汽車蓋形螺母成形工藝及模具設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　摘要</b></p><p>　　蓋形螺母，包括螺母體和蓋帽，其技術(shù)解決方案是螺母體和蓋帽為分體結(jié)構(gòu)，兩者通過(guò)焊接連接。采用分體結(jié)構(gòu)后，螺母體可采用現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)螺母，加工時(shí)只需制造蓋帽并將蓋帽焊接在標(biāo)準(zhǔn)螺母上就可以了，大大降低了制造的難度。</p><p>　　蓋形螺母廣泛應(yīng)用于汽車配件，機(jī)械設(shè)備，電子器材，通訊設(shè)備，五金燈飾，建筑橋梁，家

2、具裝修等相關(guān)行業(yè)，其市場(chǎng)需求量巨大。采用冷擠壓工藝生產(chǎn)不但能降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率；而且提高了零件的精度和表面質(zhì)量，改善了強(qiáng)度和韌性，減少了切削加工量，也改善了零件的組織性能。所以，在此對(duì)汽車蓋形螺母的成形工藝及模具設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。在擠壓過(guò)程中一般采用有預(yù)成形的多道次擠壓工藝。其中的關(guān)鍵是如何合理分配材料變形程度，控制材料流動(dòng)，減少過(guò)度變形，從而得到合格的零件。本文探討了蓋形螺母擠壓的可行性，通過(guò)對(duì)產(chǎn)品零件圖的分析，制定了幾種工藝方案

3、并進(jìn)行分析比較，在選擇最優(yōu)方案的同時(shí)也制定了工藝流程。在此基礎(chǔ)上詳細(xì)地介紹了蓋形螺母擠壓模具的設(shè)計(jì)過(guò)程。</p><p>　　關(guān)鍵詞：蓋形螺母，冷擠壓，模具設(shè)計(jì)，成形工藝</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Cap nut, including nut body and cap, the technical

4、 solution is the nut body and cap for fission structure, both through welding connection. After adopting fission structure, nut nut can adopt existing standards body, only when the processing manufacturing blocks and blo

5、cks of welding on the standard nut, greatly reduce the manufacturing difficulty.</p><p>　　Cap nut is widely used in auto parts, machinery and equipment, electronic equipment, communications equipment, hardwa

6、re lighting, bridge building, furniture decoration and other related industry, its market demand is huge. Not only can reduce the production cost was produced by cold extrusion technology, improve production efficiency;

7、And improves the precision and surface quality of the parts, to improve the strength and toughness, reduce the cutting processing capacity, and improve the organiz</p><p>　　Key words: cap nut, cold extrusion

8、, die design and forming technology</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　第1章 冷擠壓技術(shù)的介紹1</p><p>　　1.1冷擠壓工藝的實(shí)質(zhì)1</p><p>　　1.2冷擠壓工藝的優(yōu)點(diǎn)1</p><p>　　1.3冷擠壓工藝的

9、缺點(diǎn)2</p><p>　　1.4冷擠壓工藝的應(yīng)用范圍3</p><p>　　1.5冷擠壓工藝的的發(fā)展方向3</p><p>　　第2章 工藝分析及制定4</p><p>　　2.1產(chǎn)品零件的分析4</p><p>　　2.2工藝方案的分析4</p><p>　　第3章 毛坯制備及處

10、理8</p><p>　　3.1冷擠壓件毛坯的制備8</p><p>　　3.2冷擠壓件材料的軟化熱處理10</p><p>　　3.3冷擠壓件的表面處理與潤(rùn)滑10</p><p>　　第4章 冷擠壓力10</p><p>　　4.1影響冷擠壓壓力的主要因素11</p><p>　　

11、4.2變形程度11</p><p>　　4.3冷擠壓力的計(jì)算12</p><p>　　第5章 冷擠壓設(shè)備的選擇13</p><p>　　5.1冷擠壓設(shè)備的基本要求13</p><p>　　5.2冷擠壓設(shè)備的選擇13</p><p>　　第6章 冷擠壓模具設(shè)計(jì)15</p><p>　　

12、6.1冷擠壓模具特點(diǎn)15</p><p>　　6.2冷擠壓模架設(shè)計(jì)15</p><p>　　6.3凸、凹模設(shè)計(jì)16</p><p>　　6.3.1反擠壓凸模的設(shè)計(jì)16</p><p>　　6.3.2反擠壓凹模的設(shè)計(jì)17</p><p>　　6.3.3反擠壓凸、凹模制造公差18</p><

13、p>　　第7章 模具結(jié)構(gòu)部件設(shè)計(jì)19</p><p>　　7.1上模具部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)19</p><p>　　7.2下模具部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)20</p><p>　　7.3模具結(jié)構(gòu)和工作原理21</p><p>　　7.4成形模具三維圖22</p><p>　　第8章 冷擠壓模具材料的選擇25</p&g

14、t;<p>　　8.1模具材料的基本要求26</p><p>　　8.2模具材料的選用原則26</p><p>　　8.3常用的冷擠壓模具材料26</p><p>　　第9章 工藝卡片28</p><p><b>　　結(jié) 論30</b></p><p><b>　

15、　考參文獻(xiàn)31</b></p><p><b>　　致 謝32</b></p><p>　　第1章 冷擠壓技術(shù)的介紹</p><p>　　1.1冷擠壓工藝的實(shí)質(zhì)</p><p>　　在金屬壓力的加工中，冷擠壓是一種非常先進(jìn)的少、無(wú)切削加工的新工藝。冷擠壓是指在室溫下，利用壓力機(jī)的簡(jiǎn)單往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使放在冷擠

16、壓模腔內(nèi)的金屬毛坯，在強(qiáng)大的壓力以及一定的速度作用下，迫使金屬產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需形狀、尺寸并且具有一定力學(xué)性能的擠壓件。冷擠壓方法既可以用于生產(chǎn)成批的有色合金及黑色金屬的零件，也可以加工各種模具的型腔。</p><p>　　根據(jù)擠壓時(shí)金屬流動(dòng)的方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向之間的關(guān)系，常用的擠壓方法可以分為正擠壓,反擠壓, 復(fù)合擠壓以及徑向擠壓。</p><p>　　正擠壓就是擠壓時(shí)，金屬的流

17、動(dòng)方向與凸模的運(yùn)動(dòng)方向一致。正擠壓又可分為實(shí)心件正擠壓和空心件正擠壓兩種。正擠壓法可以制造各種形狀的實(shí)心件和空心件，如螺釘、心軸、管子和彈殼等。</p><p>　　而反擠壓是擠壓時(shí)，金屬的流動(dòng)方向與凸模的運(yùn)動(dòng)方向相反。反擠壓法是將圓形毛坯擠壓成筒形零件，可以制造出各種儀表罩殼、萬(wàn)向節(jié)軸承套、連桿襯套等。</p><p>　　復(fù)合擠壓是指擠壓時(shí)，金屬的流動(dòng)方向朝凸模的運(yùn)動(dòng)方向和相反方向同時(shí)

18、運(yùn)動(dòng)。復(fù)合擠壓可生產(chǎn)兩端直徑不同的筒形零件，也可生產(chǎn)雙杯形零件，如汽車的活塞銷，也可以制造杯桿形零件等等。</p><p>　　徑向擠壓是指金屬的流動(dòng)方向于凸模的運(yùn)動(dòng)方向相垂直。徑向擠壓又分為離心和向心擠壓兩種，主要用于制造帶凸肩的齒輪坯和十字軸類零件。</p><p>　　1.2冷擠壓工藝的優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　擠壓加工有許多特點(diǎn)，主要表現(xiàn)在擠壓變形過(guò)程的應(yīng)力

