冷擠壓教學(xué)講解課件

第六章冷擠壓模具設(shè)計(jì)6.1冷擠壓模具的結(jié)構(gòu)分析冷擠壓模具的組成和特點(diǎn)冷擠壓模具的分類模具配合部分的公差

模具材料及硬度要求6.2工作部件設(shè)計(jì)反擠壓模具工作部分設(shè)計(jì)正擠壓模具工作部分設(shè)計(jì)6.3冷擠壓用模具材料及選用方法第六章冷擠壓模具設(shè)計(jì)6.1冷擠壓模具的結(jié)構(gòu)分析16.1冷擠壓模具的結(jié)構(gòu)分析一、冷擠壓模具的組成和特點(diǎn)（一）冷擠壓模具的組成（如下圖）1.工作部分：凸模、凹模、頂出桿2.傳力部分：上、下壓力墊板3.頂件部分：頂桿、反拉桿、頂板4.卸件部分：卸件桿、拉桿、彈簧5.導(dǎo)向部件：導(dǎo)柱、導(dǎo)套6.緊固部分：上、下底板、固定板、壓板、模柄、螺釘?shù)?.1冷擠壓模具的結(jié)構(gòu)分析一、冷擠壓模具的組成和特點(diǎn)2冷擠壓教學(xué)講解課件3（二）冷擠壓模具的特點(diǎn)冷擠壓時(shí)單位擠壓力大，如鋼的冷擠壓?jiǎn)挝粩D壓力高達(dá)2000MPa以上，由此可見，要求模具耐靜高壓、沖擊、摩擦、疲勞。與冷沖壓模具相比，冷擠壓模具的一些特點(diǎn)如下：1.工作部分材料：高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性、一定韌性2.工作部分過渡部分采用光滑圓角過渡，防止過大應(yīng)力集中3.工作部分與上下底板間要設(shè)有壓力墊板4.凹模一般不采用整體式結(jié)構(gòu)，而是采用預(yù)應(yīng)力的組合式結(jié)構(gòu)，凸模有時(shí)也采用組合結(jié)構(gòu)5.上下底板一般不采用鑄鐵材料，用中碳鋼鍛造或直接用鋼板制成（二）冷擠壓模具的特點(diǎn)冷擠壓時(shí)單位擠壓力大，如鋼的冷擠壓?jiǎn)挝?（三）模具封閉高度

模具閉合高度是指模具在最低工作位置時(shí)，上下模座間距離。 模具閉合高度h應(yīng)介于壓力機(jī)最大裝?？臻gHmax與最小裝模空間Hmin之間，一般為Hmax-5mm≥h≥Hmin-10mm

若模具閉合高度小于壓力機(jī)的最小裝?？臻g，可以增設(shè)或加厚墊板； 如果壓力機(jī)的裝?？臻g不足時(shí)，可除去壓力機(jī)上的墊板或換用薄墊板。

（三）模具封閉高度 模具閉合高度是指模具在最低工作位置時(shí)，上5二、冷擠壓模具的分類

（一）按工藝性質(zhì)1.正擠壓模2.反擠壓模3.復(fù)合擠壓模4.鐓擠模二、冷擠壓模具的分類

（一）按工藝性質(zhì)61反拉桿2彈簧墊片3調(diào)節(jié)螺母4拉桿5頂桿6凸模7活動(dòng)護(hù)套1)正擠壓模

該模具采用帶有導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向的通用模架，如果更換工作部分的零件，還可用于反擠壓或復(fù)合擠壓。頂件部分采用由件l、2、3、4組成的可調(diào)式拉桿，以便于隨時(shí)調(diào)整頂桿5的行程長(zhǎng)度。凸模6采用外加活動(dòng)式護(hù)套7，以利于加強(qiáng)凸模的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。此外，當(dāng)該通用模架用于反擠壓或復(fù)合擠壓時(shí)，更換合適的護(hù)套可同時(shí)兼作卸件用。1反拉桿2彈簧墊片3調(diào)節(jié)螺母4拉桿5頂桿6凸模7活動(dòng)護(hù)套1)72)反擠壓模該模具帶有導(dǎo)柱導(dǎo)套的導(dǎo)向裝置，調(diào)換凸模2、內(nèi)層凹模18后，可作正擠壓或復(fù)合擠壓用。當(dāng)擠壓件緊套在凸模2上時(shí)，可由裝在卸件板11上的卸件環(huán)10從凸模上卸下，而當(dāng)擠壓件卡在凹模內(nèi)時(shí)，則可由反拉桿23通過頂板22、頂桿20及頂出桿21將擠壓件頂出。2)反擠壓模81上模板2凸模3凹模4頂出器5頂板6反向凸模7反向拉桿3）復(fù)合擠壓模當(dāng)擠壓件卡在反向凸模6、凹模3內(nèi)時(shí)，可由安裝在上模板1上的反向拉桿7，帶動(dòng)頂板5、套筒式頂出器4，推動(dòng)擠壓件而實(shí)現(xiàn)頂出。由于該擠壓件的反擠成形部分高度較小，且凸模錐頂角較大，一般不會(huì)卡在凸模2上，故可以不設(shè)計(jì)卸件裝置。1上模板2凸模3凹模4頂出器5頂板6反向凸模7反向拉桿3）復(fù)91外套2凸模3定位器4螺母5凹模6頂桿4)鐓擠模該模具帶有導(dǎo)柱導(dǎo)套的導(dǎo)向裝置。為了提高凸模2的強(qiáng)度，延長(zhǎng)使用壽命，采用外套1與凸模3組成組合式的結(jié)構(gòu)。為了保證凸模對(duì)中準(zhǔn)確，裝卸方便，采用定位圈3定位、螺母4緊固。擠壓完畢后，壓力機(jī)頂出裝置推動(dòng)頂桿6，將擠壓件從凹模5內(nèi)頂出。1外套2凸模3定位器4螺母5凹模6頂桿4)鐓擠模10（二）按有無導(dǎo)向裝置

