专科--机械毕业设计hzrj.docx

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1、山东科技大学泰山科技学院毕业设计摘要本文通过过对一个个实际的的零件隔环密密封装置置的冲压压工艺设设计和模模具设计计，说明明了常用用机械结结构设计计的一般般方法和和步骤，并并给出了了一些在在设计过过程中所所遇到的的问题和和参加实实际设计计的感受受。说明明了在设设计过程程中应该该树立的的态度和和作风，设设计所要要达到的的目的和和需要培培养的能能力，给给出了一一般论文文的格式式和写作作方法。关键词：装配图图、冷挤挤压、冲冲压模具具、工艺艺计算、结结构设计计、隔环环2目录1前言111.1挤挤压的概概念、种种类、特特性及运运用领域域11.1.1挤压压的概念念:11.1.2挤压压的方法法11.1.3挤压压

2、的种类类11.1.4冷挤挤压加工工的特性性及使用用领域221.2挤挤压技术术的历史史与发展展31.3我我国挤压压技术的的发展情情况42冷挤压压工件的的工艺分分析62.1材材料性能能62.2零零件挤压压的工艺艺分析662.2.1零件件的尺寸寸和公差差62.3工工艺方案案的确定定72.3.1相对对变性程程度的计计算73主要的的工艺参参数计算算及工序序的确定定93.1坯坯料原始始尺寸及及重量确确定93.2制制备毛坯坯103.2.1毛坯坯下料1113.3 表面润润滑处理理113.4挤挤压力的的计算1123.4.1用图图算法进进行挤压压力的计计算1223.5选选用冷挤挤压设备备133.5.1设备备所要满

3、满足的冷冷挤压要要求1333.5.2确定定压力机机的类型型及型号号133.5.3做功功校核1134 压模模具的设设计1554.1正正挤压模模工作部部分的设设计1664.1.1正挤挤压凸模模的设计计154.2导导向装置置的设计计224.3压压力垫板板的设计计244.4模模架的选选用2444.5冷冷挤压模模具材料料的选定定255冲压的的工艺分分析及模模具设计计285.1工工艺分析析和工艺艺方案的的确定2285.2毛毛皮材料料的规格格和形状状315.3模模具工作作部分尺尺寸和公公差计算算295.4冲冲裁力的的计算3305.5冲冲裁凹模模的设计计计算3315.5.1凹模模孔口形形式的选选择3115.5

4、.2凹模模的主要要技术要要求3225.6固固定板的的设计计计算3335.7卸卸料板的的设计计计算3335.8.1凸模模的类别别345.8.2凸模模结构设设计3885.8.3凸模模材料3365.9垫垫板的设设计3665.100模具其其他零件件的结构构尺寸3365.100.1选选取模架架365.100.2导导柱导套套的参数数选择3375.111压力机机的选择择395.111.1压压力机的的参数3395.122模柄的的选择440结论422参考文献献43致谢444III1前言1.1挤挤压的概概念、种种类、特特性及运运用领域域1.1.1挤压压的概念念:挤压是指指坯料在在三向不不均匀压压应力作作用下，从从

5、模具的的孔口或或缝隙挤挤出使之之横截面面积减小小长度增增加，成成为所需需制品的的加工方方法。挤挤压变形形的特征征是由大大截面向向小截面面的变形形。1.1.2挤压压的方法法 正挤压坯坯料从模模孔中流流出部分分的运动动方向与与凸模运运动方向向相同的的挤压方方法。 反挤挤压坯料料的一部部分沿着着凸与凹凹模之间间的间隙隙流出，其其流动方方向与凸凸模运动动方向相相反的挤挤压方法法。 复合挤压压同时兼兼有正挤挤、反挤挤时金属属流动特特征的挤挤压方法法减径挤挤压它是是一种变变形程度度较小的的变态正正挤压法法,坯料断断面仅作作轻度减减缩. 径向挤压压挤压时时金属流流动方向向与凸模模的运动动方向垂垂直. 镦挤复

6、合合法它是是将局部部镦粗与与挤压结结合在一一起的加加工方法法.1.1.3挤压压的种类类按照挤压压坯料的的温度分分类：1冷挤挤压 在室温温下进行行的挤压压方法 2温挤压压将毛坯坯加热到到再结晶晶温度以以下的温温度进行行挤压，便便称为温温挤压。3热挤挤压 金属属加热到到再结晶晶温度以以上进行行的挤压压方法。严格的的说,冷挤压压和温挤挤压皆属属冷压力力加工范范畴,是指在在金属再再结晶温温度 以以下进行行的挤压压变形。1.1.4冷挤挤压加工工的特性性及使用用领域挤压加工工有许多多的特点点，主要要表现在在挤压变变形过程程的应力力应变状状态、金金属流动动行为、产产品的综综合质量量、生产产的灵活活性与多多样