19、應(yīng)變狀態(tài)、金屬流動(dòng)行為、產(chǎn)品的綜合質(zhì)量、生產(chǎn)的靈活性與多樣性、成本與生產(chǎn)效率等方面。</p><p>　　1）提高金屬的變形能力</p><p>　　冷擠壓是一種金屬塑性成形加工先進(jìn)方法。它在不破壞金屬的前提下使金屬體積作出塑性轉(zhuǎn)移，從而達(dá)到少切屑無(wú)切屑而使金屬成形，制得所需的形狀、尺寸的零件。這樣就避免了在切削加工時(shí)形成的大量金屬?gòu)U屑，大大節(jié)約了各種有色金屬及鋼鐵原材料。</p&g

20、t;<p><b>　　2）提高勞動(dòng)生產(chǎn)率</b></p><p>　　冷擠壓零件是在壓力機(jī)上進(jìn)行的，操作很方便，容易掌握，生產(chǎn)率也很高。同時(shí)也減少了一些中間工序的進(jìn)行。</p><p>　　3）可成形復(fù)雜形狀的零件。</p><p>　　4）在冷擠壓過(guò)程中，金屬材料是處于三向不等的壓應(yīng)力作用下。擠壓變形后，金屬材料的晶粒組織會(huì)更

21、加致密。同時(shí)冷擠壓利用了金屬材料冷變形的加工硬化特性。使冷擠壓件的強(qiáng)度大大提高。從而提供了低強(qiáng)度鋼代替高強(qiáng)度鋼的可能性。</p><p>　　5）可獲得得較高尺寸精度及較小表面粗糙值的零件。經(jīng)冷擠壓成形的零件的表面質(zhì)量是非常好的。在冷擠壓過(guò)程中，金屬表面在高壓下會(huì)受到模具光滑表面的熨平，因此零件的表面粗糙度值很小，表面強(qiáng)度也大大提高。</p><p>　　6）減少工序，縮短生產(chǎn)周期。冷擠壓

22、工藝是在閉式模具型腔中進(jìn)行金屬塑性變形，所得到的擠壓件是沒(méi)有飛邊的，故不再需要切邊（或沖孔）等后續(xù)工序，從而縮短了和產(chǎn)周期。</p><p>　　7）減少設(shè)備投資。與模鍛相比，因冷擠壓不會(huì)產(chǎn)生飛邊，故可省去切邊模及切邊壓力機(jī)，這樣就明顯地減少了設(shè)備投資。</p><p>　　8）降低零件的生產(chǎn)成本。</p><p>　　1.3冷擠壓工藝的缺點(diǎn)</p>

23、<p>　　在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中，與其他制造工藝相比，冷擠壓雖然表現(xiàn)出很多優(yōu)點(diǎn)，但是還是存在一些問(wèn)題。冷擠壓工藝的缺點(diǎn)如下所述。</p><p><b>　　1）變形抗力高</b></p><p>　　冷擠壓時(shí)，被擠壓材料的變形抗力較高，其中最能說(shuō)明的是鋼的冷擠壓，其變形抗力高達(dá)2000MPa以上。這樣的超高壓力，對(duì)模具材質(zhì)，結(jié)構(gòu)和加工制造等提出了更高的要求。

24、</p><p><b>　　2）模具壽命短</b></p><p>　　由于冷擠壓模具承受著很大的單位壓力作用，最高可達(dá)3000MPa，模具容易磨損、易破壞：雖然在模具材料以及模具結(jié)構(gòu)等方面采用了很多有效的措施，但與沖壓模具相比，其使用壽命還是偏低的。</p><p>　　3）對(duì)毛坯的要求較高</p><p>　　冷擠

25、壓加工時(shí)對(duì)毛坯的要求會(huì)比其他金屬塑性成形加工工藝都要高，否則，會(huì)使模具易受到損壞。對(duì)于冷擠壓毛坯，除了要求毛坯具有準(zhǔn)確的幾何形狀以及較高的尺寸精度外，還要求在冷擠壓變形之前對(duì)毛坯進(jìn)行一定的軟化退火處理以及表面潤(rùn)滑處理。</p><p>　　4）對(duì)冷擠壓設(shè)備要求較高</p><p>　　當(dāng)實(shí)施冷擠壓工藝過(guò)程時(shí)，除了要求冷擠壓設(shè)備應(yīng)用較大的強(qiáng)度以外，還要求有較好的剛度。此外，還要求設(shè)備具有良好

26、的精度并具有可靠的保險(xiǎn)裝置。</p><p>　　1.4冷擠壓工藝的應(yīng)用范圍</p><p>　　冷擠壓加工是一種“優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗、低成本”的先進(jìn)工藝。在技術(shù)上與經(jīng)濟(jì)上都有很高的應(yīng)用價(jià)值。目前冷擠壓技術(shù)在機(jī)械、汽車、般天般空、儀表、軍工、電子通信和輕工民用產(chǎn)品中（如鐘表、自行車、照相機(jī)等）都已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，已成為金屬塑性成形技術(shù)中不可缺少的一部分。</p><

27、p>　　冷擠壓作為一種少無(wú)切削的新型工藝，已經(jīng)成為先進(jìn)制造技術(shù)中極具特色的一個(gè)門類。冷擠壓加工的缺點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn)相比是次要的，是相對(duì)于當(dāng)前不是很先進(jìn)的技術(shù)條件而言的，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，模具鋼新材料的研究及開(kāi)發(fā)，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理化，缺點(diǎn)問(wèn)題會(huì)被解決，優(yōu)越性將會(huì)得到充分發(fā)揮。</p><p>　　1.5冷擠壓工藝的的發(fā)展方向</p><p>　　由于冷擠壓技術(shù)具有目前最效節(jié)約材料、提高

28、生產(chǎn)效率、提高機(jī)械產(chǎn)品性能、適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，所以進(jìn)一步研究與推廣應(yīng)用冷擠壓技術(shù)，在我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)中有著廣闊的前景。</p><p>　　冷擠壓工藝的發(fā)展方向主要有以下幾個(gè)方面：</p><p>　　1）進(jìn)一步擴(kuò)大冷擠壓的應(yīng)用，在一定范圍內(nèi)慢慢代替鑄造、鍛造、拉深、旋壓、擺輾和切削加工；</p><p>　　2）除了應(yīng)用于有色金屬和黑色金屬以外，進(jìn)一步增多可供冷

29、擠壓用的材料種類；</p><p>　　3）在合理的許可的范圍內(nèi)提高每次冷擠壓工序的變形量；</p><p>　　4）滿足冷擠壓零件形狀的復(fù)雜性，使之可成形更復(fù)雜的，甚至外形不對(duì)稱的零件；</p><p>　　5）延長(zhǎng)冷擠壓模具的使用壽命；</p><p>　　6）提高冷擠壓的生產(chǎn)率；</p><p>　　7）在小批量