1.導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向的冷擠壓模最常用，擠壓件同心度較高，模具對(duì)中方便，制造復(fù)雜，適用于大批量。2.無導(dǎo)向裝置的冷擠壓模靠壓力機(jī)導(dǎo)軌導(dǎo)向，對(duì)導(dǎo)軌精度要求較高。3.導(dǎo)板導(dǎo)向的冷擠壓模可保證擠壓件具有較小壁厚差，制造比導(dǎo)柱導(dǎo)套簡(jiǎn)單。由于導(dǎo)板厚度增加模具高度。4.模口導(dǎo)向的冷擠壓模凸凹模?？趯?dǎo)向，對(duì)壓力機(jī)及模具加工要求高。5.套筒式導(dǎo)向的冷擠壓模引導(dǎo)部分長(zhǎng)，精度優(yōu)于模口導(dǎo)向。加工制造復(fù)雜，較少用。（二）按有無導(dǎo)向裝置

1.導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向的冷擠壓模11無導(dǎo)向裝置的沖擠壓模凸模11的導(dǎo)向依靠壓力機(jī)的導(dǎo)軌來保證，因此要求壓力機(jī)的導(dǎo)軌具有較高的精度。該模具依靠調(diào)節(jié)螺釘9來調(diào)節(jié)凹模座8的位置，以保證下模和上模的同心度。為了保證凸模對(duì)中準(zhǔn)確，裝卸簡(jiǎn)便，采用螺帽12，彈簧夾頭13緊固。內(nèi)層凹模采用橫向分割式結(jié)構(gòu)，皆用硬質(zhì)合金制造，外面分別裝有預(yù)緊圈4和6，靠凹模座8組合在一起。為了緩和從凹模傳來的壓力，組合凹模下面襯有淬硬的壓力板7。卸件環(huán)1分成三塊，外面套有彈簧2，以保證卸件環(huán)始終緊貼在凸模上。無導(dǎo)向裝置的沖擠壓模121凸模2導(dǎo)板導(dǎo)板導(dǎo)向的冷擠壓模該模具可以保證擠壓件具有較小的壁厚差；加工制造也比導(dǎo)柱導(dǎo)套模簡(jiǎn)便。但為了保證導(dǎo)板起到導(dǎo)向作用，導(dǎo)板的引導(dǎo)部分必須有一定的厚度，這就會(huì)增加模具的總高度。導(dǎo)板與凸模之間的間隙不宜過大，否則起不了導(dǎo)向作用；其最大間隙一般不得超過0.02mm。1凸模2導(dǎo)板導(dǎo)板導(dǎo)向的冷擠壓模134)模口導(dǎo)向冷擠壓模該模具可以保證擠壓件具有很高的同心度，均勻的壁厚；但對(duì)壓力機(jī)的導(dǎo)向精度要求較高，最好是和導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向合用。此外，對(duì)模具加工的要求亦較高，如果同心度有較大的誤差，就會(huì)給模具調(diào)整帶來很大困難。該模具的凸模1采用螺帽3和壓環(huán)2緊固，對(duì)中準(zhǔn)確，裝拆方便。凹模采用縱向分割式結(jié)構(gòu)，由4、5兩件構(gòu)成，有利于防止凹模型腔在轉(zhuǎn)角急劇變化處產(chǎn)生開裂。頂件時(shí)由組合式拉桿8通過頂桿7、頂出桿6將擠壓件頂出。4)?？趯?dǎo)向冷擠壓模14

5)套筒式導(dǎo)向冷擠壓模該模具引導(dǎo)部分較長(zhǎng)，導(dǎo)向精度優(yōu)于?？趯?dǎo)向的擠壓模，但加工較復(fù)雜，制造精度要求較高，所需壓力機(jī)的閉合高度也較大，目前應(yīng)用不廣。該模具的凸模采用浮動(dòng)式的結(jié)構(gòu)，以消除壓力機(jī)的導(dǎo)向誤差，保證凸模上下移動(dòng)時(shí)不易被卡死。卸件部分采用外加彈簧由三塊組成的可分式卸件環(huán)。5)套筒式導(dǎo)向冷擠壓模15（三）按調(diào)整方法可調(diào)式冷擠壓模凸凹模對(duì)中性可調(diào)節(jié)（無導(dǎo)向裝置的純鋁反擠壓）不可調(diào)式冷擠壓模對(duì)中性不可調(diào)節(jié)，上下模同心度全由模具制造精度保證（其他）

