课程设计
课 题 挤压模具设计
学生姓名 徐 松
系 别 机械工程系
专业班级 09材料成型及控制工程1班
指导教师 张红云，张金标，徐向其，刘建
二 零 一 二 年 十 二 月
学 号_0910121083_
课程设计任务书
机械工程系09材控（1,2）班
指导教师：张红云，张金标，徐向其，刘建。
设计课题：挤压模具设计
一、设计条件：在19.6MN挤压机的Φ200mm挤压筒上生产出下列条件的合格型材，设计出相应的型材模具。
1.单模孔模具生产如下图型材。（1,2，3组同学设计）
2.双模孔生产ф12mm的圆棒材。（4,5,6组同学设计）
3.三模孔生产ф8mm的圆棒线材。（7,8,9组同学设计）
4.四模孔生产ф6mm的圆棒线材。（10,11,12组同学设计）
二、设计内容：
1.模孔布置。
2.设计工作带长度。
3.型材模孔尺寸设计。
4．模子强度校核。
5.画出模具图。
三、设计时间：2012年12月10日至12月14日
四、设计地点：实验楼C楼501,502
五、分组情况：
组号学生安排情况型材金属种类
1 0910121001----0910121012，0810121039,0810121114 铜及其合金
2 0910121013----0910121023，0810121027 铝及其合金
3 0910121026----0910121036 镁及其合金
4 0910121037----0910121048 铜及其合金
5 0910121049----0910121060 铝及其合金
6 0910121061----0910121072 镁及其合金
7 0910121073----0910121084 铜及其合金
8 0910121085----0910121096 铝及其合金
9 0910121097----0910121108 镁及其合金
10 0910121109----0910121120 铜及其合金
11 0910121121----0910121132 铝及其合金
12 0910121133----0910121140,0906131060,0906121043 镁及其合金
目录
第一章绪论 ............................................................................................................ - 1 - 1.1铜和铜合金简介................................................................................................. - 1 - 1.2挤压的概念......................................................................................................... - 1 - 1.3挤压成形的特点................................................................................................. - 1 - 1.4挤压模具设计的目的和意义............................................................................. - 2 - 第二章工艺计算 .................................................................................................... - 3 - 2.1坯料尺寸计算..................................................................................................... - 3 - 2.2挤压机的选择..................................................................................................... - 4 - 第三章挤压模具结构设计 .................................................................................... - 5 - 3.1模具材料的确定................................................................................................. - 