7、性、生生产效率率与成本本等方面面。.提高高金属的的变形能能力 金属属在挤压压时处于于强烈的的三向压压应力状状态，可可以充分分发挥其其塑性，获获得大变变形量。.制品品综合质质量高 挤压压变形可可以改善善金属材材料的组组织，提提高其力力学性能能，特别别是对于于一些具具有挤压压效应的的铝合金金，起挤挤压制品品在淬火火时效后后，纵向向（挤压压方向）力力学性能能远高于于其他加加工方法法生产的的同类产产品。与与轧制、锻锻造等加加工方法法相比，挤挤压制品品的尺寸寸精度高高、表面面质量好好。.节约约原材料料 挤压压属于少少、无切切削加工工，大大大节约了了原材料料。.产品品范围广广 挤压压加工不不但可以以生产断

8、断面形状状简单的的工件、管管、棒、线线材，而而且还可可以生产产断面形形状复杂杂的实心心和空心心件、型型材、制制品断面面沿长度度方向分分阶段变变化的和和逐渐变变化的变变断面型型材，其其中许多多断面形形状的制制品是采采用其他他塑性加加工方法法无法形形成的。挤挤压制品品的尺寸寸范围也也非常广广。.生产产灵活性性大、生生产效率率高 挤压压加工具具有很大大的灵活活性，只只要更换换模具就就可以在在同一台台设备上上生产形形状、尺尺寸规格格和品种种不同的的产品,挤压操操作简便便，容易易掌握，生生产效率率高，对对工人技技术等级级要求较较低。除了上述述挤压共共有的优优点，冷冷挤压还还具有以以下几个个特点：1够得得

9、到强度度大、刚刚性好而而质量轻轻的零件件2零件件精度等等级高、表表面粗糙糙度低3节约约能源，工工作环境境得到较较大改善善。冷挤压虽虽有很多多优点，但但变形抗抗力大，限限制了可可生产零零件的尺尺寸及难难变形材材料的成成形。1.2挤挤压技术术的历史史与发展展挤压技术术的发展展经历了了漫长的的历史过过程.119世纪纪末,法、英英、美、德德等国开开始用冷冷挤压法法生产软软质有色色金属零零部件.第一次次世界大大战期间间.美国采采用冷挤挤压法大大批量生生产黄铜铜弹壳,并企图图用冷挤挤压法生生产钢制制弹壳,但未获获成功,原因是是当时还还不可能能用工具具钢作为为模具材材料,也没有有找到良良好的表表面处理理方法

10、和和润滑剂剂.第一次世世界大战战后,德国人人于19921年年制造出出冷挤压压钢管专专用的挤挤压机,经过近近十年的的研究及及实验,直到19931年年冷挤压压钢管才才在实验验室里试试制成功功,但不能能正式投投入生产产,其原因因也是由由于钢冷冷挤压时时变形抗抗力过大大,找不到到用于生生产的模模具材料料和表面面润滑处处理方法法第二次次世界大大战前夕夕,德国对对弹壳的的需求量量猛增,当时用用黄铜材材料制造造弹壳,因原料料来源不不足,满足不不了战争争的需求求.为了扩扩大弹壳壳的生产产量,德国秘秘密试制制用冷挤挤压法生生产钢弹弹壳,但一直直未获成成功,直到19942年年德国人人找到了了采用表表面磷化化、皂化

11、化处理法法,并用合合金工具具钢作为为模具材材料,成功的的用冷挤挤压方法法生产大大量的钢钢弹壳,当时在在战场上上引起了了极大地地轰动与与震撼。第第二次世世界大战战一结束束,美国查查明了德德国人关关于钢冷冷挤压的的一切资资料,并聘用用德国专专家,继续深深入的研研究钢的的冷挤压压,大规模模的开办办了用冷冷挤压法法生产钢钢制弹壳壳和弹体体的军工工厂.第二次次世界大大战以后后冷挤压压开始由由军用转转向民用用化。从从19449年开开始,美、德德等国在在民用工工业中采采用冷挤挤压法加加工各种种钢制零零件,并进一一步开展展了钢的的冷挤压压研究工工作。日日本于119577年引进进第一台台专用冷冷挤压力力机,首先

