冷挤压模具设计
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(1)中小型冷挤压模具一般采用两导柱导套形式； (2)大型的冷挤压模具采用四导柱导套形式； (3)精密冷挤压模具还采用滚珠式导柱导套。
主要特点：保证上下模具有较好的对中性，冷挤压件同心度好， 但是模具制造较复杂。
第六章 冷挤压模具设计
2、模口导向冷挤压模
该类模具如图6-6所示，起 模口导向作用的导向套3与凸 模的间隙一般在0.02mm以内， 这样能保证挤压件的壁厚精度。
第六章 冷挤压模具设计
本章通过一些典型的冷挤压模具结构，介绍冷挤压模具的特 点、其工作零件及其它主要零部件的设计要点及步骤等。
第一节 冷挤压模具的结构及分类
一、概述 1、特点
冷挤压是在常温下对金属材料进行塑性变形，其单位挤压力 相当大，剧烈塑性变形产生的热效应可使模具工作部分温度高达 200℃以上，加上剧烈的磨损和反复作用的载荷，模具的工作条 件相当恶劣。
这种导向方法简便、实用， 但这种导向方式一般用于挤压 较浅反挤压件的模具。
第六章 冷挤压模具设计
3、导筒导向冷挤压模
图6-7为摩托车主轴双端花 键复合挤压模具简图，它是一 副导筒导向挤压模。
它实质是双向减径挤压， 毛坯不能产生镦粗，因此对变 形程度、模具工作段的形状、 润滑条件以及毛坯材料形状态 要求都很高。
因此冷挤压模具应具有以下特点：
第六章 冷挤压模具设计
(1)模具应有足够的刚度和抗热疲劳性；
(2)模具工作部分零件材料应具有高强度、高硬度、高耐磨性，并有 一定的韧Baidu Nhomakorabea；
(3)凸、凹模几何形状应合理，过渡处尽量用较大的光滑圆弧过渡， 避免应力集中；
(4)模具易损部分更换方便，对不同的挤压零件要有互换和通用性；
(3) 凹模收口部分应采用适当的圆 角半径过渡。圆角半径r的大小对模 具使用寿命有很大影响，一般圆角 半径越大，凹模的使用寿命越长。
第六章 冷挤压模具设计
(4) 凹模型腔的工作带长度h1应适当 选择：纯铝h1＝1~2mm；硬铝、纯铜、 黄铜h1=1~3mm；低碳钢h1＝2~4mm。
(5) 在工作带以下的孔径D2应使挤出 的零件不再与凹模接触，以免增加摩 擦力，需扩大为D2= D1+(0.2~0.4)mm。 D1到D2也应光滑过渡。
第六章 冷挤压模具设计
(二) 正挤压凹模 正挤压凹模根据单位挤压力大小可选择整体凹模和组合凹模。
1、凹模型腔尺寸的确定 图6-9为正挤压凹模的形状尺寸。
第六章 冷挤压模具设计
(1) 凹模型腔深度h3要根据毛坯长度 和挤压前凸模需进入凹模导向深度 (一般10mm)来决定。
(2) 凹模的入模锥度一般采用 60o~126o较合理(对于较软的材料， 也可采用180o)。
2) 由于凸模弹性变形而产生的直径增大，凸凹模之间仍要有一定 的间隙。
第六章 冷挤压模具设计
1、正挤压凸模的形式 正挤压凸模基本有五种形式，见图6-8。
第六章 冷挤压模具设计
图a用于正挤压实心件，下端面是平的，形状比较简单，制造方便。
图b为整体式结构，可用于挤压软金属，其过渡部分应用光滑圆弧连接，以避免 应力集中而导致芯棒折断。
(6) 底厚h2应以强度要求进行选择， 一般可取h2＝(1.1~1.2) D。
第六章 冷挤压模具设计
2、凹模的结构形式 正挤压凹模的结构形式有六种，见图6-10。
第六章 冷挤压模具设计
二、冷挤压模具分类
冷挤压模具有多种结构形式，可根据冷挤压件的形状、尺寸 精度及材料来选择合适的模具结构形式。 (一) 按工艺性质分类
正挤压模：
反挤压模：
复合挤压模：
镦挤压模：
第六章 冷挤压模具设计
1、正挤压模
图6-1为实心 件正挤压模。
第六章 冷挤压模具设计
图6-2为空心件正挤压模(坯料为黑色金属)。
图c的芯棒与凸模内孔之间为过渡配合，这种结构可以大大降低凸模不同截面间 的应力集中，不过在挤压中如金属向下流动剧烈时，摩擦力过大也可能导致芯棒 拉断。因此这种凸模适应于芯棒直径较大，或挤压材料不太硬，或摩擦因素较小 的材料挤压。
