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1、抗氧化性 您的位置：主页 制造工艺技术 锻压技术 模具设计 挤压是金属压力加工的一种少无切削加工工艺。将挤压模具装在压力机上，利用压力机的往复运动，在室温、中温或高 温下使金属在三向压应力状态下发生塑性变形，从而挤出所需尺寸、形状及性能的零件。 1挤压方法分类 根据挤压时金属流动方向与凸模运动方向的相互关系，挤压可分为正挤压，反挤压，复全挤压，径向挤压及镦挤压等。 2 挤压加工的优点 （1） 节约原材料，提高生产率； （2 ） 可加工形状复杂的零件； （3） 提高零件的机械性能； （4） 提高零件的精度及表面粗糙度； （5） 减少工序，缩短生产周期。 3挤压件分类 多数挤压件的外形以轴对称为主
2、。挤压件有正挤压件，反挤压件，复合挤压件，径向挤压件，斜向挤压件及镦挤压件， 见表1。及表1续。 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 挤压概述. h t m （第 15 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 32 : 35 抗氧化性 表1 表1续1 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 挤压概述. h t m （第 2 5 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 32 : 35 抗氧化性 表1续2 表1续3 表1续4 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 挤压概述. h t m （第 35 页）2 0 10 -2 -2
3、6 11: 32 : 35 抗氧化性 表1续5 表1续6 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 挤压概述. h t m （第 45 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 32 : 35 抗氧化性 表1续7 主办单位: 机械科学研究院 北京机科易普软件技术有限公司 电子信箱 w e b m a s t e r c a m s t . c o m . c n 电话: 0 10 -8 8 30 17 59, 0 10 -6 8 3396 7 4 -京ICP证 0 30 2 0 8 号- f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 挤压概述. h t m （第
4、 55 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 32 : 35 抗氧化性 您的位置：主页 制造工艺技术 锻压技术 模具设计 挤压件的变形程度计算方法和许用变形程度： 1变形程度的表示方法： 挤压变形程度是表示挤压时金属塑性变形量大小的指标。变形程度可用不同的方法表示：见公式1。 2 变形程度计算公式： 见表1 3许用变形程度： 对于不同的冷挤压材料在不同的工艺参数条件下，应按同一许用单位挤压力来决定其冷挤压变形程度。 对于中小型零件的正常批量生产可采用2 0 0 0 至2 50 0 M p a 作为许用单位挤压力。 正挤压许用变形程度：图1为碳钢正挤压的许用变形程度。 反挤压许用变形程度：图
5、2 为碳钢反挤压的许用变形程度。 碳素钢及某些低合金钢的许用变形程度也可参考表2 。 有色金属的许用变形程度见表3。 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 变形程度计算. h t m （第 118 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 2 7 抗氧化性 表1 表1续 表2 表3 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 变形程度计算. h t m （第 2 18 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 2 7 抗氧化性 公式1 图1 图2 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 变形程度计算. h t m （第
6、318 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 2 7 抗氧化性 1图算法确定挤压力 A 黑色金属挤压力的图算法：图1、图2 、图3为正挤实心件、正挤空心件、反挤压的挤压力的计算图。用这组图表计 算挤压力时，毛坯应经软化退火，并在挤压前进行磷化、润滑处理。它的计算方法见图上虚线所示。 B有色金属挤压力的图算法：图 4、图5、图6 分别为正挤实心件、正挤空心件、反挤压的单位挤压力P的计算图表。 冷挤压的总挤压力可按公式1计算： 2 计算法确定挤压力 用下列公式求冷挤压的单位压力： A 正挤压实心件的单位挤压力：见公式2 。 B反挤压的单位挤压力：见公式3。 C复合挤压的单位挤压力：复合
