反挤压模具课程设计说明书.doc

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1、中北大学 2023 年课程设计说明书1. 冷挤压的定义及特点1.1冷挤压的定义冷挤压是周密塑性体积成形技术中的一个重要组成局部。冷挤压是指在冷态下将金属毛坯放入模具模腔内，在强大的压力和确定的速度作用下，迫使金属从模腔中挤出，从而获得所需外形、尺寸以及具有确定力学性能的挤压件。明显， 冷挤压加工是靠模具来把握金属流淌，靠金属体积的大量转移来成形零件的。1. 2 .冷挤压的优点及技术难点目前，冷挤压技术已在紧固件、机械、仪表、电器、轻工、宇航、船舶、军工等工业部门中得到较为广泛的应用，已成为金属塑性体积成形技术中不行缺少的重要加工手段之一。二战后，冷挤压技术在国外工业兴盛国家的汽车、摩托车、家用

2、电器等行业得到了广泛的进展应用，而型挤压材料、模具钢种和大吨位压力机的消灭便拓展了其进展空间。日本 80 年月自称，其轿车生产中以锻造工艺方法生产的零件，有 30%40%是承受冷挤压工艺生产的。随着科技的进步和汽车、摩托车、家用电器等行业对产品技术要求的不断提高，冷挤压生产工艺技术己渐渐成为中小锻件精化生产的进展方向。与其他加工工艺相比冷挤压有如下优点：1节约原材料。冷挤压是利用金属的塑性变形来制成所需外形的零件，因而 能大量削减切削加工，提高材料利用率。冷挤压的材料利用率一般可到达 80% 以上。2） 提高劳动生产率。用冷挤压工艺代替切削加工制造零件，能使生产率提高几倍、几十倍、甚至上百倍。

3、3） 制件可以获得抱负的外表粗糙度和尺寸精度。零件的精度可达 IT7IT8 级，外表粗糙度可达 R0.2R0.6。因此，用冷挤压加工的零件一般很少再切削加工，只需在要求特别高之处进展精磨。4） 提高零件的力学性能。冷挤压后金属的冷加工硬化，以及在零件内部形成合理的纤维流线分布，使零件的强度远高于原材料的强度。此外，合理的冷挤压工艺可使零件外表形成压应力而提高疲乏强度。因此，某些原需热处理强化的零件用冷挤压工艺后可省去热处理工艺，有些零件原需要用强度高的钢材制造， 用共 22 页第页6冷挤压工艺后就可用强度较低的钢材替用。5） 可加工外形简洁的，难以切削加工的零件。如异形截面、简洁内腔、内齿及外

4、表看不见的内槽等。6） 降低零件本钱。由于冷挤压工艺具有节约原材料、提高生产率、削减零件的切削加工量、可用较差的材料代用优质材料等优点，从而使零件本钱大大降低3 。冷挤压技术在应用中存在的难点主要有：1） 对模具要求高。冷挤压时毛坯在模具中受三向压应力而使变形抗力显著增大，这使得模具所受的应力远比一般冲压模大，冷挤压钢材时，模具所受的应力常达 2023MPa2500MPa。例如制造一个直径 38mm,壁厚 5.6mm，高 100mm 的低碳钢杯形件为例，承受拉延方法加工时，最大变形力仅为 17t，而承受冷挤压方法加工时，则需变形力 132t，这时作用在冷挤压凸模上的单位压力达 2300MPa

5、以上。模具除需要具有高强度外，还需有足够的冲击韧性和耐磨性。此外，金属毛坯在模具中猛烈的塑性变形，会使模具温度上升至 250300左右，因而， 模具材料需要确定的回火稳定性。由于上述状况，冷挤压模具的寿命远低于冲压模。2） 需要大吨位的压力机。由于冷挤压时毛坯的变形抗力大，需用数百吨甚至几千吨的压力机。3） 由于冷挤压的模具本钱高，一般只适用于大批量生产的零件。它适宜的最小批量是 510 万件。4） 毛坯在挤压前需进展外表处理。这不但增加了工序，需占用较大的生产面积，而且难以实现生产自动化。5） 不宜用于高强度材料加工。6） 冷挤压零件的塑性、冲击韧性变差，而且零件的剩余应力大，这会引起零件变