12、在在钟表等等精密仪仪器工业业中采用用冷挤压压加工。由由于这种种加工方方法经济济效益显显著,不久,便在大大批量生生产的汽汽车和电电器等工工业部门门中得到到广泛的的运用,现已成成为一种种重要的的加工手手段,遍及于于各个工工业部门门。1.3我我国挤压压技术的的发展情情况在我国,解放前前的冷挤挤压技术术是很落落后的。解解放后随随着我国国工业生生产及科科学技术术的蓬勃勃发展,冷挤压压技术得得到了迅迅猛的发发展。并并且冷加加压技术术在我国国的工业业化建设设中起到到了令人人瞩目的的成就。目目前,我国已已能对铝铝、锡、纯纯铜、无无氧铜、黄黄铜、锡锡青铜、锌锌及其合合金、纯纯铝、防防锈铝、锻锻铝、硬硬铝、镍镍,

13、可伐伐合金、泊泊莫合金金、低碳碳钢、以以及中碳碳钢等许许多金属属进行冷冷挤压,近几年年还可以以对轴承承钢、高高速钢进进行一定定变形量量的冷挤挤压。综合来说说我国的的冷挤压压技术的的研究水水平还是是很高的的,在冷挤挤压技术术的推广广过程中中也曾达达到非常常发达的的阶段,但由于于我国工工业制造造业本身身不是十十分发达达,冷挤压压零件运运用最广广的汽车车制造业业不发达达；缺乏乏专用的的压力机机；缺乏乏冷挤压压专用钢钢种；国国内冷挤挤压生产产类企业业分散,规模小小,达不到到规模经经济。这这都影响响了我国国冷挤压压技术的的发展及及广泛的的推广与与运用。由上可知知冷挤压压技术的的前期发发展是从从软金属属到

14、硬金金属,从手工工到机械械化,半连续续化,连续化化的过程程，未来来挤压将将更多的的向小断断面超精精密型材材与大型型型材的的挤压,等温挤挤压,水封挤挤压,冷却模模挤压,高速挤挤压,静液挤挤压,粉末挤挤压,半固体体金属挤挤压,多坯料料挤压,超导材材料的挤挤压方向向发展。2冷挤压压工件的的工艺分分析2.1材材料性能能这种隔环环零件一一般是不不需要热热处理的的，可以以被直接接使用，原原因是它它所使用用的Q2235钢钢属普通通碳素结结构钢。其其含碳量量在0.12%0.222%之之间，韧韧性、焊焊接，塑塑性良好好，有一一定程度度的强度度，广泛泛用于齿齿轮、轴轴、螺钉钉、螺母母等。2.2零零件挤压压的工艺艺

15、分析2.2.1零件件的尺寸寸和公差差零件(高高径比)H/DD=155/300=0.511.2用用冲压压设计资资料的的冷挤压压相关部部分查它它的极限限偏差，由由288页页表6-9可知知：零件件的外径径极限偏偏+0.110。内内径极限限偏差+0.110+0.220。外外径最大大及最小小尺寸： dmmax=ex+D=00.100+300=300.100，dmmin=ei+D=-0.110+330=229.990mmm。内径最大大及最小小尺寸：Dmaax=EES+DD=0.10+17=17.10mmm ,Dmiin=EEI+DD=-00.100+177=166.900mm。图2.11 零件件图2.2.

16、2零件件挤压成成型的设设计难处处怎样保保证下料料准确怎样保保证挤压压模具的的强度，和和坯料良良好的流流动性、塑塑性怎样准准确的计计算出挤挤压力,降低对对挤压成成型设备备的要求求工艺流流程尽量量简单化化,减少生生产费用用。2.3工工艺方案案的确定定2.3.1相对对变性程程度的计计算为了确保保挤压时时不超出出模具的的许用“单位压压力”,根据挤挤压单位位压力与与变形程程度的关关系,内径的的一次成成型范围围必须受受最小、最最大许用用变形程程度的限限制。QQ2355反挤压压时，最最大许用用变形程程度应满满足775%。而我们根根据零件件图按反反挤压筒筒形件实实际计算算得断面面缩减率率为：=d1dd1/d0