7、挤压的压力低于单向正挤压和单向反挤压的压力。见公式4。 3 镦粗变形力的计算 A 自由镦粗时变形力：见公式5。 B其它形式镦粗时变形力：见公式6 。 C其它变形方法的单位压力：表2 列出了不同钢种、各种变形方式的单位压力，可作计算时参考。 表1 表2 公式1 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 变形程度计算. h t m （第 418 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 2 7 抗氧化性 公式2 公式3 公式4 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 变形程度计算. h t m （第 518 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 3
8、3: 2 7 抗氧化性 公式5 公式6 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 变形程度计算. h t m （第 6 18 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 2 7 抗氧化性 图1 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 变形程度计算. h t m （第 7 18 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 2 7 抗氧化性 图2 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 变形程度计算. h t m （第 8 18 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 2 7 抗氧化性 图3 图4 图5 图6 f i
9、l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 变形程度计算. h t m （第 918 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 2 7 抗氧化性 图7 图8 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 变形程度计算. h t m （第 10 18 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 2 7 抗氧化性 图9 表1 1. 图算法确定挤压力： 图1是钢的温挤压单位压力计算图。图上的曲线是在图中所示模具参数的条件下获得的，挤压前模具预热到6 0 至10 0 度， 用油与石墨的混合剂润滑，加工温度在6 0 0 度以下者，毛坯作磷化处理，6 0 0 度以上者，
10、毛坯不预先处理。图中虚线上的 箭头表明了查图方法。决定了单位挤压力便可按公式1计算挤压力： 表1是几种材料在6 50 至8 50 度时的单位挤压力。 2 . 计算法确定挤压力： 钢的温（反）挤的单位挤压力可按经验公式2 计算。 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 变形程度计算. h t m （第 1118 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 2 7 抗氧化性 表1 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 变形程度计算. h t m （第 12 18 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 2 7 抗氧化性 表1续 公式1 公式
11、2 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 变形程度计算. h t m （第 1318 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 2 7 抗氧化性 图1 1. 图算法确定挤压力： 图1为热（反）挤压力的计算图，使用方法：根据挤压件的尺寸，求得挤压件的变形程度及系数；由第坐标可求得压 力系数n ；向左，可在第坐标中根据不同钢材的高温强度极限求得未经修正的单位挤压力；由变形程度与挤压行程可 在第坐标中求得变形速度；在第坐标中求得速度系数K ；在第坐标中由未经修正的单位挤压力与速度系数K 可 以求得单位挤压力p ；另在第坐标中由单位挤压力p 与冲头直径可求得挤压力P。 图