5 - 3.2模孔尺寸的确定................................................................................................. - 5 - 3.3工作带长度h的确定......................................................................................... - 6 - 3.4模具的外形尺寸................................................................................................. - 7 - 3.5模具入口处圆角半径r...................................................................................... - 8 - 3.6模具出口部位结构尺寸..................................................................................... - 8 - 3.7模孔的合理配置................................................................................................. - 8 - 3.8棒材模的强度校核............................................................................................. - 9 - 3.9模具图............................................................................................................... - 11 - 第四章总结 .......................................................................................................... - 12 - 参考文献 ................................................................................................................ - 13 -
第一章
第一章绪论
1.1铜和铜合金简介
铜和铜合金的开发应用具有悠久的历史，随着人们物质文化生活的提高和信息时代的到来,铜和铜合金成为人类生活不可或缺的基础材料。由于具有高导电导热性、高耐蚀耐磨性、抑菌性、可镀性、装饰性、易加工性等特性，铜和铜合金的应用领域非常广泛，在人类生活和国民经济中起着巨大作用。近年来，铜合金材料和铜加工工艺技术及装备发展迅猛，许多新的材料被开发、新的工艺技术不断的被突破，并在实际生产中大量应用。铜做为古老的金属材料，在当今国民经济的发展中焕发了新的生机和活力。
1.2挤压的概念
挤压就是将金属毛坯放入模具腔内，在强大压力和一定速度的作用下，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制品。因此，挤压加工是利用模具来控制金属流动，是金属体积大量转移来形成零件。挤压模具是挤压生产中最重要的工具，它的结构形式、各部分尺寸、模具材料、模具的装配形式等，对挤压力、金属流动的均匀性、制品尺寸的稳定性、制品表面质量以及模具自身的使用寿命等都产生极大的影响。
1.3挤压成形的特点
挤压成形有下列特点：
（1）在挤压过程中，被挤压金属在变形区能获得比轧制锻造更为强烈和均匀的三向压缩应力状态，这就可充分发挥被加工金属本身的塑性。因此，用挤压法可加工那些用轧制法或锻造法加工有困难，甚至无法加工的低塑性，难变形金属或合金。对于某些必须用轧制或锻造法进行加工的材料，也常用挤压法先对铸锭进行开坯，以改善其组织，提高其塑性。目前，挤压仍然是可以用铸锭直接生产产品的最优越的方法。
（2）挤压法不但可以生产截面形状较简单的棒，管，型，线产品，而且可生产截面变化形状极其复杂的型材和管材，如阶段变截面型材，逐渐变截面型材，带异性加强肋的整体壁板型材，形状极其复杂的空心型材和变截面管材等。这类产品用轧制法或其他压力加工方法生产是很困难的，甚至是不可能的。异形整体型材可简化冷成形，铆焊，切削，镗铣等复杂的工艺过程，这对于减少设备投资，节能，提高金属利用率，降低产品的总成本具有重大的社会经济效益。