6、形和耐腐蚀性的降低产生应力腐蚀4。1. 3冷挤压的进展趋势1随着能源危机的日趋严峻，人们对环境质量将更加关注，加之市场竞争日益加剧，促使锻件生产向高效、高质、精化、节能节材方向进展。因此用挤压成形等工艺手段所生产的精化锻件的产量，在市场竞争中将得到较大的进展。2汽车向轻型化、高速度、平稳性方向进展，对锻件的尺寸精度、重量精度及力学性能等都提出了较高的要求。如轿车发动机用连杆锻件除对大小头之间的误差有要求外，对每件的重量误差也要求不大于八克。产品的高要求，将促进精化生产工艺的进展。3专业化、规模化的组织生产仍是冷挤压生产的进展方向和趋势。在法国， 以挤压成形工艺生产锻件的专业厂家 1991199

7、4 年全员劳动生产率，即每人生产挤压件的产量及产值，均高于一般生产模锻件或者自由锻件的厂家。以 1994 年为例，专业厂家挤压件人均产量为 51024KG，创产值775688 法郎。而同期一般性生产模锻件的厂家，其人均产量仅为 39344KG，产值 592384 法郎，仅相当于挤压件专业生产厂家的 77.1%和 76.37%。自由锻件生产厂与之相比则更低。4) 挤压专机将成为一种进展趋势。随着中小型锻件的精化生产进展及冷挤压、温挤压工艺的推广应用，多工位冷挤压压力机、精压机及针对某种锻件而设计制造的专时机得到大力进展7。2. 材料分析2.1 材料化学成分及机械性能材料牌号：2A122A12，也

8、叫做做LY12，相当于2024，通用的板材标准为AMS-QQ-A-250/4非包铝；AMS-QQ-A-250/5包铝，主要用于飞机构造、铆钉、构件、卡车轮毂、螺旋桨元件及其他种种构造件，为 Al-Cu-Mg 系主要成分为：各化学成分的含量元素百分含量%硅Si0.5锰Mn0.00.9铁Fe0.5铜Cu3.804.90镁(Mg)1.21.8锌Zn0.25钛Ti0.15中北大学 2023 年课程设计说明书镍Ni0.10铬0.10其他0.15铝其余2.2 材料的力学性能分析2A12热处理状态抗拉强度极限淬火+自然失效440-470MPa延长率8-12%HBW110-1202.3 毛坯尺寸确实定11坯料

9、的选择，在很大程度上打算着挤压件的质量。同时，它对金属的冷挤压工艺过程等都有很大的影响。假设坯料尺寸选择得不合理，不但会造成金属的过分损耗，而且还会严峻影响冷挤压工艺过程的顺当进展。所以说，正确地选择和计算冷挤压坯料的种类、尺寸和公差是格外重要的9。冷挤压坯料的外形应当依据零件相应横截面的外形来确定。一般旋转体及轴对称多角类零件可以选用圆柱形坯料。2.4 坯料制备方法坯料制备方法有截切下料、冲裁下料、切削下料、锯切下料等多种方法，可按需选用。在机械压力机上用专用的截切模对棒料或管料进展截切下料是应用得最为广泛的方法。本例通过截切下料，与其他方法相比可以节约原料。2.5 坯料的软化处理、外表处理