12、2 为热（正）挤压力的计算图，使用方法：根据挤压件的尺寸，求得变形程度；在第坐标中，由变形程度与凹模 锥角、毛坯相对高度可求得压力系数n ；在第坐标中可由压力系数n 与不同钢材的高温强度极限求得未经修正的单位 挤压力；在第坐标中由未经修正的单位挤压力与速度系数K 求得单位挤压力p ，在此，速度系数K 也按图1求得；在第 坐标中由单位挤压力p 与冲头直径可求得挤压力P。 2 . 计算法确定挤压力: （1） 挤压模锻时总压力：见公式1。 （2 ） 正挤压挤压力，见公式2 。 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 变形程度计算. h t m （第 1418 页）2 0 10 -
13、2 -2 6 11: 33: 2 7 抗氧化性 公式1 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 变形程度计算. h t m （第 1518 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 2 7 抗氧化性 公式2 图1 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 变形程度计算. h t m （第 16 18 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 2 7 抗氧化性 图2 图3 主办单位: 机械科学研究院 北京机科易普软件技术有限公司 电子信箱 w e b m a s t e r c a m s t . c o m . c n 电话: 0 10 -
14、8 8 30 17 59, 0 10 -6 8 3396 7 4 -京ICP证 0 30 2 0 8 号- f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 变形程度计算. h t m （第 17 18 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 2 7 抗氧化性 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 变形程度计算. h t m （第 18 18 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 2 7 抗氧化性 您的位置：主页 制造工艺技术 锻压技术 模具设计 上下模板是冷挤压压力的主要支承部分，由于冷挤压的单位压力较高，上下模板不能采用铸铁材料。上下模
15、板加导柱、 导套就组成有导向的冷挤压模架，无导柱、导套者则为无导向模架 图1为在导柱、导套导向通用反挤压模具。卸年亦有导向，其导向的基准仍为模架的导柱。反挤压时挤压件的端面往往 是不平的，缺件时使凸模受力不均匀，可能造成凸模偏移而折断。缺件有强有力的导向时，提高了凸模的稳定性，这是 因为卸件板与凸划亦有导向的缘故。反挤压适用模架兼作为下挤压及复合挤压使用。 图2 为有导柱导套导向正挤压通用模具。 图3为镦挤复合模具。 通用反挤、正挤和镦挤复合模架中的组合凹模在相同吨位的压力机上都设计成可以互换的，提高了模具的使用范围。 模架精度可分为三级，其技术指标见表1，用于不同挤压件选用，常用的为级。 卸
16、件板与顶件杆：挤压有时粘在凸模上，有时粘在凹模中，有此部件，能将打主挤压件取出。卸件板与顶件杆都是用于 制件脱模的零件。 凸模与凹模垫板：通用冷挤压模具中，采用了多层垫板。为了防止高的挤压单位压力直接传递给模板而造成局部凹陷或 变形，必须在凹模底端加上垫板，以便把加工压力均匀分散传递，起到缓冲作用。 凸模固定器及定位环：凸模固定器是将凸模安装在上模上，而定位环则可考虑挤压件的不同直径快速交换，提高了模具 的通用性能。 凸模与凹模：冷挤压模具的工作部件，在设计时必须认真对待。应选用具一定韧性的高强度钢材制造。凸模与凹模承受 了最大的冷挤压单位压力。为了加强凹模的强度，通常采用预应力组合凹模，可以
17、用二层或三层组合而成。 表1 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 冷挤压模具设计. h t m （第 115 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 32 抗氧化性 图1 图2 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 冷挤压模具设计. h t m （第 2 15 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 32 抗氧化性 图3 在冷挤压模具中，凸模是最关键的零件之一。凸模在冷挤压过程中，承受的单位挤压力最大，极易磨损与破坏。为此凸 模的设计和加工就显得特别重要。 1反挤压凸模 图1是用于黑色金属冷挤压的几种凸模。A 、b 两种凸模效果