挤压加工灵活性大，只需要更换模具等挤压工具即可在一台设备上生产形状，规格和品种不同的制品，更换挤压模具的操作简便快捷，费时少，工效高。随着工艺水平的提高和模具质量的改进，现已能生产壁厚为0.6 0.10mm，超薄，超高精度，高质量表面的型材。这不仅大大减少总工作量和简化后步工序，同时也提高了被挤压金属材料的综合利用率和成品率。
1.4挤压模具设计的目的和意义
目的：挤压模具课程设计是让学生熟悉所学知识，掌握挤压成形的基本原理；掌握挤压模具设计过程；能够综合运用所学知识，发现、提出、分析和解决实际问题。课程设计是锻炼实践能力的重要环节，是对学生实际工作能力的具体训练和考察过程。
意义：本次关于挤压模具设计具有重要的意义。首先，好的挤压模具能够保证产品的质量，提高生产率，降低生产成本，并增加产品的使用寿命，所以本次课程设计十分必要；其次，通过本次课程设计使自己掌握了常用挤压模具的设计过程和计算方法，加深了自己对专业知识的理解和掌握，培养了自己查阅资料、运用软件制图以及团队协作等各方面的能力；最后，此次课程设计，让我发现了自己的不足，使自己在以后的学习生活中，有机会完善自己，为以后的学习和工作打下了坚实的基础。
第二章 工艺计算
2.1坯料尺寸计算
2.1.1锭坯直径计算
计算锭坯直径时，应综合考虑挤压筒直径、锭坯直径偏差量、加热膨胀后仍
能顺利进入筒内等因素。由于本设计挤压圆棒线材，所以坯料可选择为圆锭。为
使坯料加热后能顺利装入挤压筒内，坯料直径与挤压筒内径应有一定间隙，此时，
坯料直径可用下式来预选：
D D D ?-=0p (2-1)
式中：0D —挤压筒直径；
D ?—使锭坯顺利送入又不产生纵向裂纹的间隙值，如表2-1 表2-1 筒、锭间隙选择
金属材料
挤压机
挤压筒直径 mm 间隙值，mm 类型 吨位，
MN
D ? 铜 卧式 —
≤100 100~300 ≤300 1~3 5 10 立式 6 75~120 1~2
这里取间隙值D ?=8mm ，所以计算出坯料直径为：
D D D ?-=0p =200-5=195mm
在挤压生产中，为保证铸锭在加热后顺利装入挤压筒内，常把挤压筒截面积
与铸锭截面积之比成为填充系数C λ或镦粗系数。
c 0λD D p =
(2-2) 式中：c λ—填充系数
计算得02.1==锭筒
F F c λ，在参考文献[]1中查的15.1~07.1=c λ，故符合要求。
2.1.1锭坯长度的确定
在实际生产中，坯料一般是圆柱形的，在挤压有色金属时，坯料的长度0L 为
直径的2.5~3.5倍。所以锭坯长度为：
p D L )5.3~5.2(0==(487.5~682.5)mm (2-3)
取L 0=600mm
2.1.3挤压比的计算
在挤压生产中，金属的变形量大小常用挤压比λ或加工率(ε)来表示。挤压
比甚至挤压成形前锭坯充满挤压筒时的断面积与挤压成形后制品断面积总和之
比值，以λ表示：
f n F t ?=
λ (2-4) 式中：t F —挤压筒内腔断面积；
f —单根挤压制品断面积；
n —同时挤压制品的根数或模孔数。
3.2088
320022
=??=?=ππλf n F t
由表2-2中挤压比可可以看出，本设计为热挤压纯铜圆棒线材。
2.2挤压机的选择
立式挤压机的主要部件的运动方向和出料方向与地面垂直，所以占地面积
小，单要求较高的厂房和较深的地坑。后者是为了保证挤出的管子平直和圆整，
以便随时的酸洗、冷轧或带芯头拉拔等。因运动部件垂直地面移动，所以磨损小，
部件受热膨胀后变形均匀，挤压机中心不易失调，管子偏心很小。挤压机的能力
最大不超过15MN ，常为6-10MN ，主要用作生产尺寸不大的管材和空心制品。
卧式挤压机按其挤压方法又可分为正向挤压机、反向挤压机和联合挤压机三
种类型。挤压机的技术特性主要包括：挤压力、穿孔力、挤压杆的行程与速度、
穿孔针的行程与速度和挤压筒的尺寸等。最常用的卧式挤压机的能力为8-50MN 。
由于本设计选用19.6MN 的挤压机，所以为卧式挤压机。
金属材料
挤压温度/℃ 挤压比 流出速度/（1-?s m ） 单位挤压力/MPa 铜及
铜合
金
纯铜 α+β黄铜，青铜 含10%~13%Ni 白铜 含20%~30%Ni 白铜 820~910 650~840 700~780 980~1000 10~400 10~（300~400） 10~（150~200） 0.10~5.0 0.10~3.3 0.10~1.67 0.10~（0.4~0.6） 300~650 200~500 600~800 500~850 镁及
镁合
金 纯镁 MB2，MB5，MB7
镁铝合金 350~440 300~100 300~420 ≤100 10~（50~80） 10~80 0.25~0.50 0.016~0.16 0.008~1.25