17、d01000%=11717/30301000%=332.11%如上式计计算我们们可以看看出,这个零零件的变变形程度度非常的的小,远远小小于许用用变性程程度，挤挤压时变变形抗力力很小,在加之之Q2335有一一定的塑塑性，在在润滑充充分的情情况下一一次挤压压成型是是完全没没有问题题,模具承承压强度度肯定不不会超过过2500Kg/,并且能能够保证证模具寿寿命在万万件以上上。由于零件件的变形形程度非非常小,零件结结构也非非常简单单, 还可可以通过过一次挤挤压成型型，所以以可用的的挤压方方式和方方法比较较多。但但在挤压压过程中中不应该该只注意意断面缩缩减率这这一个方方面,综合考考虑安全全、经济济、金属属

18、的流动动的性能能、和零零件的综综合质量量等诸方方面问题题,我们选选定以正正挤压方方案作为为本次零零件挤压压成型的的方案。在此方案案中用正正挤压成成型,因为正正挤压的的挤压力力相对来来说比反反挤压小小一些,这对设设备的要要求就会会低一些些。在挤挤压这个个零件我我们准备备选用棒棒料作为为原始坯坯料,当然如如果有壁壁厚达到到要求的的钢管挤挤压起来来势必会会更加方方便,但根据据实际及及我国现现有的钢钢料的规规格,符合零零件壁厚厚的管材材没有,所以还还是选择择棒料作作为原始始坯料。实心棒料料在挤压压成空心心件或管管材件时时,一次挤挤压成型型在理论论上是可可行的,但在实实际生产产中及现现有的模模具制造造技

19、术及及制造公公差范围围内是非非常困难难的,所以我我们会选选择在零零件的中中孔留下下一层连连皮,以防止止在一次次成型过过程中上上面的凸凸模与下下面凸模模直接接接触而造造成挤压压力的陡陡然增大大进而导导致模具具的破损损及压力力机的损损坏，所所以在此此我们按按杯型件件挤压成成型计算算。先将将其挤压压成中间间带连皮皮的杯型型件，再再冲去连连皮。本着最大大限度的的实现经经济利益益,节约原原材料及及能源的的原则。中中心的连连皮不能能留的太太厚,因为太太厚就会会造成这这一部分分金属的的极大浪浪费,同时也也会造成成下一道道工序即即冲掉连连皮时耗耗能过大大。太薄薄在挤压压成C 型的过过程中会会产生较较大的变变形

20、力而而会影响响模具的的寿命，所所以综合合考虑工工艺可行行性、安安全性、经经济性能能的指标标,我们选选择中间间连皮厚厚度为22mm。根据金属属流动的的特点,以及外外界的条条件影响响和金属属本身的的惯性,在单作作用立式式冷挤压压压力机机上金属属总是向向上流得得快,而向下下流的慢慢,所以连连皮的位位置会在在零件靠靠下的位位置,为了使使凹模制制造更为为方便,我们将将连皮的的位置放放在离零零件下表表面 11mm处处,这样既既方便挤挤压凹模模的制造造,又方便便轻松地地冲掉连连皮。所所以我就就拟选定定上面的的方案,其他可可能的方方案这里里就不一一一去列列举分析析了。这一方案案的生产产流程是是：落料表面面润滑

21、处处理复合合挤压成成型冲去去连皮3主要的的工艺参参数计算算及工序序的确定定3.1坯坯料原始始尺寸及及重量确确定因为挤压压是一种种成型精精度较高高的成型型方法,所以坯坯料的落落料一定定要精确确,所以在在计算坯坯料体积积时把零零件分成成各个小小的块,分别计计算在做做算术运运算，最最后得出出一个准准确的总总体积。根据图11的零件件图计算算坯料:=V1+V2V0为坯坯料的总总体积；V1为零零件最终终的体积积；V2为机机械加工工要除去去的体积积=N/44303015 N/4171715 N/4115-N/4151.9981.998=105597.5 34402.9755 27.4755 46.3155=

22、71221=N/4417172 +N/4/116.5=4533.733 + 12.95225=4677=V1+V2=75888根据查相相关资料料得Q2235钢钢的密度度为=0.007779gg/。则毛坯的的总质量量G=G=0.00777975888=59gg选用截面面直径=300mm的的棒料作作为毛坯坯,高度h为 h=10.74mmm3.2制制备毛坯坯3.2.1毛坯坯下料在冷挤压压成型生生产中，下下料准确确是非常常重要的的，它直直接关系系的挤压压件的外外形尺寸寸和公差差，而在在挤压生生产中毛毛坯的制制备方法法与其外外形尺寸寸有很密密切的关关系，一一般棒料料和管料料是采用用截切的的方法，一一般需