10、及润滑112.5.1 坯料的软化处理为了改善冷挤压坯料的挤压性能和提高模具的使用寿命，大局部材料在挤压前和多道挤压工序之间必需进展软化处理，以降低材料的硬度，提高材料的塑性， 得到良好的显微组织，消退内应力。对于硬铝来说，应当承受高温入炉，这样可以降低硬铝的外表硬度，如在处理前2A12外表硬共 22 页第页11度 为 105 ， 软 化 处 理 后 的 硬 度 在 65-73 之 间 。图一25. 2 坯料的外表处理硬铝坯料2A12塑性差，在挤压过程中为避开产生裂纹，应使硬铝坯料外表形成一层氧化膜或者磷化膜。这是一层多孔、致密的氧化膜或者磷化膜，成灰黑色，可用氧化处理、磷化处理或者氟硅化处理来

11、获得。由于这层氧化膜中可充填大量的润滑剂，所以在挤压时可取得较好的润滑效果。两种外表方案：方案一：氧化处理其工艺流程如下： 1汽油清洗以去除油污2)热水清洗(60100C)3)流淌冷水清洗4)酸洗(工业硝酸400800g/L,2min)5) 冷水清洗2次6) 氧化处理(工业氢氧化钠NaOH4060g/L,温读5070C,时间14min,以外表成均匀细致的多孔灰黑色结晶膜为宜)。7） 流淌冷水清洗硬铝除了承受氧化处理来产生润滑支撑层外，还可以承受磷化处理和氟硅化处理。试验说明，当承受磷化处理加工业菜油润滑时，挤出的零件的外表粗糙度Ra达0.8um，外表光泽。当承受氟硅化处理加工业菜油润滑时，挤出

12、的零件的表面质量比磷化处理略有提高，但光泽不好，且氟化处理过程中会产生有毒物质， 因此尽量不要承受。方案二：磷化处理配方为：磷酸二氢锌ZnH2PO4228g，磷酸75%25g，铬酸CrO310g，十二烷基硫酸钠，润滑剂0.5g，水1L。处理温度5560C,处理时间23min。纯铜、黄铜在挤压中为获得较高的外表质量，往往进展钝化外表处理，以便在坯料外表形成一层钝化膜作为润滑剂的支撑层。钝化外表处理工艺流程如下：1汽油清洗，以去除油污。2)热水清洗(60100C)3） 冷水清洗两次。4） 钝化。5） 冷水洗。6） 枯燥。钝化液配方为：铬酐200250g/L,硫酸816g/L,硝酸3050g/L。处

13、理温度为20C,时间510s。经过比较，由于方案二污染，并且酸的成分比较多，所以选择方案一的外表处理。2. 5. 3 坯料的润滑处理两种润滑方案：方案一：工业菜油，应用效果良好，冷挤压件内孔外表粗糙度为Ra0.1um，外外表粗糙度为Ra0.8um。方案二：皂化，应用效果尚好，冷挤压件内孔外表粗糙度在Ra0.8um以下。经比较，方案二皂化处理的效果好于工业菜油处理，耐压力气强。3. 成形工艺方案的制定该实例产品成形重点是杯形件内孔，由所给配料及零件图可知是通过反挤压成形实现的依据零件外形和材料及零件图分析制定工艺方案一如以以下图 1； 图 二 工步图1. 下料2.反挤压方案一：第一步：下料；其次

14、步：反挤压；方案二：可以用机加工的方法成形，机加工会造成材料的铺张，增加了本钱投入。方案三：压力铸造。不过 LY12 是变形铝合金，并且压铸性能不好。综合考虑，方案一模具构造简洁，无切削加工，大大节约了原料可以作为优先选择的方案。4. 成形工序挤压力的计算4.1 变形程度的计算断面减缩率 =(F0-F1)/F0*1009FO毛胚截面积；F1工件变形后的截面积；=d12/d02=10.12/122= 70.84%查资料得：2A12 反挤压变形许用变形程度是 75%-85%，所以小于该材料的反挤压变形许用变形程度，另，相对孔深 h/d1 =18/12.8=1.41壁厚 S2 =1.35据上计算 可