≤800 ≤1000 图2-2 热挤压各种金属材料时工艺参数值
第三章 挤压模具结构设计
3.1模具材料的确定
(1)根据挤压金属和合金的性能选择最合适、最经济的工模具材料。
我国主要用4Cr5MoSiV1和3Cr2W8V 钢作为挤压铜合金的模具材料；选用3Cr2W8V 、4Cr5MoSiV1、5CrNiMo 、5CrNiW 等作为基本工具的材料。
(2)根据产品品种、形状和规格选择工模具材料。
挤压圆棒和圆管时，可选择中等强度的5CrNiMo 、5CrMnMo 、5CrNiW 钢；挤压复杂形状的空心型材和薄壁管材时，选用高强度的4Cr5MoSiV1或3Cr2W8V 钢；对于形状非常复杂的空心型材、宽厚比大于50的扁宽薄壁型材和带筋壁板型材等，则希望选用更高级的材料（如日本的AF31钢）。
(3)根据挤压方法、工艺条件与设备结构，合理选择模具材料。
冷挤压时工模具在高压力下工作（可达1500~2000MPa ），局部温度可达150~200oC ，挤压速度快，受冲击力作用大。除3Cr2W8V 钢外，可选用硬质合金材料制造挤压工模具。
静液挤压时，模具处于高压液体包围中，呈预应力状态，可选用3Cr2W8V 钢。
(4)根据挤压工模具的结构形状和尺寸选择模具材料。
挤压管、棒、普通实心型材的平面模，一般选用5CrNiMo 或3Cr2W8V 钢制造；形状复杂的特殊型材模、舌型模、平面组合模等，用4Cr5MoSiV1、3Cr2W8V 或更高级的材料。
由上述选择原则，可以选定模具材料为3Cr2W8V 。
3.2模孔尺寸的确定
3.2.1模角模角α的选取
模角α是指模具的轴心线与模具工作端面所构成的夹角。当α=90o时，即为平模。当α<90o时，即为锥模。锥模的模角α有合理的取值范围，α为45o~60o.，但根据不同金属和工艺的要求，α的取值也有变化。平模多用于挤压铝合金型材、棒材及铜合金、镍合金等管材与棒材。锥模用于铝、铜合金管材比较普遍。由于本设计为铝及铝合金圆棒线材，所以选用平模。
3.2.2模孔尺寸的确定
模孔尺寸的确定主要考虑及压制品的金属成分、断面形状、尺寸偏差、各部位几何形状特点和型材的冷却收缩量、张力矫直时的断面收缩量等因素的综合影响来进行设计或计算确定。
对于管材和棒材模由公式：
)1(0+=k A A （3-1）
式中：0A —为所生产的线材的直径；
k —是模孔裕量系数，见表3-1：
表3-1 不同金属模孔裕量系数k/%
金属种类模孔裕量系数k
紫铜 1.5
黄铜 1.0～1.2
青铜 1.7
L1～L7，LF2，LF3，LF21，LD2，LD31等 1.0～1.2
LF5，LY11，LY12，LD5，LD8，LC40.7～1.0
MB1，MB2，MB15 1.0～1.2
高镁合金 1.0～1.2
这里取k=1.1%，所以计算出模孔长度为：
)1
A
A=8?(1+1.1%)=8.08mm
=k
(0+
3.3工作带长度h的确定
工作带又称定径带，是模具中垂直模具工作端面并保证挤压制品的形状、尺寸和表面质量的区段，也是模孔重要的组成成分。正确选择工作带长度h有利于提高挤压制品质量与金属流动的均匀性。工作带长度h的选择应根据挤压机的结构形式(立式或卧式)、被挤压的金属材料、制品的形状和尺寸等因素来确定。若工作带长度h太长，则挤压金属材料易粘结在工作带表面，使制品表面出现划伤、毛刺、麻面、搓衣板型波浪等缺陷，同时增大模具与被挤压金属的摩擦力，金属流速变慢，增大挤压力等现象。
工作带长度h的确定原则如下：
1）工作带的最小长度，应按照挤压时能保证制品断面尺寸的稳定性和工作带的耐磨性来确定。一般最短1.5~3mm。
2）工作带的最大长度，是按照挤压时金属与工作带的最大有效接触长度来确定。铜及铜合金一般最长不超过15~20mm。
3）挤压型材的模具工作带长度取值时，应视情况不同而有所区别。通常情况下，一些简单断面实心型材，如壁厚角形、丁字形、工字形之类，模孔各部位的工作带长度可以是相同的，一般取值为2~8mm；而对于建筑型材，因挤压比大，挤压速度快，制品长度较长，即使是等截面等壁厚的情况，模具工作带取值也应不相同，要参照生产实际经验确定。
4）断面形状复杂、壁厚不等的型材，工作带长度应根据壁厚变化不同而设计各对等的h值。挤压有色金属时，一般取值为2~9mm。另外黄铜、紫铜、青铜为8~12mm。白铜、镍合金为3~5mm。稀有难熔金属为4~8mm。
在挤压铜、镁合金圆棒时，模孔的工作带长度可根据棒材的直径确定如表3-2：
表3-2 模孔工作带长度
棒材直径/mm 模孔工作带长度/mm
<40 2~3
40~70 4
70~120 5
130~280 6~8
由于前面计算出棒材直径为8mm，所以这里选取模孔工作带长度为2mm。
3.4模具的外形尺寸