（三）按調(diào)整方法可調(diào)式冷擠壓模16（四）按用途有色金屬冷擠壓模黑色金屬冷擠壓模（四）按用途有色金屬冷擠壓模17三、模具配合部分的公差為了保證擠壓件的精度，模具配合部分的尺寸公差和形位公差應(yīng)嚴(yán)格要求。確定配合部分公差的原則是：裝配后的累積誤差不超出擠壓件的公差要求?，F(xiàn)以圖反擠壓模具為例來說明各配合處的公差要求。三、模具配合部分的公差為了保證擠壓件的精度，模具配合部分的尺18冷擠壓教學(xué)講解課件19

(1)上壓力板5與上底板7、凸模2的接觸面以及下壓力板19與下底板13、凹模18的接觸面的平行度在25mm范圍內(nèi)皆不超出0.002mm。這些接觸面與軸心線的垂直度不得超過0.01mm。

(2)模柄1與上底板7、上壓力板5與上底板7、固定環(huán)6與上底板7、壓環(huán)4與固定環(huán)6、凸模固定圈3與壓環(huán)4、凸模2與凸模固定圈3、外加強(qiáng)圈16與下底板13、頂出桿21與凹模18、導(dǎo)套8與上底板7、導(dǎo)柱9與導(dǎo)套8等圓周方向配合面上，要求各個(gè)零件本身的同軸度不得大于相應(yīng)處公差的1／3—1／40。

(3)凸模2與凸模固定圈3、頂出桿21與凹模18、導(dǎo)柱9與導(dǎo)套8等配合薦用基孔制間隙配合H7/h6。

(4)上壓力板5與上底板7、固定環(huán)6與上底板7、壓環(huán)4與固定環(huán)6、外加強(qiáng)圈16與下底板13等配合薦用基孔制過渡配合H7/js6。

(5)導(dǎo)套8與上底板7、導(dǎo)柱9與襯套12、襯套12與下底板13等配合面薦用基孔制過盈配合H7/u5～6或H7/s6。(1)上壓力板5與上底板7、凸模2的接觸面以及下壓力20四、模具材料及硬度要求四、模具材料及硬度要求216.2模具工作部件設(shè)計(jì)

一.反擠壓模具工作部分設(shè)計(jì)（一）反擠壓凸模設(shè)計(jì)反擠壓凸模一般由夾緊和成形二部分組成，如圖6—19(a)所示；當(dāng)依靠?？趯?dǎo)向時(shí)，則應(yīng)由夾緊、導(dǎo)向和成形三部分構(gòu)成，如圖6—19(b)所示。6.2模具工作部件設(shè)計(jì)

一.反擠壓模具工作部分設(shè)計(jì)221.反擠壓凸模形式主要三種：平底凸模：制件要求平底或單位擠壓力小。尖頂錐形凸模：可降低單位擠壓力，易造成壁厚不均，較少用。帶平底錐形凸模：可減少壓力又可保證壁厚均勻，應(yīng)用較多。1.反擠壓凸模形式主要三種：232.設(shè)計(jì)時(shí)注意問題⑴為了凸模裝卸簡(jiǎn)便，緊固可靠，凸模夾緊部分一般為錐形或階梯形。⑵當(dāng)凸模帶導(dǎo)向時(shí)，導(dǎo)向部分長(zhǎng)度按剛開始擠壓時(shí)伸入凹模長(zhǎng)度不小于5mm的原則設(shè)計(jì)。⑶過度部分設(shè)有足夠大圓角或倒角。⑷為防止凸模工作時(shí)縱向彎曲，成型部分高h(yuǎn)1盡量短，成型部分高h(yuǎn)1與成型部分直徑d的關(guān)系為：有色金屬反擠壓h1/d≤6

黑色金屬反擠壓h1/d≤3⑸凸模與上壓力墊板接觸表面緊密配合。⑹當(dāng)凸模所受單位壓力大時(shí)，凸模應(yīng)采用組合式結(jié)構(gòu)。各部分的彈性變形量不能相互干涉，應(yīng)做出正好抵消彈性變形量的退讓槽。2.設(shè)計(jì)時(shí)注意問題243.帶平底錐形凸模的設(shè)計(jì)3.帶平底錐形凸模的設(shè)計(jì)25冷擠壓教學(xué)講解課件26（二）反擠壓凹模設(shè)計(jì)1反擠壓凹模的組成反擠壓凹模一般由成形和頂出兩部分構(gòu)成。當(dāng)有導(dǎo)向裝置時(shí)，應(yīng)由導(dǎo)向、成形和頂出三部分構(gòu)成，如圖所示。（二）反擠壓凹模設(shè)計(jì)1反擠壓凹模的組成272.反擠壓凹模的形式a、b為整體式凹模c為縱向分割式凹模d為橫向分割式凹模e、f為帶有頂出桿的凹模2.反擠壓凹模的形式a、b為整體式凹模28