30、生產(chǎn)中擴(kuò)大冷擠壓的使用；</p><p>　　8）先進(jìn)的智能化、敏捷化與數(shù)字化等現(xiàn)代技術(shù)在冷擠壓生產(chǎn)中要得到進(jìn)一步應(yīng)用。</p><p>　　第2章 工藝分析及制定</p><p>　　2.1產(chǎn)品零件的分析</p><p>　　本設(shè)計(jì)的產(chǎn)品為蓋形螺母，其產(chǎn)品示意圖與零件圖如圖2.1所示：</p><p><b&g

31、t;　　圖2.1 蓋形螺母</b></p><p>　　本零件屬于螺母類，其含有內(nèi)孔以及外六角。加工時(shí)應(yīng)注意保證零件所需的強(qiáng)度跟硬度。蓋形螺母應(yīng)用廣泛，采用擠壓技術(shù)可以大批量生產(chǎn)。</p><p>　　從零件圖上可以直觀的看出，該零件屬于軸對(duì)稱圖形，頂部跟中部為圓弧過(guò)渡，還有內(nèi)孔。材料為15號(hào)剛。</p><p>　　2.2工藝方案的分析</p&g

32、t;<p>　　主要根據(jù)產(chǎn)品零件圖，具體的生產(chǎn)條件、用途和相關(guān)資料進(jìn)行工藝方案的設(shè)計(jì)。通過(guò)各種可行方案的制訂、分析、比較，選出合理的工藝方案。由此我們可以從這些方面來(lái)選擇最佳的工藝方案。</p><p>　　對(duì)于金屬來(lái)說(shuō)，成型工藝有多種選擇。例如直接機(jī)加工成型、壓鑄成型、沖壓成型、擠壓成型等等。下面將分別對(duì)這四種成型工藝進(jìn)行分析，從而得到最佳的工藝方案。</p><p>　　

33、1. 直接機(jī)加工成型</p><p>　　機(jī)加工成型，即通過(guò)機(jī)床直接對(duì)坯料進(jìn)行切削加工成型，機(jī)加工主要是對(duì)坯料進(jìn)行形狀尺寸的加工，一般不會(huì)改變其內(nèi)部的物理性能。</p><p>　　工藝過(guò)程：坯料——機(jī)加工——成品</p><p>　　從零件圖上知道產(chǎn)品的形狀雖然比較規(guī)則，但是外部有六邊，底部有內(nèi)孔，內(nèi)孔還含有螺紋，且頭部與六邊結(jié)合部分為圓弧，這樣在進(jìn)行機(jī)加工時(shí)操作

34、不方便，同時(shí)本零件的尺寸較小，不便在普通機(jī)床上加工，并且在精度上無(wú)法保證。另外可考慮選用數(shù)控加工，這雖然能保證良好的加工精度。但是這種加工強(qiáng)度不夠，材料利用率極低，僅為12.2%，對(duì)于生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)效率低，經(jīng)濟(jì)效益極差，故不采用。</p><p><b>　　2．壓鑄成型</b></p><p>　　壓鑄成型即在高壓作用下，使液態(tài)或半液態(tài)金屬以較高的速度充填型腔，并在

35、壓力下成形和凝固而獲得鑄件的方法。這種成型方法所獲得的尺寸精度高，且材料利用率高，加工量少。</p><p>　　這種成型方法對(duì)于蓋形螺母說(shuō)是可行的。但是由于螺母內(nèi)孔含有螺紋，所以成型的時(shí)候容易引起起皺等問(wèn)題，所以不采用。</p><p><b>　　3.冷擠壓成型</b></p><p>　　冷擠壓是指在室溫下，利用壓力機(jī)的簡(jiǎn)單往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使放

36、在冷擠壓模腔內(nèi)的金屬毛坯，在強(qiáng)大的壓力和一定的速度作用下，迫使金屬產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需形狀、尺寸并具有一定力學(xué)性能的擠壓件。</p><p>　　從擠壓工藝分析來(lái)看，冷擠壓工藝又可分為幾種方案，現(xiàn)將各方案分析如下：</p><p><b>　　1）成形工藝方案Ⅰ</b></p><p>　　工藝過(guò)程：下料—退火—制坯—表面潤(rùn)滑處理—復(fù)合擠

37、壓</p><p>　　下料 復(fù)合擠壓</p><p><b>　　2）成形工藝方案Ⅱ</b></p><p>　　工藝過(guò)程：下料—退火—表面潤(rùn)滑處理—正擠壓—擠六方—反擠內(nèi)孔</p><p>　　下料 正擠壓</p&

38、gt;<p>　　擠六方 反擠壓</p><p><b>　　3）成形工藝方案Ⅲ</b></p><p>　　工藝過(guò)程：下料—退火—表面潤(rùn)滑處理—正擠壓—反擠壓</p><p><b>　　下料</b></p><p><b>　

39、　正擠壓 </b></p><p><b>　　反擠壓</b></p><p><b>　　4）成形工藝方案Ⅳ</b></p><p>　　工藝過(guò)程：下料—退火—表面潤(rùn)滑處理—冷鐓預(yù)成形—擠六方—反擠壓</p><p>　　下料 冷鐓預(yù)成型

40、</p><p>　　擠六方 反擠壓</p><p><b>　　綜合選擇方案Ⅳ</b></p><p>　　第3章 毛坯制備及處理</p><p>　　3.1冷擠壓件毛坯的制備</p><p>　　毛坯制備，是從毛坯的下料開(kāi)始到制備出符合冷擠壓

41、工藝要求的毛坯為止的過(guò)程。制備價(jià)廉、質(zhì)量良好的毛坯是關(guān)系到擠壓件質(zhì)量、生產(chǎn)率和成本的大問(wèn)題。</p><p>　　1．冷擠壓成形尺寸的確定</p><p>　　本設(shè)計(jì)中的擠壓件如圖2.1所示。成形尺寸如3.1所示</p><p>　　圖3.1 零件的成形尺寸</p><p>　　2．?dāng)D壓件坯料的形狀的確定及下料方法</p>&

42、lt;p>　　毛坯的形狀和尺寸不僅取決于擠壓件的形狀和尺寸，而且還取決于所設(shè)計(jì)的工藝方案。毛坯形狀和尺寸設(shè)計(jì)的合理與否，將會(huì)對(duì)金屬流動(dòng)、擠壓件的形狀和尺寸，以及模具使用壽命等產(chǎn)生明顯的影響。</p><p>　　冷擠壓毛坯的斷面形狀，可以根據(jù)擠壓件的相應(yīng)斷面形狀來(lái)確定。由本設(shè)計(jì)所采取的工藝方案可以知道，本設(shè)計(jì)采用直徑有28mm的鋁材進(jìn)行剪切下料。</p><p>　　3．下料毛坯尺寸

43、的確定</p><p>　　坯料形狀和尺寸對(duì)冷擠壓件的充填性能和模具壽命影響很大，根據(jù)蓋形螺母的形狀和特點(diǎn)，同時(shí)為了便于送料以及有利于坯料的定位，坯料的直徑應(yīng)略小于凹模型腔內(nèi)六角部分的內(nèi)切圓直徑。</p><p><b>　　毛坯體積</b></p><p><b>　　4．預(yù)成形冷鐓計(jì)算</b></p>&

44、lt;p>　　毛坯的內(nèi)外徑尺寸可根據(jù)凸模和凹模的相應(yīng)尺寸決定。通常情況下，毛坯的外徑尺寸要接近成品零件的直徑。 為便于將毛坯自由地放入模具型腔內(nèi)，毛坯外徑應(yīng)比凹模型腔小0.1mm。因此根據(jù)毛坯放入冷擠壓模腔的要求，本設(shè)計(jì)取直徑為15.9 mm，經(jīng)計(jì)算后其尺寸如下圖所示。毛坯及毛坯預(yù)成形如圖3.2所示。</p><p>　　(a)下料毛坯 (b)