图d的芯棒与凸模内孔采用间隙配合，在挤压中芯棒可以随金属材料同步移动， 因此改善了芯棒的受拉情况，使芯棒不易拉断，这种凸模可用于挤压黑色金属。
第六章 冷挤压模具设计
第二节 模具工作部分的设计
冷挤压模具工作部分是指凸模、凹模、顶杆等在挤压时直接 参与挤压过程的一些零件。 一、正挤压模具工作部分零件设计 (一) 正挤压凸模
正挤压凸模的作用主要是传递压力，设计时应考虑其强度。 在凸模与凹模之间应具有合适的间隙，这是因为：
1) 要避免在挤压后零件上形成毛刺，这就要求较小的间隙，这一 点在挤压比较软的有色金属材料时特别重要。
(5)为提高模具工作部分强度，凹模一般采用预应力组合凹模，凸模 有时也采用组合凸模；
(6)模具工作部分与上下模板之间要设置淬硬压力垫板，以扩大承压 面积，减小上下模板的单位压力，防止压坏上下模板；
(7)上下模板应有足够的厚度，以保证模板具有较高的强度和刚度。
第六章 冷挤压模具设计
2、组成 典型的冷挤压模具由以下几部分组成： 1) 工作部分：如凸模、凹模、顶出杆等； 2) 传力部分：如上、下压力垫板； 3) 顶出部分：如顶杆、反拉杆、顶板等； 4) 卸料部分：如卸料板、卸料环、拉杆、弹簧等； 5) 导向部分：如导柱，导套、模口、导筒等； 6) 紧固部分：如上、下模板、凸模固定圈、固定板、压板、模柄、 螺钉等。
第六章 冷挤压模具设计
2、反挤压模
图6-3为一种 典型的具有 导向装置的 反挤压模。
第六章 冷挤压模具设计
3、复合挤压模
图6-4为活塞销 的复合挤压模 具图。
第六章 冷挤压模具设计
4、镦挤模
图6-5所示 为镦挤模。
第六章 冷挤压模具设计
(二) 按有无导向装置分类 1、导柱导套导向冷挤压模
该类模具如图6-1～图6-5所示，它是冷挤压模具中最常见的一 种模具结构。
图e为浮动式凸模，其在芯棒上部放一弹簧，在挤压中芯棒受拉，弹簧被压缩， 可以克服更大的拉力，能有效地防止芯棒拉断。这种凸模可以用于材料硬度和摩 擦力比较大的黑色金属挤压。
为了防止芯棒拉断及卸料方便，芯棒一般做出10’~30’的斜度。
第六章 冷挤压模具设计
2、正挤压凸模尺寸参数设计 凸模各部分尺寸参数见表6-1。
主要特点：保证上下模具有较好的对中性，冷挤压件同心度好， 但是模具制造较复杂。
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2、模口导向冷挤压模
该类模具如图6-6所示，起 模口导向作用的导向套3与凸 模的间隙一般在0.02mm以内， 这样能保证挤压件的壁厚精度。
第六章 冷挤压模具设计
本章通过一些典型的冷挤压模具结构，介绍冷挤压模具的特 点、其工作零件及其它主要零部件的设计要点及步骤等。
第一节 冷挤压模具的结构及分类
一、概述 1、特点
冷挤压是在常温下对金属材料进行塑性变形，其单位挤压力 相当大，剧烈塑性变形产生的热效应可使模具工作部分温度高达 200℃以上，加上剧烈的磨损和反复作用的载荷，模具的工作条 件相当恶劣。
这种导向方法简便、实用， 但这种导向方式一般用于挤压 较浅反挤压件的模具。
第六章 冷挤压模具设计
3、导筒导向冷挤压模
图6-7为摩托车主轴双端花 键复合挤压模具简图，它是一 副导筒导向挤压模。
它实质是双向减径挤压， 毛坯不能产生镦粗，因此对变 形程度、模具工作段的形状、 润滑条件以及毛坯材料形状态 要求都很高。
因此冷挤压模具应具有以下特点：
第六章 冷挤压模具设计
(1)模具应有足够的刚度和抗热疲劳性；
(2)模具工作部分零件材料应具有高强度、高硬度、高耐磨性，并有 一定的韧Baidu Nhomakorabea；
(3)凸、凹模几何形状应合理，过渡处尽量用较大的光滑圆弧过渡， 避免应力集中；
(4)模具易损部分更换方便，对不同的挤压零件要有互换和通用性；
(3) 凹模收口部分应采用适当的圆 角半径过渡。圆角半径r的大小对模 具使用寿命有很大影响，一般圆角 半径越大，凹模的使用寿命越长。
第六章 冷挤压模具设计
(4) 凹模型腔的工作带长度h1应适当 选择：纯铝h1＝1~2mm；硬铝、纯铜、 黄铜h1=1~3mm；低碳钢h1＝2~4mm。