圖(a)－(d)四種凹模主要用于不需要頂件的反擠壓，常用于反擠壓有色金屬薄壁杯形件。其中，凹模(a)、(b)為整體式凹模。凹模(a)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，但在轉(zhuǎn)角半徑及處易開裂下沉，模具使用壽命較短，適宜于批量不大的有色金屬反擠壓。凹模(b)的特點(diǎn)是轉(zhuǎn)角處采用25°斜角過渡，有利于金屬流動(dòng)，其壽命較凹模(a)長(zhǎng)。凹模(c)、(d)為分割式凹模，壽命比整體式凹摸長(zhǎng)，因此應(yīng)用較廣。凹模(c)為縱向分割式反擠壓凹模，采用過盈量較大的配合，可以不產(chǎn)生毛刺；凹模(d)為橫向分割式凹模，為了避免被擠金屬材料流入上下分塊的拼合面處，拼合面寬度應(yīng)盡量取小一些，一般不宜超過3mm，拼合面應(yīng)仔細(xì)研磨，光潔度不低與Ra0.1um，其余部分留出大于0.2mm的空隙，此外，上下分塊要求較高的制造精度，其同軸度不應(yīng)大于該處公差的1／3—1／4。圖6—27(e)、(f)帶有頂出裝置，適用于黑色金屬的反擠壓。其中圖6—27(e)適用于擠壓件底部外形呈尖角的反擠壓。圖6—27(f)適用于擠壓件底部呈大圓角的反擠壓。它的頂桿高出的部分正好抵消工作時(shí)的彈性變形量。 圖(a)－(d)四種凹模主要用于不需要頂件的反擠壓，常用于293.設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題1.為了提高凹模強(qiáng)度，凹模應(yīng)采用組合式結(jié)。2.加強(qiáng)圈的布置應(yīng)注意加強(qiáng)成形部分。3.加強(qiáng)圈與內(nèi)層凹模下底面不應(yīng)在同一平面。4.凹模型腔過渡圓角處應(yīng)設(shè)有足夠大的圓角半徑。3.設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題1.為了提高凹模強(qiáng)度，凹模應(yīng)采用組合式304.凹模型腔尺寸計(jì)算表4.凹模型腔尺寸計(jì)算表31

名稱

設(shè)計(jì)計(jì)算

凹模型腔內(nèi)徑D2～3mm

凹模型腔高度H2h0=+h+r+(2～4)mm其中h0——毛坯高度

h——凸模工作帶高度

頂件部分直徑D2

等于頂出桿直徑

頂出部分高度H1

當(dāng)D=2D2

，H1=2D2

當(dāng)D=1.5D2

，H1=D2

凹?？偢叨菻1=H2

必須大于2.5H2型腔轉(zhuǎn)角處圓角半徑R0.5～2mm名稱設(shè)計(jì)計(jì)算32（三）頂出桿的設(shè)計(jì)1.典型結(jié)構(gòu)（三）頂出桿的設(shè)計(jì)1.典型結(jié)構(gòu)332.設(shè)計(jì)應(yīng)注意問題

(1)為防止頂出桿橫向變形卡在凹模內(nèi)，頂出桿僅d1=D2（凹模頂出部分孔徑）、高度h’=5~10mm處配合，d1以下做退讓量，雙邊取0.5~1mm。

(2)d1與凹模孔配合取基孔間隙配合H7/h6或H7/g6。

(3)端面受力較大，為防止彈性變形，頂出桿端面不能做成平面。而應(yīng)做成圓錐面，中心處高出量△取(0.05～0.1mm)。

(4)支承部分直徑d要大于d１。2.設(shè)計(jì)應(yīng)注意問題34二、正擠壓模具工作部分設(shè)計(jì)（一）凸模設(shè)計(jì)凸模主要作用是傳力圖a用于正擠壓實(shí)心件和帶凸緣的空心件圖b~e用于正擠壓空心件,其中b為整體式，c、d、e為組合式二、正擠壓模具工作部分設(shè)計(jì)（一）凸模設(shè)計(jì)圖a用于正擠壓實(shí)心件35名稱設(shè)計(jì)計(jì)算芯棒直徑d2按空心件孔徑尺寸計(jì)算芯棒長(zhǎng)度l空心件毛坯高度+凹模工作帶高度凸模工作部分高度h擠壓工作行程+卸件板厚度+10mm凸模工作部分直徑d按擠壓凹模腔直徑計(jì)算配合關(guān)系為基孔制間隙配合定位部分直徑d3(1.2~1.4)d支承部分直徑d3(1.8~2.0)d支承部分高度h1(0.3~0.5)d圓角半徑R1(0.5~1.0)d正擠壓凸模設(shè)計(jì)計(jì)算表名稱設(shè)計(jì)計(jì)算芯棒直徑d2按空心件孔徑尺寸計(jì)算芯棒長(zhǎng)度l空心件36（二）凹模設(shè)計(jì)一般由容料和成形兩部分構(gòu)成；當(dāng)擠壓件較長(zhǎng)時(shí)，由容料、成形、矯直三部分構(gòu)成。為了提高凹模的強(qiáng)度,一般應(yīng)做成組合式凹模。（二）凹模設(shè)計(jì)37

內(nèi)層凹模形式:a整體式b縱向分割式c縱向分割式d橫向分割式e橫向分割式內(nèi)層凹模形式:38冷擠壓教學(xué)講解課件396.3冷擠壓用模具材料及選用方法