15、以通过一次反挤压成形。4.2 图算法冷挤压力的计算由断面减缩率 = 70.84%H0/S=10.5/1.354以及 ly12 为 AL-CU-Mg 系依据有色金属反挤压时单位挤压力图表查表得：反挤压杯形件的单位挤压力P =1230MPat由 h0/d0=10.5/12=0.875查表图 4-24 得修正系数 K h=0.99取凸模底部锥角为 180 度零件图要求底部平坦查图 4-23 得 P=K a K h PtP = 0.99*1.06*1230=1290.8MPa9P单位挤压力；s 挤压材料变形抗力；d0毛胚直径；d1挤压后的直径；h0毛胚高度；h1凹模工作带的高度； =摩擦系数=0.1

16、的时候有润滑4.3 总挤压力P 总= A*P挤= *10.12*1290.8/4= 103KN4.4 挤压力阅历公式的校正反挤压杯形件的单位挤压力P =s d02/ d2 d2/ (d2-d2 )+(1+3)(1+ d2/ (d2-d2 )91P单位挤压力；001001s 挤压材料变形抗力；d0毛胚直径；d1挤压后的直径； 代入数值得 P=1180N故校核后承受图算法所算得得力大些，所以结果选用图算法的结果中北大学 2023 年课程设计说明书4.5 压力机的选择挤压设备的选择挤压设备选择是挤压成型工艺过程中的重要环节，挤压设备选择是否适宜直接影响到设备的安全和合理使用，同时也关系到挤压工艺过程

17、能否顺当完成及模具的使用寿命，产品质量，生产效率，本钱凹凸等一系列问题。在选择挤压设备时，应当留意到以下几点8：（1） 应依据所要完成的挤压工序的性质，生产批量的大小，挤压件的几何尺寸及精度要求来选择挤压设备的类型。（2） 由于在挤压过程中，机械的个局部都会受力变形，因此在选择挤压设备时，应充分留意到其精度和刚度。（3） 挤压全过程的变形力应低于压力机的许用压力。（4） 所选的压力机装模高度应与模具闭合高度相适应。挤压设备的选择，还需要考虑到压力机台面的尺寸应足以安装模具，以便于安放压板固定，压力机有无气垫等弹顶装置，工作台孔大小是否适于出料等等。考虑到本零件和模具的具体状况，既尺寸很大，必需

18、选择滑块行程大的压力机，以保证本模具的顺当工作。共 22 页第页15依据前面计算，所要求的压力 P=103KN，总本例拟选用 JA2125 开式可倾压力机。标称压力 250KN滑块行程 130mm 最大闭合高度 250mm 闭合高度调整量 70mm工作台尺寸 560360mm垫板尺寸 50 20依据阅历7压力机最低压力不小于标称压力的一半，对此压力机来说最低压力不小于 Fg/2=125KN，即可以认为滑块在下行时任一时刻均可承受 125KN 的力，过标称点之后可承受 250KN 的力，也就是说任意时刻均能供给大于 103KN 的力，所以此压力机可以用来本例的反挤压设备，但是安全区的面积并非压力

19、机工作时对工件做的功。5. 模具设计5 . 1挤压模具设计的根本要求挤压模具设计的根本要求，应满足以下条件：（1） 凹模工作局部应有足够高的强度和较长的使用寿命；（2） 凹模工作局部能够简洁牢靠的固定在模架上；（3） 极易损坏局部拆卸便利；（4） 毛坯放置简洁，定位准确，在大量生产时可能承受半自动或全自动送（5） 挤压的工件可以便利的取出；（6） 制造简洁，本钱费用低；（7） 保证操作人员的安全。5. 1.1模具设计时需考虑的安全措施在设计模具时，必需周全的从各个不同角度考虑必要的安全措施，以确保人身安全和设备安全。模具构造安全措施的一些根本要求如下：（1） 模具的构造不应使操作者有担忧全感。

