冷挤压模具设计.docx

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时间：2021年x月x日
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第六章冷挤压模具设计
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
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，同时由于金属材料的激烈流动所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。因此冷挤压模具应具有以下特点：
(1)模具应有足够的强度和刚度，要在冷热交变应力下正常工作；
(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性和通用性；
(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)模具工作部分零件与上下模板之间一定要设置厚实的淬硬压力垫板，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)上下模板采用中碳钢经锻造或直接用钢板制成，应有足够的厚度，以保证模板具有较高的强度和刚度。
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、导板、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。
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。冷挤压模具可以按以下几个方面来分类。
（一）按工艺性质分类
模具按工艺性质可分为：正挤压模、反挤压模、复合挤压模、镦挤压模等。
1．正挤压模图6-1所示为实心件正挤压模。该模具更换相应的工作部分零件，可进行其它零件的正挤，也可用于反挤压、复合挤压和镦挤。顶出系统由零件1、2、3、4组成可调式拉杆，其中件3为调节螺母。旋转螺母可以调节拉杆长度，以适合不同零件挤压后的顶出。凸模6由活动护套加以保护，以增加凸模的强度和稳定性。此外，当该模具用于反挤压或复合挤压时，更换合适的护套还可以利用上模部分的打料系统进行卸料。

图6-1实心件正挤压模
图6-2所示是用于黑色金属空心零件正挤压的模具图。模具的工作部分为凸模和凹模。凸模16的心部装有凸模芯轴15，芯轴15的心部设有通气孔与模具外部相通，在凸模中以便上下滑动。凸模16的上顶面与淬硬的垫板13接触，以便扩大上模板3的承压面积。凹模2经垫块8与垫板9固定于下模板11上。由图可看出，凸模与凹模的中心位置是不能调整的，凸、凹模之间的对中精度完全靠导柱7与导套6以及各个固定零件之间的配合精度来保证，因此这种模具结构常称为不可调整式模具。很明显，不可调整式模具的制造精度要求很高，但安装方便，而且模架具有较强的通用性，若将工作部分更换，这副模具可以用作反挤压或复合挤压。由图还可知，凸模回程时，挤压件将留在凹模内，因此需在模具下模板上设置顶出杆10。
2．反挤压模图6-3所示是一种典型的具有导向装置的反挤压模。该模具是在小型（无顶出装置）压力机上使用的杯形件反挤压模。凸模7靠压环10、定位圈6和大锣母11紧固与定位，可以实现快换。凹模采用组合凹模形式。为便于反挤压件从凹模中取出，设计了间接顶出装置，反挤压力在下模完全由顶出杆17承受，顶件力由反拉杆式联动顶出装置（由件3、20、21、22、23、24组成）提供，该顶出装置在模座下方带有活动板22，当挤压件顶出一段距离后，通过带斜面的斜块24将22撑开，使顶杆23的底面悬空，使之靠自重复位，为下一次放置毛坯做好准备。而活动板22靠其外圈的拉簧21合并。上模也设计了卸件装置，由于杯形挤压件较深，为了加强凸模的强度，除工作段外，凸模的直径加粗并开出三道卸料槽，供带有三个内爪形的卸料环12卸料。
该模具具有一定的通用性，只要将凸模、凹模、顶出杆、垫块18、19加以更换，这副模具就可以挤压不同形状和尺寸的工件，也适用于正挤压和复合挤压。

３．复合挤压模图6-4为活塞销的复合挤压的模具图。其工作部分由上凸模5、下凸模3及凹模4构成。由于上凸