冷擠壓模具是在極其惡劣的條件下工作的，單位擠壓力高達(dá)2000~2500Mpa，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)300℃左右，同時(shí)模具還要經(jīng)受流動(dòng)金屬的強(qiáng)烈沖刷，因此，模具工作部分材料應(yīng)具備高硬度、高強(qiáng)度、高耐磨性、一定的韌性以及良好的熱硬性、熱穩(wěn)定性、耐疲勞性等性能。6.3冷擠壓用模具材料及選用方法冷擠壓40一、冷擠壓模具材料工作部分的材料主要是碳素工具鋼、合金工具鋼、高碳高鉻模具鋼、高速鋼、硬質(zhì)合金及鋼結(jié)硬質(zhì)合金等，有時(shí)也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。一、冷擠壓模具材料41二、冷擠壓模具材料的選用方法(1)擠壓純鋁、純銅等有色金屬零件可選較差的模具材料。擠壓黃銅、硬鋁，特別是擠壓黑色金屬的零件應(yīng)選擇高鉻合金工具鋼、高速銅或硬質(zhì)合金等優(yōu)質(zhì)的模具材料。(2)用于大批量生產(chǎn)的模具應(yīng)選用較好的模具材料；而對(duì)于試制或小批量生產(chǎn)的模具，則可選用使用壽命短、加工方便、費(fèi)用低廉的模具材料。(3)大批量生產(chǎn)形狀簡(jiǎn)單的圓形零件一般應(yīng)選用硬度高、耐磨性好的模具材料。而對(duì)于形狀復(fù)雜的零件由于過渡部分應(yīng)力集中較大，且在模具熱處理時(shí)，該部分會(huì)產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力，又由于外表部分的摩擦面積顯著增加，單位擠壓力加大，因此一般不宜采用高碳合金工具鋼作模具材料，宜用中碳合金工具鋼作模具材料，以保證良好的強(qiáng)韌性。

二、冷擠壓模具材料的選用方法(1)擠壓純鋁、純銅等有色金屬零42

(4)冷擠壓凹模在擠壓過程中受到很大的切向拉應(yīng)力。因此，要求模具材料具有較好的抗拉強(qiáng)度。而冷擠壓凸模在擠壓時(shí)受著強(qiáng)烈的反復(fù)壓縮作用，因此要求模具材料具有足夠的抗壓強(qiáng)度和耐熱疲勞性。

(5)較小零件的模具成本較低，一般可選用較好的模具材料，尺寸較大的零件所用的模具也較大，大模具造價(jià)較高，一般應(yīng)選價(jià)廉的模具材料。

(6)反擠壓時(shí)，凸模是威形的關(guān)鍵零件，極易磨損；而正擠壓時(shí)，凹模是成形的關(guān)鍵零件，極易磨損。因此，反擠壓凸?；蛘龜D壓凹模應(yīng)選擇磨耐性高的模具材料。

(4)冷擠壓凹模在擠壓過程中受到很大的切向拉應(yīng)力。因此，要43第六章冷擠壓模具設(shè)計(jì)6.1冷擠壓模具的結(jié)構(gòu)分析冷擠壓模具的組成和特點(diǎn)冷擠壓模具的分類模具配合部分的公差

模具材料及硬度要求6.2工作部件設(shè)計(jì)反擠壓模具工作部分設(shè)計(jì)正擠壓模具工作部分設(shè)計(jì)6.3冷擠壓用模具材料及選用方法第六章冷擠壓模具設(shè)計(jì)6.1冷擠壓模具的結(jié)構(gòu)分析446.1冷擠壓模具的結(jié)構(gòu)分析一、冷擠壓模具的組成和特點(diǎn)（一）冷擠壓模具的組成（如下圖）1.工作部分：凸模、凹模、頂出桿2.傳力部分：上、下壓力墊板3.頂件部分：頂桿、反拉桿、頂板4.卸件部分：卸件桿、拉桿、彈簧5.導(dǎo)向部件：導(dǎo)柱、導(dǎo)套6.緊固部分：上、下底板、固定板、壓板、模柄、螺釘?shù)?.1冷擠壓模具的結(jié)構(gòu)分析一、冷擠壓模具的組成和特點(diǎn)45冷擠壓教學(xué)講解課件46（二）冷擠壓模具的特點(diǎn)冷擠壓時(shí)單位擠壓力大，如鋼的冷擠壓?jiǎn)挝粩D壓力高達(dá)2000MPa以上，由此可見，要求模具耐靜高壓、沖擊、摩擦、疲勞。與冷沖壓模具相比，冷擠壓模具的一些特點(diǎn)如下：1.工作部分材料：高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性、一定韌性2.工作部分過渡部分采用光滑圓角過渡，防止過大應(yīng)力集中3.工作部分與上下底板間要設(shè)有壓力墊板4.凹模一般不采用整體式結(jié)構(gòu)，而是采用預(yù)應(yīng)力的組合式結(jié)構(gòu)，凸模有時(shí)也采用組合結(jié)構(gòu)5.上下底板一般不采用鑄鐵材料，用中碳鋼鍛造或直接用鋼板制成（二）冷擠壓模具的特點(diǎn)冷擠壓時(shí)單位擠壓力大，如鋼的冷擠壓?jiǎn)挝?7（三）模具封閉高度

模具閉合高度是指模具在最低工作位置時(shí)，上下模座間距離。 模具閉合高度h應(yīng)介于壓力機(jī)最大裝?？臻gHmax與最小裝模空間Hmin之間，一般為Hmax-5mm≥h≥Hmin-10mm

若模具閉合高度小于壓力機(jī)的最小裝?？臻g，可以增設(shè)或加厚墊板； 如果壓力機(jī)的裝模空間不足時(shí)，可除去壓力機(jī)上的墊板或換用薄墊板。