45、預(yù)成形毛坯</p><p>　　圖3.2 毛坯及毛坯預(yù)成形圖</p><p>　　因變形程度不大，故冷鐓變形是允許的，不會(huì)產(chǎn)生鐓裂。</p><p>　　3.2冷擠壓件材料的軟化熱處理</p><p>　　對(duì)坯料進(jìn)行軟件熱處理的目的：一是為了達(dá)到降低材料的硬度，提高材料的塑性，得到良好的金相組織與消除內(nèi)應(yīng)力。二是為了達(dá)到降低單位擠壓力，提高

46、模具的使用壽命，保證產(chǎn)品質(zhì)量。</p><p>　　軟化熱處理，即把材料進(jìn)行加熱到某一溫度，然后保溫一段時(shí)間，最后隨爐冷卻，達(dá)到材料的軟化目的。</p><p>　　15號(hào)鋼的熱處理軟化熱處理規(guī)范：加熱溫度為710—730度，保溫時(shí)間為2~3個(gè)小時(shí)，退火后的硬度要求為，</p><p>　　3.3冷擠壓件的表面處理與潤(rùn)滑</p><p>　　

47、為了降低冷擠壓件與冷擠壓模工作部分的摩擦，降低冷擠壓的單位擠壓力，提高冷擠壓的表面質(zhì)量，減少模具的磨損，對(duì)冷擠壓毛坯進(jìn)行潤(rùn)滑與表面處理。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用磷化處理。表面處理溶液的配方為：氧化鋅169g，磷酸283g，硝酸259g，水289g。在溫度為95-98的條件下處理20-30分鐘。常用的潤(rùn)滑劑還有皂化液，磷化+皂化后用水，凡士林和樹(shù)脂中跳入二硫化鋁潤(rùn)滑，高黏度高硫油、牛脂、棕櫚油、菜油等<

48、;/p><p><b>　　第4章 冷擠壓力</b></p><p>　　由于在冷擠壓工藝中的單位擠壓力P數(shù)值要比冷沖壓工藝和熱鍛工藝時(shí)的單位擠壓力大得多，因此，在進(jìn)行冷擠壓工藝設(shè)計(jì)時(shí),首先要分析單位冷擠壓力的大小及影響因素。</p><p>　　4.1影響冷擠壓壓力的主要因素</p><p>　　在冷擠壓過(guò)程中，影響冷擠

49、壓壓力的主要因素有：</p><p>　?、俨牧闲再|(zhì)。被擠壓材料的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能對(duì)單位擠壓力的影響很大，是決定單位擠壓力的基本因素。例如含碳量越高的鋼材，變形抗力大，不利于擠壓；冷擠壓前，對(duì)毛坯進(jìn)行軟化處理可以降低變形抗力等。</p><p>　?、诶鋽D壓的變形方式。對(duì)于同種金屬材料來(lái)說(shuō)，冷擠壓變形方式不同，所需的單位擠壓力也不同。</p><p>　

50、?、劾鋽D壓變形程度大小。</p><p>　?、苣＞叩膸缀涡螤?。擠壓模的凸模和凹模形狀，對(duì)單位擠壓力有很大的影響。模具幾何形狀設(shè)計(jì)得合理，易使毛坯在型腔中流動(dòng)，可以改善摩擦情況，減少金屬流動(dòng)阻力，不僅能顯著地提高模具的使用壽命，而且能減小單位擠壓力。</p><p>　?、輸D壓毛坯的相對(duì)高度。毛坯高度的變化，影響到毛坯與凸模真實(shí)接觸率的改變，進(jìn)而影響到摩擦阻力的變化，因此，毛坯的高度對(duì)單位

51、擠壓力也有一定的影響。</p><p>　?、逎?rùn)滑狀態(tài)。潤(rùn)滑狀態(tài)對(duì)降低單位擠壓力影響較大，良好的潤(rùn)滑狀態(tài)，可以使真實(shí)接觸面積率大大減小，摩擦阻力也大大減小，因此，單位擠壓力較低。</p><p><b>　　4.2變形程度</b></p><p>　　每道冷擠壓工序能擠出合格產(chǎn)品的最大變形程度稱為許用變形程度。在保證產(chǎn)品質(zhì)量、模具壽命的前提下，

52、按照使冷擠壓工序數(shù)減少到最低限度的原則來(lái)選用冷擠壓的變形程度。</p><p>　　在其他條件相同的的情況下，冷擠壓的變形程度不同，其單位擠壓力是不同的。冷擠壓的變形程度越大，擠壓的變形抗力也就越大，它會(huì)引起凸、凹模等的破裂。因此對(duì)不同的材料，都應(yīng)選擇合適的變形程度。變形程度的表示方法常用斷面縮減率來(lái)表示。</p><p><b>　　（4.1）</b></p&

53、gt;<p>　　式中 ——冷擠壓變形前毛坯的橫截面積，</p><p>　　——冷擠壓變形后工件的橫截面積，</p><p>　　由此可以分別計(jì)算反擠壓成形時(shí)的斷面縮減率。</p><p>　　反擠壓小孔時(shí)的斷面縮減率為：</p><p><b>　　=（）/</b></p><p&

54、gt;<b>　　=9.5/14</b></p><p><b>　　=46%</b></p><p>　　由[3]表4.1可得15號(hào)在鋼正擠壓時(shí)的許用變形程度為85%～88%，在反擠壓時(shí)的許用變形程度為72%～82%。故本設(shè)計(jì)可行。</p><p>　　4.3冷擠壓力的計(jì)算</p><p>　　冷

55、擠壓力即冷擠壓變形所需要的作用力。它是設(shè)計(jì)模具、選擇設(shè)備的依據(jù)，并可衡量冷擠壓變形的難易程度。例如，若冷擠壓變形時(shí)作用在模具單位面積上的壓力超過(guò)2500～3000 MPa/ mm時(shí)，模具就容易磨損或損壞，另一方面如果總變形力超過(guò)壓力機(jī)的許用載荷，就會(huì)使壓力機(jī)損壞。因此必須對(duì)冷擠壓的單位擠壓力和總變形力進(jìn)行計(jì)算，以便為設(shè)計(jì)冷擠壓模具和選用冷擠壓設(shè)備提供依據(jù)。</p><p>　　在冷擠壓過(guò)程中，由于一系列工藝因素的

56、影響，擠壓力難以準(zhǔn)確計(jì)算，冷擠壓力的計(jì)算方法主要有：理論計(jì)算法、公式計(jì)算法、圖算法、查表法。</p><p>　　本設(shè)計(jì)采用圖算法來(lái)求冷擠壓力。</p><p>　　由《實(shí)用冷擠壓技術(shù)》P61頁(yè)可查得。</p><p>　　最后的反擠壓成形擠壓力計(jì)算如下：</p><p>　　由圖4.29知，從①凸模直徑d=19mm，做水平線與毛坯直徑D=2