20、在操作时，严禁向模具内伸手。模具构造应以操作时不必将操作者身体的一局部进入危急区为原则。（2） 模具要有足够的强度。整个模具构造的厚度不能过薄，受力局部厚度要大一些。（3） 在设计模座时，应考虑安装螺钉的槽孔尺寸，特大的上模座或具有较大的钢性卸料板的模具，应增加紧固螺钉。（4） 对具有放开式活动卸料板的模具，应加保护板10。51.2挤压模具的整体设计在高压力作用下，为了保证挤压模具的寿命，对模具构造的强度、刚度等方面的要求应比一般冲压模具高。该模具承受导柱导套导向，来提高导向的精度。凸模用凸模固定板固定。由于挤压时的挤压力很大，为了防止由凸模和凹模传来的高压直接作用在上、下模座上，一般是在凸模

21、和模座之间，以及凹模和模座之间设置垫板，来分散压力，起缓和作用。依据理论分析可知，压力在板内传播是向外扩大的，即垫板厚度增加，压力面的传递直径增大，传递的压力削减。垫板是承受高压的零件，要求有较高的强度和刚度。凹模通过预应力圈固定在下模座上。为了防止挤压件卡在凹模内，承受顶杆顶出零件，应尽量削减顶杆的长度10。5 . 2凸、凹模的设计5.2.1凸模的设计，如图 2；依据零件需要反挤压的内径来确定凸模工作带的尺寸，另杯形件底部要求是平底，故要求工作带底部也是平底 ，参考书 表 6-2 还击压模尺寸参数设计计算表有色金属局部依据阅历公式： 工作带 d1=10.1mm工作带高度 h=0.5-1.5

22、这里取 h=1mm非工作局部直径 d=0.85-0.95d1=9.5 取 0.90 定位直径 d2=1.1-1.3d1=12.4取 1.2定位高度 h2=0.55-0.65d1=6.1 取 0.6支撑局部直径 d3=1.2-1.5d1=14.1 取 1.4 支撑局部高度 h3=0.5-1.0d3=10取 0.71 支撑局部锥角 B=5-15 取 10 度支撑锥面与 d2 交接处 R11.0d2R1=12.1 d 与 d2 交接处 R22.0dR2=20.2d 与 d1 交接处 R31.5d1R3=15.2图三 凸模5. 2. 2凹模的设计和尺寸中北大学 2023 年课程设计说明书凹模的设计主要

23、包括凹模型腔的设计和预应力圈的设计。挤压凹模大体上可分整体凹模和组合凹模两种形式，但整体凹模无论从模具强度，还是挤压件的顶出都不利，使用极少，反而组合凹模用的比较普遍。组合凹模的优点是同样外形尺寸包括外套在内的整个组合凹模外形尺寸 和一样内腔尺寸的条件下，其强度要比单层即整体式凹模的强度大得多；构造合理、模具寿命长、挤压件底部圆角连接处的毛刺大为削减，适用于大批量生产而且它不但节约了材料，而且大大削减了模具加工的难度。但它增加了凹模加工的工作量，主要表现在压合面的加工和装配上，而且它要求精度高，以保证同轴度，并且拼合面宽度应小于 3mm，上下两面应留出 0.2mm 空隙，结合面的外表粗糙度取

24、Ra0.29。在具体冷挤压工艺设计的条件下，依据冷挤压单位挤压力的大小打算承受整体式、二层式或三层式凹模。依据下表来确定预应力圈的层数：表 1一般工具钢制成的组合凹模的选择11单位挤压力1100/MPa凹 模 型 式简 图整体凹模1100p16001600p2500二层组合凹模三层组合凹模依据前面计算的 P=1290.8MPa 1100MPa可知应当用两层组合凹模2两层组合凹模两层组合凹模构造见资料【4】，参数见表 1。9d1凹模内径按挤压件最大外径mm； d3=46d1；=130锥度可向上，亦可向下； C2=2 d2d2 处轴向压合量；u2=2 d2d2 处径向过盈量；3)两层组合凹模各圈直