（三）模具封閉高度 模具閉合高度是指模具在最低工作位置時(shí)，上48二、冷擠壓模具的分類

（一）按工藝性質(zhì)1.正擠壓模2.反擠壓模3.復(fù)合擠壓模4.鐓擠模二、冷擠壓模具的分類

（一）按工藝性質(zhì)491反拉桿2彈簧墊片3調(diào)節(jié)螺母4拉桿5頂桿6凸模7活動(dòng)護(hù)套1)正擠壓模

該模具采用帶有導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向的通用模架，如果更換工作部分的零件，還可用于反擠壓或復(fù)合擠壓。頂件部分采用由件l、2、3、4組成的可調(diào)式拉桿，以便于隨時(shí)調(diào)整頂桿5的行程長(zhǎng)度。凸模6采用外加活動(dòng)式護(hù)套7，以利于加強(qiáng)凸模的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。此外，當(dāng)該通用模架用于反擠壓或復(fù)合擠壓時(shí)，更換合適的護(hù)套可同時(shí)兼作卸件用。1反拉桿2彈簧墊片3調(diào)節(jié)螺母4拉桿5頂桿6凸模7活動(dòng)護(hù)套1)502)反擠壓模該模具帶有導(dǎo)柱導(dǎo)套的導(dǎo)向裝置，調(diào)換凸模2、內(nèi)層凹模18后，可作正擠壓或復(fù)合擠壓用。當(dāng)擠壓件緊套在凸模2上時(shí)，可由裝在卸件板11上的卸件環(huán)10從凸模上卸下，而當(dāng)擠壓件卡在凹模內(nèi)時(shí)，則可由反拉桿23通過頂板22、頂桿20及頂出桿21將擠壓件頂出。2)反擠壓模511上模板2凸模3凹模4頂出器5頂板6反向凸模7反向拉桿3）復(fù)合擠壓模當(dāng)擠壓件卡在反向凸模6、凹模3內(nèi)時(shí)，可由安裝在上模板1上的反向拉桿7，帶動(dòng)頂板5、套筒式頂出器4，推動(dòng)擠壓件而實(shí)現(xiàn)頂出。由于該擠壓件的反擠成形部分高度較小，且凸模錐頂角較大，一般不會(huì)卡在凸模2上，故可以不設(shè)計(jì)卸件裝置。1上模板2凸模3凹模4頂出器5頂板6反向凸模7反向拉桿3）復(fù)521外套2凸模3定位器4螺母5凹模6頂桿4)鐓擠模該模具帶有導(dǎo)柱導(dǎo)套的導(dǎo)向裝置。為了提高凸模2的強(qiáng)度，延長(zhǎng)使用壽命，采用外套1與凸模3組成組合式的結(jié)構(gòu)。為了保證凸模對(duì)中準(zhǔn)確，裝卸方便，采用定位圈3定位、螺母4緊固。擠壓完畢后，壓力機(jī)頂出裝置推動(dòng)頂桿6，將擠壓件從凹模5內(nèi)頂出。1外套2凸模3定位器4螺母5凹模6頂桿4)鐓擠模53（二）按有無導(dǎo)向裝置

1.導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向的冷擠壓模最常用，擠壓件同心度較高，模具對(duì)中方便，制造復(fù)雜，適用于大批量。2.無導(dǎo)向裝置的冷擠壓模靠壓力機(jī)導(dǎo)軌導(dǎo)向，對(duì)導(dǎo)軌精度要求較高。3.導(dǎo)板導(dǎo)向的冷擠壓?？杀ＷC擠壓件具有較小壁厚差，制造比導(dǎo)柱導(dǎo)套簡(jiǎn)單。由于導(dǎo)板厚度增加模具高度。4.?？趯?dǎo)向的冷擠壓模凸凹模?？趯?dǎo)向，對(duì)壓力機(jī)及模具加工要求高。5.套筒式導(dǎo)向的冷擠壓模引導(dǎo)部分長(zhǎng)，精度優(yōu)于?？趯?dǎo)向。加工制造復(fù)雜，較少用。（二）按有無導(dǎo)向裝置

1.導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向的冷擠壓模54無導(dǎo)向裝置的沖擠壓模凸模11的導(dǎo)向依靠壓力機(jī)的導(dǎo)軌來保證，因此要求壓力機(jī)的導(dǎo)軌具有較高的精度。該模具依靠調(diào)節(jié)螺釘9來調(diào)節(jié)凹模座8的位置，以保證下模和上模的同心度。為了保證凸模對(duì)中準(zhǔn)確，裝卸簡(jiǎn)便，采用螺帽12，彈簧夾頭13緊固。內(nèi)層凹模采用橫向分割式結(jié)構(gòu)，皆用硬質(zhì)合金制造，外面分別裝有預(yù)緊圈4和6，靠凹模座8組合在一起。為了緩和從凹模傳來的壓力，組合凹模下面襯有淬硬的壓力板7。卸件環(huán)1分成三塊，外面套有彈簧2，以保證卸件環(huán)始終緊貼在凸模上。無導(dǎo)向裝置的沖擠壓模551凸模2導(dǎo)板導(dǎo)板導(dǎo)向的冷擠壓模該模具可以保證擠壓件具有較小的壁厚差；加工制造也比導(dǎo)柱導(dǎo)套模簡(jiǎn)便。但為了保證導(dǎo)板起到導(dǎo)向作用，導(dǎo)板的引導(dǎo)部分必須有一定的厚度，這就會(huì)增加模具的總高度。導(dǎo)板與凸模之間的間隙不宜過大，否則起不了導(dǎo)向作用；其最大間隙一般不得超過0.02mm。1凸模2導(dǎo)板導(dǎo)板導(dǎo)向的冷擠壓模564)?？趯?dǎo)向冷擠壓模該模具可以保證擠壓件具有很高的同心度，均勻的壁厚；但對(duì)壓力機(jī)的導(dǎo)向精度要求較高，最好是和導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向合用。此外，對(duì)模具加工的要求亦較高，如果同心度有較大的誤差，就會(huì)給模具調(diào)整帶來很大困難。該模具的凸模1采用螺帽3和壓環(huán)2緊固，對(duì)中準(zhǔn)確，裝拆方便。凹模采用縱向分割式結(jié)構(gòu)，由4、5兩件構(gòu)成，有利于防止凹模型腔在轉(zhuǎn)角急劇變化處產(chǎn)生開裂。頂件時(shí)由組合式拉桿8通過頂桿7、頂出桿6將擠壓件頂出。4)?？趯?dǎo)向冷擠壓模57

