按公式4計(jì)算。計(jì)算徑向過(guò)盈量U2、U3與軸向壓合量C2、C3：圖5為三層組合凹模的軸向壓合量C2和C3。圖6為三層組合凹模的過(guò)盈系數(shù)。從圖6與圖7分別可查出徑向過(guò)盈系數(shù)與軸向壓合系數(shù)，然后按公式4計(jì)算。3）組合凹模的壓合工藝組合凹模的壓合方法有二種：一種是冷壓合，另一種是熱壓合。冷壓合的壓合角一般采用1°30，壓合角不宜超過(guò)3°。配合面必須研磨，其面的相互接觸面積，不小于70%。對(duì)冷壓合來(lái)說(shuō)，按壓合角的放置方向有正裝法與倒裝法之分。應(yīng)當(dāng)注意各圈壓合后，凹模內(nèi)腔直徑有所縮小，收縮量約為0.3%。當(dāng)擠壓件精度要求高時(shí)，壓合后應(yīng)對(duì)凹模內(nèi)腔的尺寸進(jìn)行修正。中外圈的材料選擇：中層預(yù)應(yīng)力圈：40Cr、35Cr