25、径确实定依据冷挤压件图外径 12.8mm 打算了凹模型腔 d1 即 d1=12.8mm d3=4-6d1=4-612.8mm=51.2-76.8mm取 d3=64mm故总直径比 a3=d3/d1=64/12.8=5两层组合凹模各圈直径，查资料得：第 12页 共 22 页中北大学 2023 年课程设计说明书d2 大于等于 2d2=2*12.8=25.6mm取 d2=30mm a2=d2/d1=2.344径向过盈量与轴向压合量确实定在确定了各圈直径后，便可确定d2 处的径向过盈量双面d2 与轴向压合量 c2查表教材 6-31 得:径向过盈系数 2 =0.0068 查表教材 6-32 得：轴向压合系

26、数 2=0.17则d2=2 d2=0.0086*30mm=0.258mm共 22 页第页222C2=2 d=0.17*30mm=5.1mm式中 d2内层凹模外径4 凹模的尺寸计算方法：型腔的尺寸依据零件的尺寸来确定，还要考虑零件材料的尺寸收缩变形等因素对外形的影响。预应力圈的尺寸是依据公式计算得到的。依据教材图 6-17 例以及以及表 63 所示阅历公式可计算出各局部尺寸凹模型腔高度 H2=h0+h+r+2-4=10.5+1+2.5+3=17mm凹模入口圆角半径 r=2-3 取 2.5凹模型腔内径 D=12.8D=2D2 凹模总高度 H=17+12.8=29.8过度外圆角半径 R=0.5-2

27、取 1mm图四 内凹模凹模承受两层预应力圈的设计，可以提高凹模担当强度的力气，凹模横截面积的尺寸，假设是杯形的，凹模的内腔尺寸越摩越大，故可以按零件的最小外径设计，而应取正公差。凹模的内部外形依据预成形后挤压件的期望外形而定,过渡局部用圆角。5.3 凸、凹模固定圈的设计5.3. 1 凸模固定板凸模固定圈的设计如图五图五凸模固定板532凹模固定板凹模固定板设计如图六图六 凹模固定板5. 4 压力垫板的设计挤压时，模具型腔中单位冷寂压力很高，如凸模或凹模所传递的轴向压力直接作用在上下模板上有可能造成模板压塌，因此必需在模板与凸凹模之间设置淬硬的压力垫板，有时简称垫板，以起减缓轴向压力的作用，降低应

28、力密度，依据阅历垫板厚度至少等于杆直径，由于 d2=15.4，则取垫板厚度 t=16mm 为防止垫块弹性变形和塑性变形，必需选用优质碳素工具钢T8A、T10A,热处理到高硬度 56-60hrc挤压时凸模或凹模作用于垫板外表积上的单位挤压力应均匀分布在凸模或 凹模支撑面的直径范围内，压力大致扩展成圆锥状传到垫板底面，压力分部以加压中心最小，其周边最小，垫板厚度增加时，受压面的传递直径增加，传递压力随之减小。因此应尽量加大垫板厚度，假设垫板的厚度一样，则多层垫板力的传递范围比使用单层垫板大。因此，同样厚度时应尽量承受多层垫板。垫板必需承受 T10A 工具钢制造。5.5. 顶出装置的设计顶出装置设计

29、原则如下；（1） 顶杆的工作局部略带五度的锥度，可延长使用寿命；（2） 顶端直径的d 按d 2d 2 2 计算，下端为了能承受较大的单位挤压力，11承受锥形构造，增大支撑面的面积，取d=23d，含炭量小于 0.15或尺2寸较小的挤压件取较小值，含碳量大于 0.2或尺寸较大的挤压件取较大值。（3） 顶杆的长度 L 越短越好，能将挤压件顶出凹模的上平面即可；装配后， 顶杆的工作端面应比凹模底面高出 0.1mm 左右。（4） 兼作挤压凹模的顶杆，设计时必需与凹模一样考虑；不作挤压凹模用的顶杆，应依据载荷的具体状况，以保证纵向稳定的要求进展设计。顶杆须用工具刚制造。图七顶料杆5.6卸料板的设置挤压完毕