5)套筒式導(dǎo)向冷擠壓模該模具引導(dǎo)部分較長(zhǎng)，導(dǎo)向精度優(yōu)于?？趯?dǎo)向的擠壓模，但加工較復(fù)雜，制造精度要求較高，所需壓力機(jī)的閉合高度也較大，目前應(yīng)用不廣。該模具的凸模采用浮動(dòng)式的結(jié)構(gòu)，以消除壓力機(jī)的導(dǎo)向誤差，保證凸模上下移動(dòng)時(shí)不易被卡死。卸件部分采用外加彈簧由三塊組成的可分式卸件環(huán)。5)套筒式導(dǎo)向冷擠壓模58（三）按調(diào)整方法可調(diào)式冷擠壓模凸凹模對(duì)中性可調(diào)節(jié)（無導(dǎo)向裝置的純鋁反擠壓）不可調(diào)式冷擠壓模對(duì)中性不可調(diào)節(jié)，上下模同心度全由模具制造精度保證（其他）

（三）按調(diào)整方法可調(diào)式冷擠壓模59（四）按用途有色金屬冷擠壓模黑色金屬冷擠壓模（四）按用途有色金屬冷擠壓模60三、模具配合部分的公差為了保證擠壓件的精度，模具配合部分的尺寸公差和形位公差應(yīng)嚴(yán)格要求。確定配合部分公差的原則是：裝配后的累積誤差不超出擠壓件的公差要求?，F(xiàn)以圖反擠壓模具為例來說明各配合處的公差要求。三、模具配合部分的公差為了保證擠壓件的精度，模具配合部分的尺61冷擠壓教學(xué)講解課件62

(1)上壓力板5與上底板7、凸模2的接觸面以及下壓力板19與下底板13、凹模18的接觸面的平行度在25mm范圍內(nèi)皆不超出0.002mm。這些接觸面與軸心線的垂直度不得超過0.01mm。

(2)模柄1與上底板7、上壓力板5與上底板7、固定環(huán)6與上底板7、壓環(huán)4與固定環(huán)6、凸模固定圈3與壓環(huán)4、凸模2與凸模固定圈3、外加強(qiáng)圈16與下底板13、頂出桿21與凹模18、導(dǎo)套8與上底板7、導(dǎo)柱9與導(dǎo)套8等圓周方向配合面上，要求各個(gè)零件本身的同軸度不得大于相應(yīng)處公差的1／3—1／40。

(3)凸模2與凸模固定圈3、頂出桿21與凹模18、導(dǎo)柱9與導(dǎo)套8等配合薦用基孔制間隙配合H7/h6。

(4)上壓力板5與上底板7、固定環(huán)6與上底板7、壓環(huán)4與固定環(huán)6、外加強(qiáng)圈16與下底板13等配合薦用基孔制過渡配合H7/js6。

(5)導(dǎo)套8與上底板7、導(dǎo)柱9與襯套12、襯套12與下底板13等配合面薦用基孔制過盈配合H7/u5～6或H7/s6。(1)上壓力板5與上底板7、凸模2的接觸面以及下壓力63四、模具材料及硬度要求四、模具材料及硬度要求646.2模具工作部件設(shè)計(jì)

一.反擠壓模具工作部分設(shè)計(jì)（一）反擠壓凸模設(shè)計(jì)反擠壓凸模一般由夾緊和成形二部分組成，如圖6—19(a)所示；當(dāng)依靠?？趯?dǎo)向時(shí)，則應(yīng)由夾緊、導(dǎo)向和成形三部分構(gòu)成，如圖6—19(b)所示。6.2模具工作部件設(shè)計(jì)

一.反擠壓模具工作部分設(shè)計(jì)651.反擠壓凸模形式主要三種：平底凸模：制件要求平底或單位擠壓力小。尖頂錐形凸模：可降低單位擠壓力，易造成壁厚不均，較少用。帶平底錐形凸模：可減少壓力又可保證壁厚均勻，應(yīng)用較多。1.反擠壓凸模形式主要三種：662.設(shè)計(jì)時(shí)注意問題⑴為了凸模裝卸簡(jiǎn)便，緊固可靠，凸模夾緊部分一般為錐形或階梯形。⑵當(dāng)凸模帶導(dǎo)向時(shí)，導(dǎo)向部分長(zhǎng)度按剛開始擠壓時(shí)伸入凹模長(zhǎng)度不小于5mm的原則設(shè)計(jì)。⑶過度部分設(shè)有足夠大圓角或倒角。⑷為防止凸模工作時(shí)縱向彎曲，成型部分高h(yuǎn)1盡量短，成型部分高h(yuǎn)1與成型部分直徑d的關(guān)系為：有色金屬反擠壓h1/d≤6