23、要要设计专专用的截截切模，这这种方法法备料生生产率高高，材料料利用率率高，但但是截切切后断面面不整齐齐，这对对挤压模模具的寿寿命会有有很大的的影响，所所以该例例中我们们不考虑虑这种备备料方法法。棒料还可可以通过过锯切方方法备料料，这种种方法备备料断面面会很平平整，尺尺寸精度度也很高高，但生生产率太太低，并并且锯屑屑的损失失很大，所所以这里里也不予予以考虑虑。为了精确确下料，我我们在此此采用线线切割备备料的方方法，这这样既可可以得到到断面平平整尺寸寸精度高高的坯料料，又不不会浪会会太多的的坯料，经经济效率率也很高高，所以以我们选选用线切切割的方方法来切切割直径径为300mm的的棒料，棒棒料的厚厚

24、度h=10.74mmm。3.3 表面润润滑处理理毛坯表面面去油及及清楚氧氧化皮之之后,进行磷磷化加皂皂化处理理。具体体操作步步骤如下下：（1）化化学去油油(氢氧化化钠NaaOH 601000g/LL, 碳碳酸钠 6080gg/L,磷酸钠钠Na33PO442580gg/L, 水玻玻璃Naa2SiiO3 1015gg/L,处理温温度85,处理时时间15525mmin)。（2）流流动冷水水洗。（3）酸酸洗(硫酸)H2SSO4 12001800g/LL ,氯氯化钠NNaCll 810gg/L ,处理理温度66575,处理时时间510mmin)。（4）流流动水洗洗,是为了了防止吸吸附在坯坯料表面面的酸洗

25、洗液带入入下道磷磷化液中中,影响磷磷化效果果。（5）热热水洗,为磷化化处理预预热。（6）磷磷化处理理(配方为为：氧化化锌ZnnO 99g/LL ,磷磷酸 223g/L ,水O 11L。该该配方的的总酸度度为16620点,游离酸酸度为22.54.55点,温度为为8595,处理时时间为22030mmin。（7）流流动冷水水洗。（8）中中和处理理 ,采用用氧化钠钠溶液对对坯料磷磷酸盐薄薄膜上附附着的酸酸性物质质进行中中和,防止残残留的磷磷酸对润润滑液产产生不良良影响,保证润润滑质量量。皂化处理理(硬脂酸酸钠COOONaa 59g/L,处处理温度度6070,处理时时间100minn。也可可不用上上面这

26、种种方式,而采用用猪油或或机油拌拌二硫化化钼做润润滑,也可取取得较满满意的润润滑效果果,其中猪猪油的效效果较机机油更好好。经过皂化化处理以以后,在正挤挤压过程程中可降降低155%左右右的挤压压力。3.4挤挤压力的的计算3.4.1用图图算法进进行挤压压力的计计算查贾俐俐俐主编的的挤压压工艺及及模具第第57页图图4-116 黑黑色金属属反挤压压计算压压力用图图算表，得得：F=4000KNN由此可知知,利用公公式计算算法和图图解计算算法所得得出的挤挤压力基基本吻合合。3.5选选用冷挤挤压设备备3.5.1设备备所要满满足的冷冷挤压要要求（1）刚刚度要求求高挤压压时工艺艺力大,载荷集集中,为保证证冷挤压

27、压质量、提提高模具具寿命，挤挤压机必必须具备备较大的的刚度。（2）共共键变形形能量大大（3）设设备精度度高为提提高冷挤挤压件的的质量和和模具寿寿命,要求滑滑块的导导向精度度高。（4）合合适的挤挤压速度度（5）可可靠地顶顶料装置置3.5.2确定定压力机机的类型型及型号号由于该零零件所需需的挤压压力很小小,并且零零件形状状简单,加工工工艺也很很简单,在这里里我们考考虑比较较简单通通用的曲曲柄压力力机。根据所计计算的挤挤压力FF=4000KNN,再根根据工艺艺计算力力图,又考虑虑到顶出出的零件件能轻易易地从压压力机落落下,选择机机构简单单的可倾倾式压力力机比较较适宜。可可初选开开式可倾倾压力机机J2

28、33-400,因为为此时工工艺计算算力图完完全落在在压力机机许用负负荷图安安全区内内。3.5.3做功功校核对J233-400压力机机查得其其参数标称压力力=4000KNN 标称压压力行程程=7mmm =0.4=88mm压力机做做功能力力 =0.3155=0.315540008=110088J而此时工工件变形形功为Fs=4000KN7mmm=28800JJ故选J223-440压力力机做功功不够,设备过过载。改选J223-880压力力机则有有=8000KN =9mmm =111.3mmm=0.3315=0.3315800011.3=228511故J233-800为所选选压力机机。表3.11 J22