30、后，挤压件由于弹性变形的恢复，有可能包紧在凸模上，这就需要将挤压件卸下，将挤压件从凸模上卸下来的装置称为卸件装置。在本例中，需要设计卸料装置，材料选 45 钢，淬火硬度为 4045HRC，参考冷挤压有用技术4图7-9 有色金属反挤压导柱模架设计卸料板如以以下图：5 .7 导向装置的设计导柱导套的设计图八 卸料板导柱导套导向在压力机精度较差的条件下，应在模具上设置导向机构。固然， 在挤压壁厚较大的零件时，可以降低要求。承受导柱导套导向时，沿用一般冲模的设计方法来确定导柱的长度，当滑块位于上死点时候，导柱最好不要与导套脱离，在下死点时，导柱不应触及压力机滑块的底平面。导柱导套导向在挤压模中应用比较

31、广泛，一般将导柱和导套分别用压协作压入下模座和上模座。导柱导套之间承受滑动协作，通常承受二级精度公差，在挤压极薄壁零件或要求较高的条件下应承受一级精度公差，导柱导套固定在模座上的长度应不小于导柱直径的 1.52.0 倍。导柱可取 24 倍。58 模架的设计图九导柱导套冷挤压工艺可以在油压机，冲床，摩擦压力机上进展，也可以在专用多挤压机上进展。因此，挤压模架的构造除应依据挤压件的批量，品种不同而满足不同设备的要求外，还应满足下述几点：承压局部应具有很好的刚度及强度，使模架精度稳定。工作局部能简便而牢靠地固定在模架上，便于更换。毛坯和工件进出要便利，便于实现机械化。易损局部零件尺寸应统一，便于制造

32、和检验。保证操作人员安全7。6 模具材料的选择目前，模具材料可以在低合金工具钢，高碳高铬合金工具钢，高速钢，硬质合金等较为广泛的范围内选用。因此，依据冷挤压工艺特性的要求，合理选用模具材料，制定正确的热处理工艺，是保证获得具有较长使用寿命及经济合理性的重要环节。为了合理选用模具材料，首先应对模具在挤压过程中的工作状况及所要求的性能进展分析。一、模具在挤压过程中承受的应力1. 承受大的挤压力：金属在冷挤压时的变形抗力是很大的，如挤压低碳钢b=400兆帕反挤压的单位挤压力可达 20233000兆帕，当润滑和外表处理不当时，其单位挤压力甚至高达 30003500兆帕，这个数值已超过了一般模具钢的弹性

33、极限，有可能使模具在挤压过程中产生微量的塑性变形，而使挤压件尺寸精度较差，严峻时将发生模具的破损。2. 因偏心负荷而引起的弯曲应力：因毛坯两端不平，毛坯与凹模间隙大，模具加工及装配的同轴度偏差过大等缘由，都会引起凸模承受较大的偏心弯曲应力，而导致模具早期折断。3. 连续作用的冲击力：机械式的冷挤压机，实际上是以连续的冲击式施加负荷于模具上。近年来，虽然广泛承受了液压缓冲装置，但仍不行能完全消退这种冲击负荷。对于高硬度HRC60的模具，当存在某些外表和内部缺陷时，会引起应力集中而过早脆裂。4. 模具外表磨损：模腔内的金属在强大外力作用下，产生塑性流淌时，会引起模具外表的磨损。当模具外表存在贫碳、