(5) 在工作带以下的孔径D2应使挤出 的零件不再与凹模接触，以免增加摩 擦力，需扩大为D2= D1+(0.2~0.4)mm。 D1到D2也应光滑过渡。
第六章 冷挤压模具设计
(二) 正挤压凹模 正挤压凹模根据单位挤压力大小可选择整体凹模和组合凹模。
1、凹模型腔尺寸的确定 图6-9为正挤压凹模的形状尺寸。
第六章 冷挤压模具设计
(1) 凹模型腔深度h3要根据毛坯长度 和挤压前凸模需进入凹模导向深度 (一般10mm)来决定。
(2) 凹模的入模锥度一般采用 60o~126o较合理(对于较软的材料， 也可采用180o)。
2) 由于凸模弹性变形而产生的直径增大，凸凹模之间仍要有一定 的间隙。
第六章 冷挤压模具设计
1、正挤压凸模的形式 正挤压凸模基本有五种形式，见图6-8。
第六章 冷挤压模具设计
图a用于正挤压实心件，下端面是平的，形状比较简单，制造方便。
图b为整体式结构，可用于挤压软金属，其过渡部分应用光滑圆弧连接，以避免 应力集中而导致芯棒折断。
(6) 底厚h2应以强度要求进行选择， 一般可取h2＝(1.1~1.2) D。
第六章 冷挤压模具设计
2、凹模的结构形式 正挤压凹模的结构形式有六种，见图6-10。
第六章 冷挤压模具设计
二、冷挤压模具分类
冷挤压模具有多种结构形式，可根据冷挤压件的形状、尺寸 精度及材料来选择合适的模具结构形式。 (一) 按工艺性质分类
正挤压模：
反挤压模：
复合挤压模：
镦挤压模：
第六章 冷挤压模具设计
1、正挤压模
图6-1为实心 件正挤压模。
第六章 冷挤压模具设计
图6-2为空心件正挤压模(坯料为黑色金属)。
图c的芯棒与凸模内孔之间为过渡配合，这种结构可以大大降低凸模不同截面间 的应力集中，不过在挤压中如金属向下流动剧烈时，摩擦力过大也可能导致芯棒 拉断。因此这种凸模适应于芯棒直径较大，或挤压材料不太硬，或摩擦因素较小 的材料挤压。
图d的芯棒与凸模内孔采用间隙配合，在挤压中芯棒可以随金属材料同步移动， 因此改善了芯棒的受拉情况，使芯棒不易拉断，这种凸模可用于挤压黑色金属。
第六章 冷挤压模具设计
第二节 模具工作部分的设计
冷挤压模具工作部分是指凸模、凹模、顶杆等在挤压时直接 参与挤压过程的一些零件。 一、正挤压模具工作部分零件设计 (一) 正挤压凸模
正挤压凸模的作用主要是传递压力，设计时应考虑其强度。 在凸模与凹模之间应具有合适的间隙，这是因为：
1) 要避免在挤压后零件上形成毛刺，这就要求较小的间隙，这一 点在挤压比较软的有色金属材料时特别重要。
(5)为提高模具工作部分强度，凹模一般采用预应力组合凹模，凸模 有时也采用组合凸模；
(6)模具工作部分与上下模板之间要设置淬硬压力垫板，以扩大承压 面积，减小上下模板的单位压力，防止压坏上下模板；
(7)上下模板应有足够的厚度，以保证模板具有较高的强度和刚度。
第六章 冷挤压模具设计
2、组成 典型的冷挤压模具由以下几部分组成： 1) 工作部分：如凸模、凹模、顶出杆等； 2) 传力部分：如上、下压力垫板； 3) 顶出部分：如顶杆、反拉杆、顶板等； 4) 卸料部分：如卸料板、卸料环、拉杆、弹簧等； 5) 导向部分：如导柱，导套、模口、导筒等； 6) 紧固部分：如上、下模板、凸模固定圈、固定板、压板、模柄、 螺钉等。
第六章 冷挤压模具设计
2、反挤压模
图6-3为一种 典型的具有 导向装置的 反挤压模。
第六章 冷挤压模具设计
3、复合挤压模
图6-4为活塞销 的复合挤压模 具图。
第六章 冷挤压模具设计
4、镦挤模
图6-5所示 为镦挤模。
第六章 冷挤压模具设计
(二) 按有无导向装置分类 1、导柱导套导向冷挤压模
该类模具如图6-1～图6-5所示，它是冷挤压模具中最常见的一 种模具结构。
图e为浮动式凸模，其在芯棒上部放一弹簧，在挤压中芯棒受拉，弹簧被压缩， 可以克服更大的拉力，能有效地防止芯棒拉断。这种凸模可以用于材料硬度和摩 擦力比较大的黑色金属挤压。
为了防止芯棒拉断及卸料方便，芯棒一般做出10’~30’的斜度。
第六章 冷挤压模具设计
2、正挤压凸模尺寸参数设计 凸模各部分尺寸参数见表6-1。