29、3-880压力力机的参参数一览览表标称压力力标称压力力行程滑块行程程标称行程程次数(不小于于)最大封闭闭高度封闭高度度调节量量工作台尺尺寸固定行程程调节行程程左右前后800KKN9mm130mmm12mmm60次380mmm100mmm800mmm540mmm4 压模模具的设设计挤压时单单位压力力较大,同时由由于金属属材料的的激烈流流动所产产生的热热效应可可使模具具工作部部分温度度高达2200以上,加上剧剧烈的磨磨损和反反复作用用的载荷荷,模具的的工作条条件相当当恶劣。为为保证模模具寿命命及压力力机结构构形式不不被损坏坏,设计模模具应当当符合下下列要求求：工作部部分凸模模、凹模模、顶出出器应当

30、当具有较较高的强强度与较较长的使使用寿命命。工作部部分能简简捷而可可靠地的的固定在在模架上上。模具的的易损部部分拆换换方便。毛坯放放置容易易,在大量量生产时时可采用用自动或或半自动动送料装装置。完成的的工件可可以方便便的卸出出。模架能能紧固的的安装在在压力机机上。能保证证操作人人员的安安全。制造简简单,成本费费用低。4.1正正挤压模模工作部部分的设设计冷挤压模模具工作作部分是是指凸模模、凹模模、顶杆杆等在挤挤压时直直接参与与挤压过过程的一一些零件件。4.1.1正挤挤压凸模模的设计计正挤压凸凸模的作作用主要要是传递递挤压力力,设计时时应考虑虑其强度度及凸模模与凹模模的间隙隙,因为如如果间隙隙太大

31、挤挤压后的的零件上上容易形形成毛刺刺,间隙太太小又无无法保证证当凸模模变形后后直径增增大其与与凹模的的配后关关系,所以设设计时一一定要选选择合适适的凸模模尺寸及及公差范范围。根据经验验公式再再综合考考虑该挤挤压件的的形状特特点,工艺特特点,材料特特性,制造公公差等,得出如如下尺寸寸：挤压内孔孔凸模顶顶尖直径径：=16.9mmm。内孔顶尖尖长度LL=122mm。凸模工作作部分直直径=凹模型型腔-00.022mm=300-0.02=29.98mmm确定凸模模挤压的的工作部部分高度度h h =凹模工工作部分分高度+卸料板板厚+33mm该例中挤挤压件均均留在凹凹模内。不不需要卸卸料板。所所以：h=23

32、3.744+0+3=226.774mmm支撑部分分直径 =(11.82.00)d=1.4429.98=42mmm支撑部分分高度=(0.30.55)d=0.3329.98=9mmm圆角半径径R=(0.551.00)d R=00.529.98=15mmm图4.11 凸模模尺寸4.1.2顶出出杆的设设计 杆的作用用在这套套模具中中非常重重要，有有两方面面的作用用：把工工件从凹凹模腔内内顶出去去是一方方面的作作用，它它是凹模模型腔的的一部分分是更重重要的一一方面，起起到成型型的作用用。顶出出杆与凹凹模顶出出孔的配配合部分分不做成成直径相相同的圆圆柱体，而而应该做做成下图图4.33的结构构。为了防止止顶

33、出杆杆因弹性性变形产产生横向向加粗而而卡死在在凹模内内，顶出出杆与凹凹模顶出出孔的配配合部分分不做成成直径相相同的圆圆柱体，而而做成下下图所示示结构，顶顶出杆直直径与凹凹模顶出出孔配合合的部分分高度hh=4mmm。顶出杆直直径与凹凹模孔配配合，应应按挤压压时不产产生纵向向毛刺、且且又便于于顶出的的原则来来选取二二者配合合关系，一一般情况况采用基基孔制间间隙配合合H7/h6。图4.22 顶出出杆尺寸寸图4.1.3正挤挤压凹模模的设计计(1)凹凹模的结结构形式式：在冷挤压压生产实实践中人人们发现现,整体式式凹模在在挤压中中受到单单位挤压压力较大大时,往往导导致凹模模向外扩扩张而产产生切向向开裂。为