34、软点、组织不均匀等缺陷时，会加速模具的磨损产生模具外表早期破坏。5. 模具温度上升而加速模具的磨损：由于金属的变形与摩擦缘由而产生的热， 在连续生产过程中，会使模具的温度逐步上升：可能到达 200甚至更高，对于一些模具材料，会产生回火作用，而降低模具的性能9。二、冷挤压工艺对模具材料的要求综合前述的冷挤压模具在工作过程中所承受的负荷状况，模具材料应能满足以下几方面的根本要求。1. 具有高的强韧性：模具在挤压过程中要同时承受极大地挤压力、弯曲应力、冲击等简洁的负荷。故要求所选用的材料，经过热处理后，应具有高的强韧性。因此， 模具材料应有良好的淬透性保证模具能淬透及均匀的组织。大块的碳化物及严 重

35、的偏折，纤维方向性和非金属夹杂等内部缺陷，都会使模具的强韧性降低，或在 受负荷时引起应力集中，造成模具早期破坏。2. 足够的热稳定性：当连续生产时，模具的温升有时到达或超过 200，这对用160180作回火温度的模具材料，会使强度、硬度下降，故用于温升较高的模具材料，应具备良好的抗回火稳定性。3. 良好的耐磨性。模具应有高的耐磨性，才能保证正常的使用寿命，生产出大批量合格的挤压件。一般来说，钢的硬度与耐磨性在确定条件下是成正比的。故要求模具材料不但要有足够的淬透性，还要有高的淬硬性。但除了硬度外，打算钢的耐磨性的还有热处理后基体组织的粗细，成分、过剩与口火析出碳化物相多少、大小、类型、分散度及

36、红硬性等。4. 良好的工艺性：冷挤压模具的制造周期长，工艺简洁，精度要求高。一般均须经过锻造、切削加工、热处理、磨削或其它精加工等。故只有工艺性比较良好的材料，才能满足生产上的需要8。零件名称材料牌号常用冷挤压模具材料8热处理硬度模板、模座45凹、凸模垫板T10A淬硬5862凸模压套45/T8A淬硬434845，5862T8A退料杆、环形顶出 T10A淬硬5862器顶杆、打杆、垫板 45淬硬4348压板、卸料板45淬硬4348定位钉、定位块、 45淬硬4348挡料销内预应力圈5CrNiMo,淬硬4244外预应力圈5CrNiMo,淬硬3840导柱导套20，外表渗碳，淬火5660螺钉螺栓35，45

37、淬硬弹簧65Mn淬硬4048圆柱销45淬硬4348卸料螺钉45头部淬硬3540参 考 文 献1 王卫卫.材料成形设备北京：机械工业出版社，2023.192 阮雪榆编.冷挤压技术.上海：上海人民出版社，1975.783 贾宪安，胡九锡.金属挤压机.北京：化学工业出版社，1985.1154 洪慎章.冷挤压使用技术.北京：机械工业出版社，2023.9.715 5王孝培.冲压手册.其次版.北京:机械工业出版社,19906 郝滨海.挤压模具简明设计手册. 北京:化学工业出版社,2023 7杨长顺.冷挤压工艺实践.武汉:国防工业出版社,19848 郝滨海.冲压模具简明设计手册.北京:化学工业出版社,202

38、39 锻模设计手册编写组.锻模设计手册.北京:机械工业出版社,199110 贾俐俐 .挤压工艺及模具. 机械工业出版社，2023致 谢经过了一段时间劳碌，我的课程设计完成了。感谢我的教师李国俊在课程设计过程中对我的辅导，他严谨细致一丝不苟的科学态度，精益求精的工作作风， 深深地感染和鼓舞着我。对我帮助很大，经常是对我的问题不厌其烦的讲解，让我在课程设计的过程中受益匪浅，通过教师的指导，让我对挤压工艺的有了更深地理解，同时还教会我更好的使用Auto/CAD软件。感谢我的同学在课程设计过程中给我的帮助和关心，感谢你们帮我教育迷津，有了你们的帮助，让我在完成过程中少走了好多弯路。从开头到课程设计的顺当完成，这么多可敬的教师，同学，朋友给了我无言的帮助，在这里请承受我真诚的谢意！