3.4.1模具外形D
模子外圆直径主要依据挤压机吨位和挤压筒大小、模孔的合理布置及制品尺寸来确定，并考虑模具外形尺寸的系列化，便于更换、管理，一般一台挤压机上最好只有1~2种规格。型材部分模具外形尺寸如下所示：
表3-3 型材、棒材用部分模具外形尺寸
挤压机能力/MN 挤压筒直径/mm
1
D/mm H/mm
1
β
7.35 11.76~14.7
19.6
34.3
49
122.5
196
85
φ
115
φ，130
φ
170
φ，200
φ
270
φ，320
φ，370
φ
300
φ，360
φ，420
φ，500
φ
420
φ，500
φ，650
φ，800
φ
650
φ，800
φ，1000
φ
113，132
148
198
230，330
270，306，360，420
300，420，570，670，880
570，670，900，1000
16，32
32，50，70
40，60，80
60，80
60，80
60，80，120，150
80，120，150，200
3o
3o
3o
3o
6o
6o，10o
10o，15o
又因为挤压筒的内径为200mm，挤压机能力为19.6MN，则选取
1
D=198mm。
3.4.2模具厚度H
在挤压机设计时，通常选取单位压力位1000MPa时的挤压筒
t
D作为基本参数来确定模具的厚度H，其关系为：
H=(0.12~0.22)
t
D(3-2) 所以：
H=(0.12~0.22)
t
D=(0.12~0.22)×200=24~44mm
又因为模子厚度主要是根据强度要求及挤压机吨位来确定，在保证模具组件（模子+模垫+垫环）有足够强度的条件下，模子的厚度应尽量薄。一般H=25~80mm，80MN以上吨位挤压机取80~150mm。考虑标准化及强度等因素，将H放大，取H=80mm。
3.4.3模具的外形锥度
挤压模的外形结构根据安装方式的不同可以有不同的结构形式。卧式挤压机上用的挤压模有圆柱形、带正锥和带倒锥三种形式。带正锥的挤压模在操作时逆着挤压方向放到模支承中，为了便于装卸，锥度不能太小，否则，人工取模困难；但锥度过大，则可能出现在模座靠紧挤压筒时，挤压模容易从模支承中脱落出来，故正锥的锥度在1o30'~4o范围内选取。带倒锥的挤压模在操作是顺着挤压方向装入模支承中，其锥度为3o~10o，一般取6o左右。由表3-3可知该模具的外形锥度为6o，所以本设计采用卧式挤压机上带正锥的结构形式。
3.5模具入口处圆角半径r
模具入口处圆角是指被挤压金属进入工作带时，模具工作端面与工作带表面间形成的拐角。这个拐角若尖棱角时，挤压过程中则易开裂、压堆，从而改变模孔尺寸，难以保证挤压制品的尺寸精度，因此必须采用过渡圆角。制作入口圆角半径，还可以防止低塑性合金在挤压时；表面产生裂纹，减小金属流入模孔时的非接触变形。但圆角增大接触摩擦面积，引起挤压力增加。 表3-4 模具入口处圆角半径r /mm
金属种类
铝合金 紫铜、黄铜 白铜 镍合金 镁合金 铜钛合金 入口圆角处 0.40～0.75 2～5 4～8 10～15 1～3 3～8 由表3-4可以选取模具入口圆角半径为r =5mm 。
3.6模具出口部位结构尺寸
模具的出口部分是保证制品顺利通过模具并确保表面质量的重要通道。模具出口部位又称为模口空刀，也是指模具出口尺寸大于模具工作带对应的模孔部分。模孔空刀既要保证模具工作带强度，又要变与模具的加工制作，同时使制品能顺利导出模孔而不刮伤其表面。若模具空刀尺寸过大，会大大削弱工作带强度，因其工作带过早变形和压塌，明显降低模具的使用寿命。因此，对于圆棒形管、棒挤压模来说，可按以下方式选取，空刀直径为：
)5~3(1+=d d (3-3)
式中：d —模孔直径。
所以模具空刀直径为：
)5~3(1+=d d =8.08+(3~5)=11.08~13.08mm
这里可取mm 121=d 。
一般情况下，对于其他模孔形状的挤压模孔空刀可选用比模孔边线扩大距离1h 可取
1.5~
2.5mm 的形式，这里取1h =2mm 。
3.7模孔的合理配置
本设计采用三孔模挤压圆棒线材，其布置原则为：
(1)模孔布置在距模子中心一定距离同心圆上，且各孔之间的距离相等；多模孔的同心圆直径心D 与挤压筒直径0D 之间的关系可按以下经验公式来确定：
()[]
21.00--=n D D α心 (3-4) 式中：心D —多模孔孔模断面重心分布的同心圆直径；
0D —挤压筒内经；
n —模孔数目(n >2)
α—经验系数，一般可取2.5~2.8；n 值较大时取下限，挤压筒内径大时取上限，一般可取2.7。
所以得到多模孔的同心圆直径为：
()[]()[]
9.762-31.0-7.220021.00=?=--=n D D α心mm
在这里取同心圆直径为80mm.