34、为了提高高冷挤压压凹模的的强度,确保凹凹模在较较大的单单位挤压压力下较较长的使使用寿命命,一般采采用预应应力组合合凹模的的结构形形式。组组合凹模模有很多多优点：组合凹凹模能显显著提高高凹模在在挤压时时的承载载能力,提高内内凹模的的强度。节省了了昂贵的的模具钢钢。原来来整个凹凹模要用用高级合合金工具具钢制成成,现在仅仅内凹模模用高级级合金工工具钢即即可。预预应力圈圈可改用用较差一一些的合合金钢或或中碳钢钢来制成成。由于内内凹模尺尺寸小,热处理理容易,提高了了模具钢钢热处理理质量,同时小小尺寸规规格模具具钢碳化化物偏析析情况得得到改善善,提高了了模具钢钢的原始始材质,当内凹凹模损坏坏后,仅需要要调

35、换内内凹模,预应力力圈仍可可继续使使用。内凹模模可以采采用硬质质合金。大大大的延延长了模模具的使使用寿命命,硬质合合金呈脆脆性,抗拉性性能差,其不可可能作为为整体式式凹模的的材料。但但当组合合凹模设设计使得得凹模内内壁挤压压时完全全没有切切向拉应应力过切切向拉应应力较小小时,硬质合合金就能能作为内内凹模的的材料充充分发挥挥其硬度度高,极耐磨磨的特点点,这样就就拓宽了了模具材材料的范范围。综上分析析,在做隔隔环这一一零件冷冷挤压过过程中,我们选选择三层层组合凹凹模，对对一定尺尺寸的组组合凹模模进行强强度分析析得知，三三层组合合凹模的的强度时时整体式式凹模强强度的11.8倍倍。(2)组组合凹模模的

36、尺寸寸计算内凹模模尺寸的的计算：但是考虑虑毛坯尺尺寸会有有一定的的偏差，在在这里根根据经验验公式应应该再加加上0.2 ，= 0.22。式中中D为挤压压件外形形的基本本尺寸，D=30mm。为挤压件公差，它等于工件外形最大极限尺寸与最小极限尺寸之差，由本文第二章中的数据=30.10-29.90=0.2凹模圆角角半径rr=3mmm凹模工作作模腔高高度=工作部部分高度度+凸模入入口圆角角半径+(23mmm)即： =（10.74+7）+3+3=223.774mmm 。刃口高度度=2.04.00 。在在这里我我们取=4.00mm 。刃口部分分直径=28mmm顶件部分分高度=（0.551.00）D=00.5

37、30=15mmm 。顶件部分分直径=。凹模总体体高度HH=h11+h22+h33=4+23.74+15=42.74mmm 。凹模腔壁壁做成115脱脱模斜度度，便于于金属流流动和容容易顶卸卸工件，顶顶杆和凹凹模配合合应密合合，以免免金属流流入顶杆杆和凹模模底间隙隙，造成成卡死现现象。加强圈圈与紧固固圈的计计算：凹模的总总直径比比一般取取46。在此此我们根根据一些些经验取取=5查贾俐俐俐主编的的挤压压工艺及及模具一一书,第26页图图6-330 在在三层组组合凹模模中及合理数数值与总总直径比比之间的的关系得得： =d44/d11=4 =1220mmm = =3301.555=446mmm=2.453

38、0=74mmm同样查上上书的第第1277、1288页,图6-333三层层组合凹凹模的径径向过盈盈系数与总直直径比的的关系,图6-334三层层组合凹凹模的轴轴向压合合系数与总直直径比的的关系得得：径向过盈盈系数 =0.01006 =0.0066轴向压合合系数 =0.2044 =0.12根据公式式计算得得到：径向过盈盈量 =0.0100646=0.4487mmm =00.000674=0.4444mmm轴向压合合量 =0.204446=9.44mm =00.12274=8.888mmm4.3：组合凹凹模图结结构图4.1.4组合合凹模的的压合工工艺根据组合合凹模过过盈量的的大小及及具体生生产条件件,

39、选用常常温强力力压合法法。常温温下在液液压机上上先将加加强圈压压入紧固固圈中,再将内内凹模压压入加强强圈中。压压合时必必须采用用一些必必须的防防护装置置,以保证证操作者者安全。4.2导导向装置置的设计计一般在冷冷挤压模模具都有有必要设设计导向向装置,以保证证减少因因偏心负负荷所产产生的弯弯曲力矩矩而损坏坏凸模，冷冷挤压时时凸凹模模同轴度度要求, ,还还可以提提高冷挤挤压件的的精度。因为在隔隔环的挤挤压这一一实例中中，凸模模的长度度不长，挤挤压力也也不是很很大,所以我我们选取取导柱导导套的布布置形式式为：中中间布置置双导柱柱。 表4.11 滑动动导套的的相关参参数材料 200钢热处理渗碳深度度0