18、较好，在生产中尽量使用。C的平端面工作部分的凸模，由 于冷挤压件需要平的底部，在生产中也常用，但单位挤压力比锥形带平底的凸模约高2 0 %。无平台的锥形凸模一般为 59，也有用到2 7 的。但不要超过2 7 。角过大，会因为毛坯端面不平面导致杯形件的壁厚差过大，使凸模受 到很大的侧向力，在挤压过程中折断。反挤压凸模工作高度及凸模后隙直径见公式1。 图2 为纯铝等有色金属反挤压凸模工作部分的几种型式。其设计原则与上述基本一致。纯铝的塑性较好，强度较低，其 反挤压杯压形件往往是薄壁深孔件，应尽可能减小凸模工作带的高度。一般取g = 0 . 51. 5m m 。角= 12 2 5。 有色金属反挤压凸
19、模工作带高度一般是均匀的，如果在挤压变形不均的杯形件时，凸模工作带的高度在变形程度大的部 位和变形阻力较大的部位，应适当减小凸模工作带的高度，即制造成不等的凸模工作带。 对于纯铝的反挤压细长凸模，为了增加其纵向稳定性，可以在工作端面上作出工艺凹槽（图3）。凸模借工艺凹槽在开 始挤压的瞬间将毛坯 咬住 而提高其稳定性。凹槽的形状须对称于凸模中心，保持良好的同心度，否则反而会在挤压时 发生偏移，造成凸模折断。 工艺凹槽的槽宽一般取0 . 30 . 8 m m ，深0 . 30 . 6 m m 。工艺凹槽顶部应用小圆弧光滑相连。 2 正挤压凸模 在黑色金属冷挤压中，反挤压凸模的长径比一般较小，而正挤
20、压的凸模长径比就往往较大。为了不使凸模纵向失稳，有 进还需加上凸模保护套。 图4是正挤压所用凸模的几种型式。实心凸模可按型式a 设计，在各台阶相接处应用光滑弧连接，不允许有加工刀痕存 在。对于正挤压纯铝空心件的凸模，可采用型式b 设计，凸模与芯轴制作成整体。 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 冷挤压模具设计. h t m （第 315 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 32 抗氧化性 挤压黑色金属空心件，整体式凸模就不宜采用，在凸模本体与芯轴的直径急剧过渡区就很易断裂。应当采用型式c 与型 式d 的组合式，使凸模本体与芯轴组合而成。 组合芯轴分固定式c
21、 与活动式d 。固定用于芯轴直径较大，而活动式用于芯轴直径较小的环形件。活动芯轴可随变形金属 同时向下滑动一锻距离，从而改善了芯轴的受拉情况，防止芯轴被拉断。 图5为下挤压凸模顶端形状的又一种型式。此型式有下列特点： （1）端面有0 . 51斜角，其作用是保证凸模的稳定性。特别是毛坯二端不平时尤为重要。 （2 ）同凹模配合的有效长度为35m m ，而不是全直筒式的。凸模在高的单位挤压力作用下，有时会使凸模直径胀大， 增加了凸模下移的阻力。仅有35m m 有效长度，就能确保凸模的使用精度。 （3）后角3的存在，采用小圆弧相联，具有较低的应力集中系数，保证凸模具有较高的寿命。为此，这种型式的凸模
22、亦广为采用。 公式1 图2 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 冷挤压模具设计. h t m （第 415 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 32 抗氧化性 图4 图1 图3 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 冷挤压模具设计. h t m （第 515 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 32 抗氧化性 图5 1 反挤压凹模 图1是常见的反挤压凹模结构型式。A 、b 、c 、d 四种凹模主要用于不需要顶出装置的挤压件。反挤压有色金属薄壁件可 以采用这些型式凹模。整体凹模结构筒单，制造方便，但在R转角处极易开裂，故不
23、常用。为防止整体凹模在底部R转 角处因应力集中而开裂，对凹模采用横向分割型式d 型及纵向佞割型（如c 、e 型）。 反挤压凹模的模膛深度：见公式1。 2 正挤压凹模 图2 为几种常见的正挤压凹模的结构，型式a 为整体结构，凹模容易发生横向开裂。其余的凹模型式为横向分割型和纵向 分割型。图3为一般的正挤压凹模结构。 凹模入口角：= 90 12 0 工作带高： g = 1. 0 3. 0 m m ，有色金属。 g = 2 . 0 4. 0 m m ，黑色金属。 后隙：b = 0 . 0 50 . 1m m 凹模模膛深度：见公式2 。 凹模工作带以下高度：0 . 7 倍的模膛直径。 带矫正的正挤压凹
24、模结构见图4。 多台阶的正挤压凹模结构见图5。 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 冷挤压模具设计. h t m （第 6 15 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 32 抗氧化性 公式1 图1 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 冷挤压模具设计. h t m （第 7 15 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 32 抗氧化性 图3 图5 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 冷挤压模具设计. h t m （第 8 15 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 32 抗氧化性 公式2 图