(2)为了保证模具的强度，各模孔之间的距离应适当，不能过小。在实际生产中模孔之间的距离大体在20~70mm 范围内，在19.6MN 以下的挤压机可取20~30mm ；19.6~49MN 的挤压机可取30~50mm ；49~78.4MN 挤压机可取50~60mm ；78.4MN 以上的挤压机取60mm 以上。本次设计选取的挤压机是19.6MN ，所以模孔间距应在30~50mm ，因为本次设计多模孔同心圆直径是80mm ，所以模孔之间的距离符合要求。
模孔分布图如图3-1所示：
3.8棒材模的强度校核
单孔棒材模工作条件与受力状态要比其他模具好一些，它的强度问题基本上已在模具外形尺寸标准化、系列化中作了完全的考虑。但是，对于多空孔棒材模，特别是异型棒材多孔模来说，仍需要对模孔之间和模孔与模具外径圆周之间的危险断面进行强度校核。
多空棒材模的剪切强度计算公式为：
()[]τπτ≤?-=∑=H
d n r P F Q x 28.0 (3-5) 式中：Q —模具承受的总压力，一般取Q =0.8P ，有时为了安全起见，可取Q=P ；
P —挤压机的公称压力；
x r —孔均布的同心圆半径；
d —棒材直径；
n —多孔模的模孔数；
[]τ—模具材料允许的剪切强度，一般可近似取为：
[]τ=(0.5~0.6)[]b σ
(3-6)
图3-1 模孔分布图
[]b σ可由表3-5查得，满足上式条件者，则可认为通过抗剪强度校核；
H —模具允许的最小厚度；
由上式可得到：
()[]
τπd n r P H x ?-=28.0min (3-7) 由式3-7可得到模具最小厚度为：
()[]()60.5410
1060083-402106.198.028.03-66
min =???????=?-=πτπd n r P H x mm 因为选取H =80mm ，min H H >，故符合要求。
由式3-5可得模具剪切强度为：
()()8.69010
8083402106.198.028.066
=???-???=?-=∑=-ππτH d n r P F Q x MPa 由表3-5及式3-6可以得到3Cr2W8V 钢，在450～500℃时，取[]τ=750Mpa ，则[]ττ<，故抗剪切强度符合要求。
牌号 试验温
度℃ 力学性能
b σ
MPa
2.0σ MPa %δ %ψ k a HB KJ/2m 热处理制度 3Cr2W8V 20 300 400 450 500 550 600 1863
—
1491
1471
1402
1314
1255 1716 — 1373 1363 1304 1206 — 7 — 5.6 — 8.3 — — 25 — — — 15 — — 290 — 607 506 556 570 621 481 429 429 402 405 363 325 1100℃在油中淬火，550℃回火
表3-5 常用挤压工具钢及其机械性能
3.9模具图
模具图如下图3-2所示：
图3-2 模具图
第四章总结
本次设计的是生产ф8mm的圆棒线材的三模孔挤压模具。设计的主要工作包括对挤压的相关介绍、坯料尺寸的计算(主要包括锭坯直径计算、锭坯长度的确定、挤压比的计算）挤压模具的结构设计（主要包括确定模具材料、模孔尺寸的确定、工作带长度的确定、模具的外形尺寸的确定、模具入口处圆角半径的确定、模具出口部位结构尺寸的确定、模孔的合理配置和强度校核）两大部分。
本次课程设计采用的同组协作共同设计，每个人负责自己擅长的领域，自己这次主要负责的是关于锭坯的工艺计算（包括锭坯直径计算、锭坯长度的确定、挤压比的计算）以及运用Word对整篇设计进行排版。
本次课程设计的不足和完善的可能方向：由于本次设计采用的锭坯材料虽然是和铝一样具有较高的塑性和较小的变形抗力的纯铜，但在挤压加工的可挤压性和成品的质量上仍有待改善，所以本次设计的锭坯材料有待提高；其次本次设计中由于相关条件的限制，本次设计的精度仍有待提高；最后就是本次设计的挤压模具没有经过DEFROM软件模拟棒材的挤压过程，所以具体效果仍未知。对于上面的不足之处，只能更加的努力学习专业知识，同时开发更加先进的挤压技术，以求使以后的设计更加完美。