40、.881.22 硬硬度58862HHRC d基本尺寸寸 255极限偏差 +0.0133 0 +0.0211 0 DD基本尺寸寸 388极限偏差差 +00.0550 +00.0334 LL A型 88095 HH A型 22838表4.22 滑动动导柱的的相关参参数材料 20钢钢热处理渗碳深度度0.881.22 硬硬度58862HHRC dd基本尺寸寸 255极限偏差差 00 -0.0099 00 -0.0133 L 110018004.3压压力垫板板的设计计如果凸模模、凹模模所传递递的轴向向压力直直接作用用在上下下模板上上，有可可能造成成模板的的压塌，因因为在挤挤压过程程中，模模具型腔腔中的单

41、单位挤压压力很高高。为了了减缓轴轴向压力力作用，需需把淬硬硬压力垫垫板设置置在凸、凹凹模与模模板之间间。在洪深泽泽主编的的挤压压工艺及及模具设设计第第1266页图-66-433查得:压力的的传递情情况和图图6-444：压压力比、直直径比与与相对板板厚的关关系。初初步确定定上凸模模压力垫垫板厚度度t1=66mm直直径D11=500mm凹凹模压力力垫板tt2=66mm,直径D2=1220mmm。材料料为455钢，热热处理硬硬度43348HHRC。4.4模模架的选选用根据凸凹凹模外径径、厚度度等尺的的关系，查查模架架设计与与制造简简明手册册第1175页页表1-1077：复合合模圆形形厚凹模模典型组组

42、合尺寸寸，我们们选用闭闭合高度度H=11401655mm的的模架。凸凸、凹模模固定板板厚度分分别为114mmm，16mmm。上上下模座座厚度分分别为220mmm，25mmm。闭合高度度的校核核：即：=225+220+（6+66）+499.744 +442.774+110.774=1160.22mmm该模架符符合要求求。4.5冷冷挤压模模具材料料的选定定冷挤压时时,模具型型腔中单单位挤压压力可高高达2000025000MPPa，还还要经受受着极高高的摩擦擦阻力和和温度变变化,所以冷冷挤压模模具的工工作条件件是十分分恶劣的的,因此合合理的选选择冷挤挤压模具具的材料料在冷挤挤压工艺艺中是非非常重要要

43、的一环环。因为冷挤挤压模具具的材料料的性能能关系着着所生产产出产品品的质量量,并直接接影响着着模具的的使用寿寿命,所以模模具材料料必须要要具有较较高的强强度和较较高的硬硬度,这样才才能在挤挤压过程程中避免免工作零零件本身身的塑性性变形,破坏和和磨损；它还必须须具备相相当高的的韧性,这样可可以避免免由于冲冲击,偏心载载荷疲劳劳应力集集中而引引起的折折断或开开裂破坏坏；它还必须须具备较较高的耐耐磨性,以保证证制造出出来的模模具具有有较高的的使用寿寿命；它必须具具备足够够的耐热热性能,在挤压压过程中中模具工工作零件件的局部部温度可可高达3300左右.在此高高温下要要求材料料保持硬硬度不变变。它必须具

44、具有良好好的加工工性能,在热加加工时,锻造性性能要好好,机加工工时容易易进行切切削,热处理理时,应有较较宽的温温度区间间变形和和热裂倾倾向小。综上各方方面因素素，在考考虑之前前设计的的模具结结构形式式及经济济性,模具工工作部位位的稳定定性,可靠性性等因素素,在此凸凸、凹模模我们选选用高合合金工具具钢Crr12MMoV。因因为该种种钢热处处理变形形小,淬透性性好,耐磨性性较高,韧性优优良,并且价价格不贵贵,加工起起来容易易。冷挤压模模具其他他零件在在工件中中也受到到一定的的压力作作用，根根据其受受力情况况及工作作环境而而选择以以下材料料。冷挤挤压模具具其他零零件材料料的选用用明细表4.33 冷挤挤压模具具其他零零件材料料的选定定零件名称称材料牌号号热处理硬度HBBC凸、凹模模具Cr122MoVV60662模柄、模模板、模模座45凸、凹模模压力垫垫板