57、8mm曲線相交。從交點(diǎn)垂直向上投影向斷面縮減率=46%，有=46%向上進(jìn)入②，先與毛坯高徑比為0.68的曲線相交，求得毛坯高度修正系數(shù)K=0.96。再向上投影與15號(hào)剛材料曲線相交，求得未經(jīng)修正的單位擠壓力=2050MPa，向左進(jìn)入③進(jìn)行修正。經(jīng)毛坯高度修正系數(shù)K=0.96與毛坯外徑D=28mm修正后，得到修正后的單位擠壓力p=1400MPa，將p=1400MPa投影到④中。與凸模直徑d=19在④的投影相交，求得擠壓力390KN。。&l

58、t;/p><p>　　第5章 冷擠壓設(shè)備的選擇</p><p>　　5.1冷擠壓設(shè)備的基本要求</p><p>　　擠壓設(shè)備的正確選擇及合理使用將決定擠壓生產(chǎn)能否順利進(jìn)行，并與產(chǎn)品質(zhì)量、模具壽命、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品成本等密切相關(guān)，所以必須合理選擇和正確地使用擠壓設(shè)備。選用擠壓設(shè)備時(shí)主要應(yīng)考慮下述因素。</p><p>　　1）擠壓設(shè)備的類型和工作形式

59、是否適用于應(yīng)完成的工序；是否符合安全生產(chǎn)和環(huán)保的要求。</p><p>　　2）擠壓設(shè)備的壓力和功率是否滿足應(yīng)完成工序的需要。</p><p>　　3）擠壓設(shè)備的裝模高度、工作臺(tái)面尺寸、行程等是否適合應(yīng)完成工序所用的模具。</p><p>　　4）擠壓設(shè)備的行程次數(shù)是否滿足生產(chǎn)率的要求等。</p><p>　　5）備有可靠的超載保險(xiǎn)裝置。在冷

60、擠壓中，往往由于預(yù)先未能估計(jì)到的原因而使壓力機(jī)超載，如毛坯尺寸超差及材質(zhì)熱處理不合理等到。為了保證在超載時(shí)壓力機(jī)不致?lián)p壞，必須使壓力機(jī)具有非常可靠的超負(fù)荷保險(xiǎn)裝置。</p><p>　　6）能提供合適的擠壓速度。冷擠壓加工是將大斷面的毛坯壓縮成小斷面的擠壓件。因此在擠壓過(guò)程中會(huì)有沖擊作用；所以要求用于冷擠壓的壓力機(jī)能提供合適的擠壓速度。一般要求壓力機(jī)有較高的空程向下和回程速度，在上模接觸金屬毛坯前，速度能迅速下降

61、，在擠壓過(guò)程中，擠壓速度應(yīng)盡可能保持均勻。</p><p>　　7）具有潤(rùn)滑冷卻裝置。冷擠壓時(shí)單位擠壓力大，且在冷擠壓過(guò)程中又會(huì)產(chǎn)生大量熱量。因此要求壓力機(jī)有良好的潤(rùn)滑冷卻裝置，從而延長(zhǎng)模具的使用壽命。</p><p>　　5.2冷擠壓設(shè)備的選擇</p><p>　　通常用于擠壓生產(chǎn)的設(shè)備主要有專用的擠壓壓力機(jī)，通用的曲柄壓力機(jī)、摩擦壓力機(jī)和萬(wàn)能液壓機(jī)。綜合考慮，本

62、設(shè)計(jì)采用型號(hào)為YQ32-40的四柱式通用液壓機(jī)作為擠壓設(shè)備，其技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表5.1所示。</p><p>　　表5.1 YQ32-40四柱式通用液壓機(jī)的技術(shù)參數(shù)</p><p>　?。ㄙY料來(lái)源于http://www.cnjczz.com/SL24.htm）</p><p>　　第6章 冷擠壓模具設(shè)計(jì)</p><p>　　6.1冷擠壓模具特點(diǎn)

63、</p><p>　　冷擠壓是在常溫下對(duì)金屬材料進(jìn)行塑性變形，其單位擠壓力相當(dāng)大，同時(shí)由于金屬材料的激烈流動(dòng)所產(chǎn)生的熱效應(yīng)可例模具工作部分溫度高達(dá)200以上，加上劇烈的磨損和反復(fù)作用的載荷，模具的工作條件相當(dāng)惡劣。因此冷擠壓模具應(yīng)具有以下特點(diǎn)：</p><p>　　1）模具應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，要在冷熱交變應(yīng)力下正常工作。</p><p>　　2）模具工作部分零件材

64、料應(yīng)具有高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性，并有一定的韌性。</p><p>　　3）凸、凹模幾何形狀應(yīng)合理，過(guò)渡處盡量用較大的光滑圓弧過(guò)渡，避免應(yīng)力集中。</p><p>　　4）模具易損部分應(yīng)更換方便，對(duì)不同的擠壓零件要有互換性和通用性。</p><p>　　5）為提高工作部分強(qiáng)度，凹模一般采用預(yù)應(yīng)力組合形式。</p><p>　　6）模具工作部分

65、零件與上下模板之間一定要設(shè)置厚實(shí)的淬硬壓力墊板，以擴(kuò)大承壓面積，減小上下模板的單位壓力，以防止壓壞上下模板。</p><p>　　7）上下模板采用中碳鋼經(jīng)鍛造或直接用鋼板制成，應(yīng)有足夠的厚度，以保證模板具有較高的強(qiáng)度和剛度。</p><p>　　6.2冷擠壓模架設(shè)計(jì)</p><p>　　模架是模具的安裝基礎(chǔ)，又是承受較大載荷、傳遞壓力的重要組件，是擠壓模具的主要組成

66、部分。擠壓工藝可以在專用的擠壓壓力機(jī)、通用液壓機(jī)、通用曲柄壓力機(jī)或摩擦壓力機(jī)上進(jìn)行，因此模架的結(jié)構(gòu)也有所不同。除應(yīng)根據(jù)擠壓件的批量、品種不同并滿足不同設(shè)備要求外，還應(yīng)該滿足以下幾點(diǎn)。</p><p>　　1）承壓部分應(yīng)具有很好的剛性及強(qiáng)度，使框架精度穩(wěn)定。</p><p>　　2）凸、凹模工作部分能簡(jiǎn)便而可靠地固定在框架上，便于更換。</p><p>　　3）坯料和

67、擠壓件進(jìn)出要方便，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化。</p><p>　　4）易損部分零件尺寸應(yīng)盡量統(tǒng)一，以便于制造和檢驗(yàn)。</p><p>　　5）保證操作人員安全。</p><p>　　6）按擠壓件的不同精度選用制造精度不同的模架。</p><p>　　7）在同噸位的壓力機(jī)上使用的反擠壓、正擠壓和復(fù)合擠壓的預(yù)應(yīng)力組合凹?？稍O(shè)計(jì)成互換的，從而簡(jiǎn)化模具

68、的制作。</p><p>　　8）反擠壓通用模架可兼作正擠壓和復(fù)合擠壓模具使用。</p><p>　　由于本設(shè)計(jì)中所選用壓力設(shè)備為液壓機(jī)，且擠壓力相對(duì)較小，綜合考慮選用I級(jí)精度中間導(dǎo)柱圓形模架。在這種模架上，模板和模座靠導(dǎo)柱導(dǎo)套連接在一起，即凸、凹模的相對(duì)位置是不可調(diào)節(jié)的，它們的同軸度要求，完全靠安裝在模架上的導(dǎo)柱導(dǎo)套給以保證。同時(shí)為了保證模具安裝方便，需要在上模座上開(kāi)一孔，以保證壓力中心