25、2 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 冷挤压模具设计. h t m （第 915 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 32 抗氧化性 图4 设计组合凹模时，首先须决定多层直径，然后再决定多圈的径向过盈量与轴向压合量。 1） 两层组合凹模的设计 （1） 计算凹模多圈直径：组合凹模的总直径比= 46 ，对二层组合凹模则：见公式1。 因此： 凹模内腔直径d 1为已知，二层组合凹模的外径既可按上式决定。2 直径的数值必须选择合理，否则会影响到凹械的强 度。 二层组合凹模的中层直径比：见公式2 。 （2 ） 计算径向过盈量与轴向压合量：首先按图2 查出径向过盈系数
26、，按图3查出轴向压 合系数与C2 的数值可按公式2 计 算。 2 ） 三层组合凹模的设计 组合凹模的总直径比= 46 ，则得公式3。 三层组合凹模的外径可按上式计算。直径d 2 与d 3的数值必须选取合理，否则会影响凹模的强度。直径的合理值按公式4 计算。 计算径向过盈量U 2 、U 3与轴向压合量C2 、C3：图5为三层组合凹模的轴向压合量C2 和C3。图6 为三层组合凹模的过盈系 数。从图6 与图7 分别可查出径向过盈系数与轴向压合系数，然后按公式4计算。 3）组合凹模的压合工艺 组合凹模的压合方法有二种：一种是冷压合，另一种是热压合。 f i l e : / / / H | / 挤压模具
27、设计/ 冷挤压模具设计. h t m （第 10 15 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 32 抗氧化性 冷压合的压合角一般采用130 ，压合角不宜超过3。配合面必须研磨，其面的相互接触面积，不小于7 0 %。对冷压 合来说，按压合角的放置方向有正装法与倒装法之分。应当注意各圈压合后，凹模内腔直径有所缩小，收缩量约为 0 . 3%。当挤压件精度要求高时，压合后应对凹模内腔的尺寸进行修正。 中外圈的材料选择： 中层预应力圈：40 Cr 、35Cr M o A 热处理硬度H RC40 42 ； 外层预应力圈：45、40 Cr 热处理硬度； 中层预应力圈：H RC36 38 中圈与外
28、圈在反复使用的条件下，应进行2 0 0 度的低温回火，以去除内应力。 各圈压合时，在压力机外必须装设有机玻璃挡板，以保证安全。 公式2 公式4 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 冷挤压模具设计. h t m （第 1115 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 32 抗氧化性 公式6 图2 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 冷挤压模具设计. h t m （第 12 15 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 32 抗氧化性 图4 图6 公式1 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 冷挤压模具设计.
29、 h t m （第 1315 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 32 抗氧化性 公式3 公式5 图1 图3 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 冷挤压模具设计. h t m （第 1415 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 32 抗氧化性 图5 图7 主办单位: 机械科学研究院 北京机科易普软件技术有限公司 电子信箱 w e b m a s t e r c a m s t . c o m . c n 电话: 0 10 -8 8 30 17 59, 0 10 -6 8 3396 7 4 -京ICP证 0 30 2 0 8 号- f i l
30、e : / / / H | / 挤压模具设计/ 冷挤压模具设计. h t m （第 1515 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 32 抗氧化性 您的位置：主页 制造工艺技术 锻压技术 模具设计 1挤压件分类 2 简单挤压模具的结构和设计要点 3分流组合挤压模的结构和设计要点： 挤压件分类： 实心型材：整个型材断面上均无孔。如图1所示。 中空型材：型材断面上有孔，如图2 所示。 简单挤压模具的结构和设计要点： 筒单挤压模有两种：第一种是实心型材挤压模，如图1。第二种是空心型材挤压模，如图2 。具体结构如下： 1）挤压筒：用高强度合金钢制造的多层圆筒体，一般内衬套可卸下。长度根据挤
