挤压模具设计

挤压模具设计

6.36热挤压模具设计的内容

6.37热挤压对模具的要求

6.38热挤压模具的设计步骤

6.40热正挤压凸模各部分尺寸的计算

参数

公式

凸模工作直径d

凸模圆柱部分直径d1 凸模帽盖部分直径d2 凸模圆柱部分高度h 凸模圆锥部分高度h1 凸模帽盖部分高度h2 凸模工作部分高度H 凸模工作的锥度β

凸模从圆柱部分过渡至工作部分的圆角半径R 凸模工作断的圆角半径r

d=D-（0.1~0.15） d1=1.2~1.7 d2=d1+0.2d h=（1~1.5）d1 h1=2~5

h2=（0.2~0.3）d H 《7d

β=120°~180° R=（0.1~0.2）d

R=0.5~1.5

d2

d1

h 1h 2h

H

´

r

d

R

1.6

1.

60.8

0.8

6.5.5热反挤压模凸模设计

下端平面直径d2=（0.5~0.7）d 非工作区段的直径d1=d-（0.6~1.0）

工作带高度h1=4~14 内圆角半径R=1~2

注：d0—挤压件内径，α—挤压件材料终锻温度时的收缩率，可取1.2%~1.5%，Δ—挤压件内径正公差。

挤压深孔时，为保持反挤压凸模稳定，利于对中，避免凸模折断，可采用图3所示的带锥顶得凸模，其斜角为7°~13°。采用这种凸模也减少了冲孔连皮的厚度

当反挤压零件内孔底需要挤成直角（平底）时，可采用图4所示，但较锥底凸模的挤压力增加10%~20%

设计要求

凸模的工作部分是高度为h1的圆柱体，其直径为d，工作部分以上的直径应缩小到d1，这样可以在变形过程中，减少金属与凸模的接触面，从而降低摩擦力

凸模不宜过长，以便防止挤压过程中凸模纵向弯曲或断裂。凸模长度H的最大值一般不超过凸模最小直径d1的2.5~4倍。凸模的内部纤维方向应与轴线一致，可以提高凸模适用寿命。凸模各过渡部分应圆滑，任何微小的刀痕都可能引起应力集中，而造成凸模的断裂。凸模多采用锥面配合和固定，凸模上部做成锥形，既增大了支撑面积，同时有利于中心定位

在设计反挤压凸模形状和计算其各部分尺寸时，首先必须满足挤压件图的要求，在确定凸模工作直径d的基础上，才能计算其余各部的尺寸

6.42热反挤压凸模各部分尺寸的计算

参数公式

凸模长度H与最小直径d1 当d1=10~20mm时，H=(2~3)d1

当d1=20~40mm时，H=(3~4)d1

当d1=40~80mm时，H=(4~5)d1

当d1=80mm以上时，H=（5~7）d1

凸模工作直径d 式中d=D0+δD0

D0—挤压件的内径

δ—钢的收缩率，可取δ

=1.2%~1.5%

凸模杆部直径d1 d1=0.85d

凸模端部直径d2 d2=（0.5~0.7）d

凸模紧固部分直径D D》d（1+2htanα）

凸模自由部分高度H H=（2~7）d1

凸模紧固部分高度h h=（1.3~1.8）d

凸模工作部分高度h1 h1=（0.3~0.5）d

凸模变径过渡部分高度h2 h2=（0.3~0.7）d1

凸模紧固部分锥度αα=10°~15°

凸模工作锥角ββ=120°~160°

凸模过渡部分圆角半径R R=（0.1~0.2）d

凸模工作端圆角半径r r=（0.05~0.1）d

凸模固紧部分倒角长度C C=0.5~3

6.5.6热正挤压模凹模设计

3.43热正挤压用凹模的结构

结构特点

在正挤压过程中，由于凹模模腔受到变形金属的径向压力，使凹模内腔壁部处于强烈的切向受拉的应力状态。为了防止凹模的破裂，必须设法减少或消除这个切向应力。一般来说，消除或减少切向应力的最有效方法是在凹模的外壁做出一定的锥度，然后在凹模外面用一个具有同样锥度的压紧圈将凹模压紧。正挤压凹模兼有容纳变形金属与控制金属流动的双重作用。图1为正挤压凹模的基本形式，由于转角处产生的应力集中现在十分严重，往往在转角处发生破裂。图2、3所示是常用正挤压组合凹模，设计时，将模具从可能产生应力集中的地方分割，使整体凹模变成组合凹模，可以大大提高凹模寿命。

设计要求

正挤压模凹模的工作直径d主要决定与挤压件的外径，d值基本上等于挤压件的外径加上收缩率。凹模模腔的入口处应带有圆角半径，方便坯料放入凹模和热挤压模的安装与调整。凹模模腔的高度应根基坯料高度、凹模引导部分的长度及凹模入口处的圆角半径来决定。应使凸模在与坯料接触钱至少已进入凹模6~8mm

凹模模腔内的承压表面（由D到d的过渡面）应设计成锥形，其锥角（也即凹模中心角）将直接影响正挤压工作是否能顺利进行，锥角一般为90°~120°，该角度越大，凹模承受的压力越大。凹模模腔内的所有过渡部分均应采用圆角圆滑过渡

凹模工作孔的直径d应根据挤压件杆部直径而定。为了减小摩擦，降低挤压力，应使凹模模腔工作孔d以下的孔径d1=d+（0.5~1.0mm）。由d过渡至d1处应以适当的圆角半径圆滑连接，以利于顶杆的上下运动

因热挤压容易磨损，可以将工作带的宽度加大至5~15mm

工作孔的高度也非常重要，若高度设计的过小，挤压件得不到充分变形，挤压过程不稳定，若高度设计的过大，挤压摩擦力会显著提高，对募集寿命不利

正挤压凹模的外形一般做成锥面（锥角取为5°~10°，比冷挤压，温挤压大一些），以便用带相同锥角内锥面的压板压紧、固定、对中。锥面的下部还有10mm高的圆柱部分供机加工时装夹用

6.44热正挤压凹模各部尺寸的计算

参数公式说明

凹模内腔直径D

凹模工作孔眼直径d

凹模导向孔直径d1

凹模工作孔眼高度h

凹模内腔放置坯料部分的高度h1 凹模外圆定位部分高度h2

凹模底部厚度h3

凹模底部外圆直径D1

镶块式凹模的外圆直径D2

凹模外圆锥度a

D=D0+δD0

d=d0+δd0

d1=d+（1~2）

h=（0.8~1.2）d

h1=H0+R+10

h2=8~12

h3=（1.0~1.5）D

D1=（2.5~3.5）D

D2=（1.3~1.7）D

a=10°~15°

D0—挤压件的头部直径，mm

β—钢的收缩率，可取β=1.2%~1.5%

d0—挤压件的杆部直径，mm

H0—坯料高度，mm

R—凹模型腔入口圆角半径，mm