69、的一致。</p><p>　　由[10] 表5.1-7，可查得I級(jí)精度四導(dǎo)柱模架的相關(guān)尺寸，如下所示：</p><p>　　模架400×315×305～350 I GB/T2851.7—1990</p><p>　　上模座450×270×50 GB/T2855.13 材料45鋼</p><p>

70、　　下模座450×270×50 GB/T2855.14 材料45鋼</p><p>　　導(dǎo)柱 45×250 GB/T2861.1 材料20鋼 數(shù)量為4</p><p>　　導(dǎo)套45×130×58 GB/T2861.6 材料20鋼 數(shù)量為4</p><p><b>　　6

71、.3凸、凹模設(shè)計(jì)</b></p><p>　　6.3.1反擠壓凸模的設(shè)計(jì)</p><p>　　反擠壓凸模一般由夾緊與成形兩部分組成。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(dòng)，降低單位擠壓力，從而提高模具的使用壽命。</p><p>　　反擠壓凸模的有效工作部分是圖中高度為的圓柱形表面，稱之為工作帶。工作帶的作用有以下三點(diǎn)：</p&g

72、t;<p>　　1）減小凸模與擠壓金屬的接觸面積，可大大降低摩擦阻力。</p><p>　　2）防止擠壓結(jié)束時(shí)擠壓件粘在凸模上。</p><p>　　3）擠壓時(shí)，不會(huì)由于凸模工作帶以上部分的彈性變形而產(chǎn)生直徑的增大影響擠壓件內(nèi)孔的尺寸精度。</p><p>　　1.反擠壓凸模的結(jié)構(gòu)</p><p>　　本設(shè)計(jì)選用的凸模作為反擠壓

73、凸模。如圖6.1所示。</p><p>　　6.3.2反擠壓凹模的設(shè)計(jì)</p><p>　　反擠壓凹模一般由成形與頂出部分組成。</p><p>　　反擠壓黑色金屬薄壁零件時(shí)，雖然擠壓后工件不會(huì)卡在凹模內(nèi)，但是為了防止這種情況的出現(xiàn)給生產(chǎn)帶來(lái)不便，本設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)了下頂料機(jī)構(gòu)。</p><p>　　1．反擠壓凹模的結(jié)構(gòu)</p>&l

74、t;p>　　凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分為整體式和組合式兩種。凹模結(jié)構(gòu)整體式設(shè)計(jì)的特征是由一整塊金屬加工而成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、牢固。由于被擠壓零件材料較軟，凸模芯軸長(zhǎng)徑比不大，所以本設(shè)計(jì)中的凹模采用整體式結(jié)構(gòu)，制造容易。</p><p>　　由前面計(jì)算得單位擠壓力p=1400MPa，擠壓力較大。</p><p>　　由[3]圖5.13可知，本設(shè)計(jì)可采用二層組合凹模， 。</p><p

75、>　　凹模結(jié)構(gòu)形狀如下，其特點(diǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。</p><p><b>　　2．頂出桿設(shè)計(jì)</b></p><p>　　頂出桿的形式有兩種，一種是只起著將擠壓件頂出的作用，這種頂出桿只需要根據(jù)頂出桿載荷的具體情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，保證其縱向穩(wěn)定性。另外一種是兼作擠壓用的頂出桿，這相當(dāng)于下凸模，因此需要進(jìn)行強(qiáng)度的校核。</p><p>　　本設(shè)

76、計(jì)采取的是兼有擠壓作用的頂出桿。</p><p>　　頂出桿的結(jié)構(gòu)如圖6.3所示。</p><p>　　圖6.3 頂出桿的結(jié)構(gòu)</p><p>　　頂出桿和凸、凹模一樣，承愛(ài)著較大的單位壓力。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意如下問(wèn)題：</p><p>　　1）頂出桿上端面與凹模工作帶的直徑為基孔制間隙配合H7/h6或H7/g6。</p>

77、<p>　　2）頂出桿端表面承受高壓時(shí)，中必處單位壓力最大。為了抵消單位壓力造成的彈性變形量和保證擠壓件底面得到平整的端表面，頂出桿不能做成平面，而應(yīng)做成圓錐面。</p><p>　　3）為了防止頂出桿因彈性變形而產(chǎn)生的橫向加粗與凹模內(nèi)孔表面碰，頂出桿在與凹模工作帶配合的配合面以下一部分應(yīng)設(shè)有一定的退讓量。</p><p>　　頂出桿的具體結(jié)構(gòu)尺寸參見(jiàn)零件圖。</p>

78、<p>　　由[1]式3-28可得頂出力的計(jì)算。</p><p>　　F頂＝K頂×F擠 （6.1）</p><p>　?。?.05×400000＝20000，</p><p>　　式中，K頂－頂件力系數(shù)，由[5]表3-11可得頂件力系數(shù)為0.05，</p><

79、;p>　　查沖壓手冊(cè)知，45號(hào)鋼的許用壓應(yīng)力為145～167MPa ,</p><p>　　而σ＝F頂/A＝20000/（3.14×5×5＋5×10）=155 MPa≤[σ]</p><p><b>　　所以符合要求。</b></p><p>　　6.3.3反擠壓凸、凹模制造公差</p><

80、;p>　　反擠壓時(shí)，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(shí)模具工作部分的磨損，這個(gè)間隙就會(huì)越來(lái)越大，因此擠壓件的壁厚尺寸也越來(lái)越大，在設(shè)計(jì)模具工作部分的尺寸和公差時(shí)，必須考慮模具有一定的磨損量，同時(shí)又不影響擠壓件的尺寸精度要求。這樣即可以擠出合格的產(chǎn)品，又可以提高模具的使用壽命。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中最后成形部分對(duì)精度要求不高，故按自由公差制造。</p><p>

81、;　　同時(shí)頂出桿與凹模工作部分按基孔制間隙配合H7/h6制造。</p><p>　　具體零件尺寸參見(jiàn)零件圖。</p><p>　　第7章 模具結(jié)構(gòu)部件設(shè)計(jì)</p><p>　　7.1上模具部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　上模具部分結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要取決于模板結(jié)構(gòu)與凸模的緊固方法。采用合理的緊固方法，可以確保冷擠壓件的擠壓精度，延長(zhǎng)模具的使用壽

82、命，并便于模具的安裝、調(diào)整及迅速地更換零件。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中的上模部分主要由以下零件組成：上模座1、凸模固定圈2、錐形緊固圈3、凸模4、凸模墊塊5和特形螺母6。凸模利用凸模固定圈和特形螺母緊固在上模座中，并用凸模墊塊進(jìn)行支撐。這樣就可達(dá)到方便迅速地進(jìn)行凸模的拆換、安裝的目的。</p><p><b>　　1．凸模固定圈</b></p>&l

83、t;p>　　凸模固定圈是將凸模緊固在模座上的重要輔助零件。本設(shè)計(jì)中選用外部有階梯形狀，而內(nèi)部為通孔的固定圈。設(shè)計(jì)時(shí)壓圈的平面尺寸，主要由結(jié)構(gòu)決定。固定圈的厚度不能過(guò)薄，否則就不能充分滿足凸模的功能要求（凸模位置精度、凸模垂直度、故障時(shí)的強(qiáng)度），對(duì)模具壽命有一定影響。故通常規(guī)定其厚度在13mm以上。本設(shè)計(jì)其厚度為16mm。（具體結(jié)構(gòu)參見(jiàn)零件圖）</p><p><b>　　2．錐形緊固圈</b