31、压机吨位确定。材料：外套 5Cr M n M o ， 内套3Cr 2 W 8 V。 2 ）模支承：保证模子和模垫同心，是安装模子、模垫时的辅具。 3） 模垫：模垫和模子外形尺寸相同，其厚度为模子厚度的3倍，与模具一起承受挤压力。模垫、模孔尺寸比模子的稍 大。材料：合金工具钢。 4） 压型嘴：保证模具在挤压过程中不移位及与挤压筒紧密配合的辅具，结构及尺寸根据挤压机吨位确定。 5） 挤压垫片：防止挤压轴与被挤压的金属直接接触的辅具。其外径较挤压筒内径小一些，厚度在40 至150 m m 之间。 6 ） 挤压轴：挤压轴工作时伸进挤压筒中，并与挤压垫接触，挤压轴承受挤压机的最大挤压力。材料：3Cr 2
32、 W 8 V。 模孔配置原则： 单孔型材模孔配置：一般是让模也重心与模具中心重合。如果壁厚变化非常大，应把最薄的部位配置在模具中心， 多孔型材模孔配置：对于断面较小或断面对称性较差的型材，通常采用多孔模。多孔模各模孔间距不应过小，见表1及 图3。 模孔工作带的确定： 1） 以整个型材难出料处为基准，该处工作带长度为成品厚度的（1. 5至2 ）倍，如图4。 2 ） 与基准点相邻近的工作带长度为基准点工作带长度加1m m 。 3） 型材厚度相同时，与模具中心距离相等处工作带长度也相同。 4） 由模具中心算起，每相距10 m m 工作带长度增减数值见表2 。 5） 工作带的空刀：空刀过多，模具工作带
33、强度减弱。合理的空刀值见表3及图5。 阻碍角： 当模孔工作带长度大于15至2 5m m 时，实际上，由于尺寸收缩金属已不与工作带贴合，此时，可用阻碍角调节金属流 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 铝合金挤压. h t m （第 111 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 36 抗氧化性 速。工作带母线与挤压中心线之间夹角为阻碍角，最有效阻碍角为3度至5度，见图6 。 促流角：一般促流角是在模具工作端面上作成对称的锥面或者倾斜的锥面，如图7 。 表1 表3 图2 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 铝合金挤压. h t m （第 2
34、 11 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 36 抗氧化性 图4 图6 图A f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 铝合金挤压. h t m （第 311 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 36 抗氧化性 表2 图1 图3 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 铝合金挤压. h t m （第 411 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 36 抗氧化性 图5 图7 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 铝合金挤压. h t m （第 511 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33
35、: 36 抗氧化性 图B 分流组合模结构： 见图1。 分流比的选择： 分流孔的断面积与型材的断面积之比，见公式1，称之为分流比。 分流比值越小，挤压变形阻力越大，在保证模具强度的条件下尽量选取较大的。 对于生产型材：取10 至30 ； 对于生产管材：取5至10 。 分流孔的选择： 分流孔的断面形状有圆形、腰子形、扇形及异形等。对于复杂断面型材多取扇形和异形，对于管材及筒单断面型材取圆 形和腰子型。分流孔的数目有二孔、三孔、四孔及多孔，见图2 。对于外形尺寸小，断面形状较对称的，可采用二孔或 三孔，外形较大，断面复杂的取四孔或多孔。一般情况下，分流孔数要尽量少，以减少焊缝，增大分流孔的面积，降低
36、 挤压力。 分流桥的选择： 分流桥宽度B（图3），从加大分流比，降低挤压力来考虑，可选小些，但从改善金属流动均匀性考虑，选择大点比较合 适。一般取B= b + （3至10 ）m m ，制品外形及内腔尺寸大的取下限，B= b + （3至5）m m ；反之取上限，B= b + （5至10 ） m m 。为型腔宽度。分流桥的截面多采用矩形倒角截面或近似水滴形截面。分流桥的斜度一般取45度，对难挤压的形 状取30 度，桥底圆角为2 至5m m 。通常在桥的两端做成桥镦。 模芯结构的选择： 模芯结构形式分为锥式、锥台式和凸台式三种类型，见图4。 在模心宽度小于10 m m 时，多采用锥式。在模具模心宽度
