冷挤压模具课程设计

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1、冷挤压模具课程设计学院：专业：年级:指导老师：学生姓名：日期：第24页共24页目录1、冷挤压的定义及特点31.1.冷挤压的定义31.2.冷挤压的优点及技术难点32．材料分析52．1材料化学成分及机械性能52.2材料的力学性能分析62．3毛坯尺寸的确定62．4坯料制备方法62.5坯料的软化处理、表面处理及润滑62．5．1坯料的软化处理62．5.2坯料的表面处理72.5.3坯料的润滑处理83成形工序挤压力的计算93．1变形程度的计算93．2图算法冷挤压力的计算103．3总挤压力103.4挤压力经验公式的校正103.5压力机的选择（挤压设备的选择）104．模具设

2、计114.1挤压模具设计的基本要求124.1.1模具设计时需考虑的安全措施124.1.2挤压模具的整体设计125.2凸、凹模的设计124.2.2凹模的设计和尺寸134.3凸、凹模固定圈的设计164.3.1凸模固定板164．3．2凹模固定板164.4压力垫板的设计174．5．顶出装置的设计174.6卸料板的设置184.7导向装置的设计（导柱导套的设计）194．8模架的设计205.模具材料的选择20第24页共24页1、冷挤压的定义及特点1.1.冷挤压的定义冷挤压是精密塑性体积成形技术中的一个重要组成部分。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

3、和一定的速度作用下，迫使金属从模腔中挤出，从而获得所需形状、尺寸以及具有一定力学性能的挤压件。显然，冷挤压加工是靠模具来控制金属流动，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可缺少的重要加工手段之一。二战后，冷挤压技术在国外工业发达国家的汽车、摩托车、家用电器等行业得到了广泛的发展应用，而新型挤压材料、模具新钢种和大吨位压力机的出现便拓展了其发展空间。日本80年代自称，其轿车生产中以锻造工艺方法生产的零

4、件，有30%～40%是采用冷挤压工艺生产的。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逐渐成为中小锻件精化生产的发展方向。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形状的零件，因而能大量减少切削加工，提高材料利用率。冷挤压的材料利用率一般可达到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）制件可以获得理想的表面粗糙度和尺寸精度。零件的精度可达IT7～IT8级，表面粗糙度可

5、达R0.2～R0.6。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行精磨。    第24页共24页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表面形成压应力而提高疲劳强度。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，用冷挤压工艺后就可用强度较低的钢材替用。      5）可加工形状复杂的，难以切削加工的零件。如异形截面、复杂内腔、内齿及表面看不见的内槽等。    6）降低零件成本

6、。由于冷挤压工艺具有节约原材料、提高生产率、减少零件的切削加工量、可用较差的材料代用优质材料等优点，从而使零件成本大大降低[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2000MPa～2500MPa。例如制造一个直径38mm,壁厚5.6mm，高100mm的低碳钢杯形件为例，采用拉延方法加工时，最大变形力仅为17t，而采用冷挤压方法加工时，则需变形力132t，这时作用在冷挤压凸模上的单位压力达2300

7、MPa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，金属毛坯在模具中强烈的塑性变形，会使模具温度升高至250℃～300℃左右，因而，模具材料需要一定的回火稳定性。由于上述情况，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）由于冷挤压的模具成本高，一般只适用于大批量生产的零件。它适宜的最小批量是5～10万件。    4）毛坯在挤压前需进行表面处理。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。

8、    6）冷挤压零件的塑性、冲击韧性变差，而且零件的残余应力大，