84、></p><p>　　錐形緊固圈的尺寸與結(jié)構(gòu)由是凸模決定的，在加工時(shí)，需要與凸模的錐面配作，其貼合面積需要達(dá)到75以上。同時(shí)，安裝以后，須留有一定的空間使其與特形螺母相接觸，從而達(dá)到緊定的作用。（具體結(jié)構(gòu)參見(jiàn)零件圖）</p><p><b>　　3．墊塊</b></p><p>　　由于擠壓時(shí)，凸模的工作壓力較大，且承受極大的摩擦力和溫

85、度變化的作用。為了把凸模工作壓力均勻分散傳遞給模板和壓力機(jī)機(jī)架，緩和由加工壓力引起的接觸壓力，防止模座產(chǎn)生局部的凹陷或變形，改善凸模的工作條件，必須在凸模的底部端面與模板之間，設(shè)有一工具鋼淬硬的墊塊。本設(shè)計(jì)中凸模墊塊的尺寸為φ81×17mm。</p><p>　　下模具的結(jié)構(gòu)圖如圖7.1。</p><p><b>　　圖7.1</b></p>

86、<p>　　1-凸模固定圈 2-錐形緊固圈 3-凸模墊塊 4凸模 5-特型螺母 6-下模板</p><p>　　7.2下模具部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　下模具部分結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)主要取決于模板結(jié)構(gòu)與凹模的緊固方法。將凹模牢固、精確地固定在模座上，對(duì)確保擠壓工作的正常進(jìn)行和提高模具壽命十分重要。同時(shí)合理的緊固方法，還可以使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，便于安裝、調(diào)整和更換零件。</p>

87、<p>　　本設(shè)計(jì)中的上模部分由于以下主要零件組成：下模座1、凹模墊塊2、推桿3、頂出桿4、凹模5、壓板6、凹模固定圈7。凹模放在凹模墊塊上，利用壓板緊固在凹模固定圈上，并將凹模固定圈鎖緊在下模座上。下頂出裝置是通過(guò)推桿帶動(dòng)頂出桿的運(yùn)動(dòng)，將擠壓件頂出。除此之外，還有螺釘與定位銷等。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中凹模的固定采用壓板與凹模固定圈進(jìn)行緊固。壓板除具有緊固作用外，還起到模座襯套和相互配合的作

88、用，成為凹模與模座之間重要的過(guò)渡和配合零件。在加工過(guò)和中，壓板的圓錐面必須與凹模的圓錐面進(jìn)行配作，其貼合面積要達(dá)75%以上。</p><p>　　為了加強(qiáng)下模座的承受強(qiáng)度，本在凹模下端面與模座接觸部分加一墊板。這樣擠壓時(shí)凹模作用于墊板表面上單位擠壓力均勻分布在凹模支承面內(nèi)，墊板厚度增加時(shí)，受壓面的傳遞直徑增加，傳遞壓力隨之減小，因此應(yīng)盡量加大墊板厚度。壓板、凹模固定圈、凹模墊塊的具體結(jié)構(gòu)尺寸參見(jiàn)零件圖。</

89、p><p><b>　　圖7.2</b></p><p>　　1-上模板 2-凹模固定板 3-凹模墊塊 4-推桿 5-壓板</p><p>　　7.3模具結(jié)構(gòu)和工作原理</p><p>　　綜上所述，蓋形螺母最終的成形擠壓模具的整個(gè)結(jié)構(gòu)如圖所示，在四柱式通用液壓機(jī)上進(jìn)行冷擠壓，由導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向；上下模座均采用圓柱銷定位，

90、并用螺釘緊固；凸模采用特形螺母與錐形緊固圈緊固，不僅裝拆方便，且對(duì)中準(zhǔn)確；而凹模則靠壓板與凹模固定圈緊固。</p><p>　　上模下行時(shí)，由導(dǎo)柱與導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向，凸模向下運(yùn)動(dòng)至擠壓面，在凸模的壓力作用下，開(kāi)始對(duì)凹模的定位坑內(nèi)的毛坯進(jìn)行擠壓，至下死點(diǎn)時(shí)工件反擠壓成形。成形后，由液壓機(jī)上的頂出裝置帶動(dòng)推桿運(yùn)動(dòng)，使頂出桿（兼作凹模型腔底部）將工件頂出凹模，同時(shí)隨著下模的回程，凸模離開(kāi)凹模。取走工件后，再將毛坯放在凹模的

91、定位坑內(nèi)，依此反復(fù)進(jìn)行。</p><p><b>　　圖7.3</b></p><p>　　1.上模板 2.導(dǎo)套 3.導(dǎo)柱 4,11,16,19螺釘 5.凸模固定圈 6.凸模墊板 7.凸模 8.錐形緊固圈 9.特型螺母 10.銷 12.凹模內(nèi)圈 13.凹模外圈 14.壓板 15.頂桿 17.凹模緊固圈 18.凹模墊板 20.下模板</p><p&g

92、t;　　7.4成形模具三維圖</p><p>　　通過(guò)三維軟件Pro-Engineer的繪制，獲得模具在閉合狀態(tài)時(shí)的三維形狀如圖7.4所示，而其三維爆炸圖如圖16所示</p><p>　　圖7.4 三維裝配圖</p><p>　　圖7.5 三維爆炸圖</p><p>　　第8章 冷擠壓模具材料的選擇</p><p

93、>　　8.1模具材料的基本要求</p><p>　　冷擠壓加工時(shí)，模具工作部分零件要承受金屬變形的巨大壓力，此壓力高達(dá)2000～2500MPa，還要經(jīng)受極高的摩擦力和溫度變化的作用，可見(jiàn)冷擠壓模具的工作條件極其惡劣。因此，模具材料必須具備下列幾個(gè)方面的要求。</p><p>　　1）高硬度。硬度是研究和檢驗(yàn)?zāi)＞咦畛Ｓ玫男阅苤笜?biāo)。高的硬度可保證模具耐磨損，但過(guò)高則會(huì)導(dǎo)致模具的脆性和缺口

94、敏感性的增大。因此，冷擠模工作零件在保持一定韌性的條件下，要盡可能選用較高的硬度，凸模熱處理后，要求硬度在61HRC以上，凹模在58～62HRC之間，對(duì)韌性要求較高時(shí)可采用HRC58～60較低的硬度。</p><p>　　2）高強(qiáng)度。冷擠壓模具材料要求具有很高的強(qiáng)度，以滿足承載能力的要求，并且防止由于載荷過(guò)高而引起的模具損壞。影響材料強(qiáng)度的因素很多，主要有鋼中碳和合金元素的含量，碳化物顆粒的大小及頒的均勻性，晶粒

95、的大小等。</p><p>　　3）高韌度模具材料必須具有高的韌性和動(dòng)載強(qiáng)度。這對(duì)于由于沖擊、偏心彎曲載荷、疲勞應(yīng)力集中而引起的折斷和開(kāi)裂破壞是十分生要的?？刂其摰暮剂?、淬透性和晶粒度，能有效的提高材料的韌性。任何降低硬度來(lái)嗇韌性的作法，都是不適宜的。應(yīng)尋求改進(jìn)模具的結(jié)構(gòu)，以降低對(duì)韌性的要求。</p><p>　　4）高的耐壓能力冷擠模在相當(dāng)大的壓力下工作，要求它在這樣大的壓力下擠壓高強(qiáng)