37、在10 和2 0 m m 之间时，多采用锥台式。 在模心宽度大于2 0 m m 时，多采用凸台式。 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 铝合金挤压. h t m （第 6 11 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 36 抗氧化性 焊接室的选择模孔尺寸： 焊合室的高度大，有利于金属的焊合，但太高会影响模芯的稳定性。焊合室高度在很大程度上取决于挤压筒直径。 若筒径115130 m m ，取h = 10 15m m ； 若筒径17 0 2 0 0 m m ，取h = 2 0 2 5m m ； 若筒径2 2 0 2 8 0 m m ，取h = 30 m m ； 若
38、筒径在30 0 m m 以上，取h = 40 m m ； 焊合室一般采用碟形。为消除死区，取= 510 ，R= 510 m m 。 模孔尺寸： 型材外形的模孔尺寸见公式2 。 型材壁厚模孔尺寸可按公式3计算。 对于下列型材，确定壁厚尺寸时，应考虑到型材尺寸。若尺寸大或具有悬臂梁部分挤压时，模具易产生弹塑性变形，面 引起制品壁厚尺寸改变小，故应对壁厚模孔进行修正，修正量见图5， 工作带宽度尺寸： 确定分流组合模的工作带要比确定半模工作带复杂得多，不仅要考虑到型材壁厚差，距中心的远近，面且必须考虑到模 孔被分流桥遮蔽的情况。处于分流桥底下的模孔，由于金属流进困难，工作带必须考虑减薄些。在确定工作带
39、时，首先 要找出在分流桥下型材壁厚最薄处即金属流动阻力最大的地方，此处的最小工作带定为壁厚的两倍，壁厚较厚或金属容 易达到的地方，工作带要适当考虑加厚，一般按一定的比例关系，再加上易流动的修正值。 分流组合模的工作带较平模厚些，这对金属的焊合有好处，如图6 。 模孔室刀结构： 模孔空刀结构如图7 所示。 模孔空刀就是模孔工作带出口端悬臂支承的结构。型材壁厚t 2 . 0 m m 时，可采用加工容易的直空刀结构；当t 制造工艺技术 锻压技术 模具设计 （一）结构分类： 按所用挤压设备的型式和安装方法，热挤压模具可分为： 1）热模锻压力机或偏心压力机上用热挤压模。 2 ）磨擦压力机上用热挤压模（见
40、图1）。 3）液压机上用热挤压模（见图2 ）。 按冷却方法分： 1）无冷却装置的挤压模具（图3）。 2 ）有冷却装置的挤压模具（图4）。 按顶出结构的传动方式挤压模具可分为： 1）机械顶出结构的挤压模具。 2 ）气动顶出结构的挤压模具（图3）。 （二）凸凹模设计 1正挤压凸模： 结构见图5，其中长度l 挤压工作行程、卸料板厚度以及凹模引导部分长度有关，不宜过大，上平面要大些由锥角过渡 = 10 15，芯棒常做成一定斜度，其值可取10 3甚至到5，芯棒与凸模部分长度l 应大于空心毛坯的深 度。 2 反挤压凸模： 结构见图2 ，要求： A 带有斜度的凸模（图6 a ）当需要挤出带斜度的内孔，凸模可
41、不用工作带。 B百叶窗较宽工作带的凸模（图6 b ）如果需要挤出不带锥度的内孔，凸模需采用工作带，但为了减少凸模的磨损，凸 模的工作带要加宽些。为了减少金属向上流动时的磨擦阻力，应将凸模设计为：见公式1。 C带有锥顶的凸模（图6 c ）当挤压深孔或挤压件需要冲孔时，为使反挤凸模稳定，有利于中心定位，不使凸模折断， 应设计带有锥顶的凸模。其斜角为7 13，采用此角度，亦能减小冲孔连皮的厚度。 D 带平底的凸模（图6 d ）当反挤压零件内孔底有时由于结构要求，需要挤成直角（平底），平底凸模较斜底凸模挤压 力增加10 %至2 0 %。 凸模紧固方式： （1）用凸肩固定在凸模座中的可换凸模（图7 ）。
42、 （2 ）带锥形上部的可换凸模，用凸模座固定在压力机滑决上（图8 ）。 （3）当凸模截面面积较大时，用螺钉固定到凸模座上。 （4）当挤压空心件用的组合凸模（图9中的凸模3及芯棒4），需采用如图5的紧固结构 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 热挤压模具. h t m （第 19 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 43 抗氧化性 3正挤压凹模，结构见图10 、图11。 4反挤压凹模，结构见图12 。 5按高度组合的反挤压凹模参见图13、图14。公式2 。 依毛坯高度、引导部分长度、圆角半径定，外锥= 510 。 6 按高度组合的正挤压凹模参见图15、图16
43、 ，模膛深度依毛坯高度、入口圆角半径（通常r = 3m m ）和引导部分的长度 （取8 10 m m ）来定，模膛内斜度取10 2 0 若挤压件留在凹模内，可不做出斜度，其它尺寸同正挤压凹模，凸凹模 配合间隙见表1，热挤压钢质零件时，其间隙值取0 . 10 . 8 m m 。 7 套装镶块组合凹模，参见图17 。 8 手动分开的组合凹模，参见图18 ，其中斜度取6 12 ，要保证锥面接触精度，锥套内侧还可做出环槽。 9机动分开的组合凹模，参见图19。 公式1( 2 ) f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 热挤压模具. h t m （第 2 9 页）2 0 10 -2 -