黑色金屬反擠壓h1/d≤3⑸凸模與上壓力墊板接觸表面緊密配合。⑹當(dāng)凸模所受單位壓力大時(shí)，凸模應(yīng)采用組合式結(jié)構(gòu)。各部分的彈性變形量不能相互干涉，應(yīng)做出正好抵消彈性變形量的退讓槽。2.設(shè)計(jì)時(shí)注意問題673.帶平底錐形凸模的設(shè)計(jì)3.帶平底錐形凸模的設(shè)計(jì)68冷擠壓教學(xué)講解課件69（二）反擠壓凹模設(shè)計(jì)1反擠壓凹模的組成反擠壓凹模一般由成形和頂出兩部分構(gòu)成。當(dāng)有導(dǎo)向裝置時(shí)，應(yīng)由導(dǎo)向、成形和頂出三部分構(gòu)成，如圖所示。（二）反擠壓凹模設(shè)計(jì)1反擠壓凹模的組成702.反擠壓凹模的形式a、b為整體式凹模c為縱向分割式凹模d為橫向分割式凹模e、f為帶有頂出桿的凹模2.反擠壓凹模的形式a、b為整體式凹模71

圖(a)－(d)四種凹模主要用于不需要頂件的反擠壓，常用于反擠壓有色金屬薄壁杯形件。其中，凹模(a)、(b)為整體式凹模。凹模(a)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，但在轉(zhuǎn)角半徑及處易開裂下沉，模具使用壽命較短，適宜于批量不大的有色金屬反擠壓。凹模(b)的特點(diǎn)是轉(zhuǎn)角處采用25°斜角過渡，有利于金屬流動(dòng)，其壽命較凹模(a)長(zhǎng)。凹模(c)、(d)為分割式凹模，壽命比整體式凹摸長(zhǎng)，因此應(yīng)用較廣。凹模(c)為縱向分割式反擠壓凹模，采用過盈量較大的配合，可以不產(chǎn)生毛刺；凹模(d)為橫向分割式凹模，為了避免被擠金屬材料流入上下分塊的拼合面處，拼合面寬度應(yīng)盡量取小一些，一般不宜超過3mm，拼合面應(yīng)仔細(xì)研磨，光潔度不低與Ra0.1um，其余部分留出大于0.2mm的空隙，此外，上下分塊要求較高的制造精度，其同軸度不應(yīng)大于該處公差的1／3—1／4。圖6—27(e)、(f)帶有頂出裝置，適用于黑色金屬的反擠壓。其中圖6—27(e)適用于擠壓件底部外形呈尖角的反擠壓。圖6—27(f)適用于擠壓件底部呈大圓角的反擠壓。它的頂桿高出的部分正好抵消工作時(shí)的彈性變形量。 圖(a)－(d)四種凹模主要用于不需要頂件的反擠壓，常用于723.設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題1.為了提高凹模強(qiáng)度，凹模應(yīng)采用組合式結(jié)。2.加強(qiáng)圈的布置應(yīng)注意加強(qiáng)成形部分。3.加強(qiáng)圈與內(nèi)層凹模下底面不應(yīng)在同一平面。4.凹模型腔過渡圓角處應(yīng)設(shè)有足夠大的圓角半徑。3.設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意的問題1.為了提高凹模強(qiáng)度，凹模應(yīng)采用組合式734.凹模型腔尺寸計(jì)算表4.凹模型腔尺寸計(jì)算表74

名稱

設(shè)計(jì)計(jì)算

凹模型腔內(nèi)徑D2～3mm

凹模型腔高度H2h0=+h+r+(2～4)mm其中h0——毛坯高度

h——凸模工作帶高度

頂件部分直徑D2

等于頂出桿直徑

頂出部分高度H1

當(dāng)D=2D2

，H1=2D2

當(dāng)D=1.5D2

，H1=D2

凹?？偢叨菻1=H2

必須大于2.5H2型腔轉(zhuǎn)角處圓角半徑R0.5～2mm名稱設(shè)計(jì)計(jì)算75（三）頂出桿的設(shè)計(jì)1.典型結(jié)構(gòu)（三）頂出桿的設(shè)計(jì)1.典型結(jié)構(gòu)762.設(shè)計(jì)應(yīng)注意問題

(1)為防止頂出桿橫向變形卡在凹模內(nèi)，頂出桿僅d1=D2（凹模頂出部分孔徑）、高度h’=5~10mm處配合，d1以下做退讓量，雙邊取0.5~1mm。

(2)d1與凹模孔配合取基孔間隙配合H7/h6或H7/g6。

(3)端面受力較大，為防止彈性變形，頂出桿端面不能做成平面。而應(yīng)做成圓錐面，中心處高出量△取(0.05～0.1mm)。

(4)支承部分直徑d要大于d１。2.設(shè)計(jì)應(yīng)注意問