96、度材料時(shí)，能夠保持模具開(kāi)腔的形狀和尺寸不變，承受很高軸向壓力作用的零件，不鐓粗、不彎曲，即模具材料應(yīng)具有極好的耐壓能力。</p><p>　　5）高的耐磨性。模具材料須具有較高的抗磨損性能，以獲得高模具壽命。磨損是擠壓模在使用過(guò)程中常見(jiàn)的一種失效方式。一般來(lái)說(shuō)，硬度越高，耐磨性越好。為得到高的耐磨性，須使鋼材在高硬度的基體上有大量的、細(xì)小的、堅(jiān)硬的碳化物。</p><p>　　6）足夠的耐

97、熱性能。在擠壓時(shí)，工件和模具的局部溫升可達(dá)300度左右，甚至更高，使模具材料內(nèi)部受到拉伸和壓縮的交變應(yīng)力，從而使金屬晶粒產(chǎn)生晶隙和局部的變形，結(jié)果產(chǎn)生裂紋，即熱裂紋。因而要求模具材料在工作溫度下的硬度不變，即具有良好的熱硬性和高溫硬度。</p><p>　　7）良好的工藝性能。模具材料的加工工藝是獲得高質(zhì)量模具的重要因素。因此，要求材料的脫碳敏感性小，熱塑性高，鍛造容易，切削加工和磨削性能良好。</p>

98、;<p>　　8.2模具材料的選用原則</p><p>　　冷擠壓模具的材料，應(yīng)根據(jù)被擠材料的種類、擠壓方式以及模具的實(shí)際工作條件，力求達(dá)到較好的經(jīng)濟(jì)效益為原則來(lái)選擇。選用模具材料時(shí)應(yīng)注意下列問(wèn)題。</p><p>　　1）擠壓純鋁、純銅等有色金屬可選較差的模具材料。</p><p>　　2）用于大批量生產(chǎn)的模具應(yīng)選用較好的模具材料；對(duì)于試制或小批量生

99、產(chǎn)的模具，可選用使用壽命短、加工方便、費(fèi)用低廉的模具材料。</p><p>　　3）大批量生產(chǎn)形狀簡(jiǎn)單的圓形零件一般選用硬度高、耐磨性好的模具材料。對(duì)于形狀復(fù)雜的零件由于過(guò)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)生較大內(nèi)應(yīng)力，且外表部分的摩擦面積顯著增加，故一般不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)韌度。</p><p>　　4）冷擠壓凹模在擠

100、壓過(guò)程中受到很大的切向拉應(yīng)力。因此，要求模具材料有較好的抗拉強(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，要求模具材料有足夠的抗壓強(qiáng)度和耐熱疲勞性。</p><p>　　5）較小零件的模具成本較低，一般可用較好的模具材料；尺寸較大的零件所用的模具也較大，大模具造價(jià)較高，一般選價(jià)廉的模具材料。</p><p>　　6）反擠壓時(shí)，凸模是成形的關(guān)鍵零件，極易磨損；而正擠壓時(shí)，凹模是成形

101、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。</p><p>　　8.3常用的冷擠壓模具材料</p><p>　　冷擠壓模具零件，由于擠壓件材料、尺寸、形狀、精度、變形量的不同，模具結(jié)構(gòu)、功能作用以及使用設(shè)備、作業(yè)條件和生產(chǎn)批量的不同，所用的材料應(yīng)有不同。</p><p>　　冷擠壓模具工作部分所使用的材料種類是很多的，對(duì)于純鋁來(lái)說(shuō)，

102、常用的冷擠壓模具材料如下表所示。</p><p>　　表8.1 常用的冷擠壓模具材料</p><p>　　冷擠壓模具其他零件在工作中也受到一定的壓力作用，因此應(yīng)根據(jù)其受力情況，選擇合適的材料和熱處理工藝。冷擠壓模具其他零件常用材料牌號(hào)及熱處理要求見(jiàn)表8.2。</p><p>　　表8.2冷擠壓模具其他零件常用材料及熱處理</p><p>&

103、lt;b>　　第9章 工藝卡片</b></p><p>　　蓋形螺母冷擠壓工藝卡片</p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　蓋形螺母的成形所采用的工藝是冷擠壓技術(shù)，這與沖壓的拉深工藝相比而言，冷擠壓技術(shù)比較先進(jìn)，它具有拉深工藝所沒(méi)有的獨(dú)特性。從工序上來(lái)說(shuō)，采用冷擠壓技術(shù)，大大簡(jiǎn)化了工序，不僅提高了生產(chǎn)的

104、效率，縮短了生產(chǎn)周期，同時(shí)也降低了模具的制造成本。另一方面由于冷擠壓過(guò)程中的三向壓應(yīng)力，改善了成形后的擠壓件的物理性能，同時(shí)也大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，且提高了材料利用率。這是沖壓工藝所達(dá)不到的。</p><p>　　蓋形螺母的成形模具采用了導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，剛性好。其最大特點(diǎn)是模具更換方便，可以適應(yīng)不同高度零件的擠壓成形。根據(jù)零件的不同要求，只需調(diào)換凸模，錐形緊固圈，襯套，凹模和頂出桿（兼作凹模型腔底

105、部），即可在此模架上進(jìn)行擠壓。上、下模的對(duì)中以及凸、凹模的對(duì)中需要借助于輔助裝配工裝，以保證上下模的同軸度。該模具一般用在工件高度尺寸、精度要求較高、壁厚精度要求不高的場(chǎng)合，可以降低制造成本。</p><p><b>　　考參文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 翁其金 徐新成主編．沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì)．北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2004.7</p>&

106、lt;p>　　[2] 洪慎章編著．冷擠壓實(shí)用技術(shù)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.9</p><p>　　[3] 金仁鋼編著．實(shí)用冷擠壓技術(shù)．哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2005.12</p><p>　　[4] 賈俐俐主編．?dāng)D壓工藝及模具．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.3</p><p>　　[5] 梁炳文主編．冷沖壓工藝手冊(cè)．北京：北京航空航天大學(xué)出版

107、社，2004.3</p><p>　　[6] 郝濱海主編. 擠壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè). 北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2006.2</p><p>　　[7] 胡亞民主編. 精鍛模具圖冊(cè). 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，2002.10</p><p>　　[8] 甘永立主編．幾何量公差與檢測(cè)．上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，2004.7</p><p>　　[9]

108、王巍主編. 機(jī)械制圖. 北京:高等教育出版社,2003.7</p><p>　　[10] 肖祥芷 王孝培主編. 模具工程大典. 中國(guó):電子工業(yè)出版社,2007.3</p><p>　　[11] 卓德梅主編.擠壓工藝及模具.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004.8.</p><p>　　[12]徐學(xué)林主編.互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ).湖南：湖南大學(xué)出版社，2009.7</p

109、><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在老師的指導(dǎo)下,經(jīng)過(guò)幾個(gè)月的時(shí)間終于大致上完成了本次設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)讓我系統(tǒng)的復(fù)習(xí)了下大學(xué)所學(xué)的知識(shí)，包括制圖，公差等等，培養(yǎng)了自己動(dòng)手的能力，這將為以后我的工作打下牢固的基礎(chǔ)。</p><p>　　在本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，我遇到了許多難題，特別感謝金仁鋼老師對(duì)我孜孜不倦的教誨。謝謝老師的指導(dǎo)讓我