44、2 6 11: 33: 43 抗氧化性 图10 图12 图14 图16 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 热挤压模具. h t m （第 39 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 43 抗氧化性 图18 图2 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 热挤压模具. h t m （第 49 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 43 抗氧化性 图4 图6 图8 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 热挤压模具. h t m （第 59 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 43 抗氧化性 图1
45、 图11 图13 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 热挤压模具. h t m （第 6 9 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 43 抗氧化性 图15 图17 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 热挤压模具. h t m （第 7 9 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 43 抗氧化性 图19 图3 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 热挤压模具. h t m （第 8 9 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 43 抗氧化性 图5 图7 图9 主办单位: 机械科学研究院 北京机科
46、易普软件技术有限公司 电子信箱 w e b m a s t e r c a m s t . c o m . c n 电话: 0 10 -8 8 30 17 59, 0 10 -6 8 3396 7 4 -京ICP证 0 30 2 0 8 号- f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 热挤压模具. h t m （第 99 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 43 抗氧化性 您的位置：主页 制造工艺技术 锻压技术 模具设计 1 温挤压模具结构 在生产批量小时，可以采用与冷锻模具相同的模具结构。但是在开始温锻以前应使用喷灯 或在模具工作部分悬放烧红 的钢块进行预热，
47、使工作部分约具有150 30 0 的温度。 图1示出的是使用另一种方法预热凹模，即用单独的电加热器预热凹模。它除了预热以外，还可保证凹模温度稳定在一 定范围以内。但是生产批量大时，必须在温锻模结构上设计有冷却系统。 图2 示出了带有冷却系统的温锻模结构。 2 凸凹模工作部分的设计 钢温正挤压用凹模结构如图3所示。其中圆锥部分与工作带部分的圆角取14m m （温度大时取大值），工作带长度取3 5m m ，D 2 比d 1大0 . 2 0 . 4m m 。 反挤压凹模的设计一般如图4所示。其中工作带高度：S= 35m m ，d 比d 0 大0 . 6 1. 2 m m ，端面部分斜度取510 ，圆
48、 角部分应尽可能大些，一般不能取1m m 以下。凸模的长度与直径比在单位挤压力大时，应2 . 53m m （对钢）。 凸凹模工作部分表面粗糙度取0 . 10 0 . 6 u m ，为减少应力集中，反挤压凸模非工作部分也要求表面粗糙度1. 2 5u m 。 组合凹模的设计特点，同冷挤压，但由于内外圆有温度梯度需修正，径向过盈量按公式1修正。 公式1 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 温挤压模具. h t m （第 13 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 45 抗氧化性 图1 图3 公式2 f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 温挤压模具. h t m （第 2 3 页）2 0 10 -2 -2 6 11: 33: 45 抗氧化性 图2 图4 主办单位: 机械科学研究院 北京机科易普软件技术有限公司 电子信箱 w e b m a s t e r c a m s t . c o m . c n 电话: 0 10 -8 8 30 17 59, 0 10 -6 8 3396 7 4 -京ICP证 0 30 2 0 8 号- f i l e : / / / H | / 挤压模具设计/ 温挤压模具