本课题继续展开的价值：好的挤压模具能够保证产品的质量，提高生产率，降低生产成本，并增加产品的使用寿命，增大经济效益，所以本课题仍有继续开展的必要。
在老师和同组同学的帮助下此次课程设计做到这里基本上结束了，虽然通过本次课程设计使自己掌握了常用挤压模具的设计过程和计算方法，加深了自己对专业知识的理解和掌握，培养了自己查阅资料、运用软件制图以及团队协作等各方面的能力，但同样设计中也暴漏出了自己很多的问题，比如对专业知识掌握的不够牢固，绘图速度太慢，Word排版操作不熟练，思考问题不够全面，团队协作不是很适应等，自己在以后的学习中将会更加努力，尽量把这些问题一一改善，为以后的工作打下坚实的基础。这次课程设计设计自己收获颇多。
参考文献
[1] 樊纲.热挤压模具设计与制造基础[M].重庆：重庆大学出版社，2001
[2] 徐玉松.银铜合金连续挤压工艺研究[J].江苏：金属铸锻焊技术，2009.10
[3] 贾宪安.热挤压工艺及模具设计[M].北京：机械工业出版社，1986
[4] 马怀宪.金属塑性加工[M].北京：冶金工业出版社，2010
[5] 夏巨谌.中国模具设计大典[M].北京：电子工业出版社，2007
[6] 郝滨海.挤压模具简明设计手册[M].北京：化学工业出版社，2006。
课程设计 课程名称塑料成型工艺与模具设计 题目名称罩盖模具设计 学生学院材料与能源学院 专业班级材料成型及控制工程卓越2班学号 2 学生姓名 _ 指导教师
目录 一、设计课题 (3) 二、塑件成型工艺性分析 (3) 三、拟定模具的结构形式 (3) 四、注射机型号的确定 (7) 五、成型零件的结构设计和计算 (8) 六、成型零件的结构设计和计算 (9) 七、排气槽的设计 (10) 八、导向与定位结构的设计 (11) 九、总装配图和零件图的绘制 (11) 十、结论 (13) 十一、参考文献 (13)
一、设计课题 罩盖，结构如图所示。大批量生产。材料ABS。 二、塑件成型工艺性分析 2.1、塑件工艺分析 （1）外形尺寸该塑件壁厚为3mm,塑件外形尺寸不大，塑料熔体流程不太大，适合与注塑成型。 （2）精度等级公差要求等级较低，能够完成。 （3）脱模斜度ABS属于无定型塑料，成型收缩率较小。 三、拟定模具的结构形式 3.1、分型面为位置的确定
通过对塑件结构形式的分析，分型面应选在端盖截面积最大且利于开模却取出塑件的底平面上。如图： 圆柱形形芯包紧力的计算： P=EST/R E=塑料弹性模量S=塑件收缩率T=壁厚R=最大径向尺寸经计算后模的包紧力比前模大，故塑件可以留在后模。3.2、型腔数量和排列方式的确定 （1）型腔数量的确定该塑件为大批量生产，可采用一摸多腔的结构形式。同时考虑到塑件尺寸，模具结构尺寸的大小关系， 以及各种成本费用的关系，初步定位一摸两腔的结构形式。 （2）型腔排列形式的确定多腔模式尽量采用平衡式排列布置，且要力求紧凑，并与浇口开设的位置对称。由于该设计采用的 是一摸两腔的布置，故采用直线对称排比。如下图：
塑料模具课程设计 说 明 书 专业:模具设计与制造 班级:081 姓名:严超 学号:20082400511047 指导老师：罗刚
一、塑件分析、塑料的选取及其工艺性分析 该塑件应该是一个塑料板、称套，且承载不高，此符合低压聚乙烯（PE）的特点，并且聚乙烯还拥有硬、耐磨、耐蚀、耐热、及绝缘性好等优点，价格也比较便宜。而且聚乙烯流动性好、对压力变化敏感，适用高压注射，料温均与，填充速度快、保压充分、易脱模。 聚乙烯的缺点就是成型收缩率范围及收缩值大，易产生缩孔，在流动方向与垂直方向上的收缩差异较大，方向性明显，易变形、翘曲等。所以，在成型时应控制模温，冷却时应保证冷却均匀、稳定、速度慢且充分冷却。 结果：塑料用聚乙烯成型方式为注塑成型 附：聚乙烯(PE)的主要技术指标 密度ρ（g/cm3）:0.19-0.96 收缩率s:1.5-3.6 成型温度t/°C：140-22 二．确定注射机 选用注射机型号为：ft-s200/400型卧式注射机 ft-s200/400型卧式注射机有关技术参数如下： 最大开合模行程/mm：260 模具厚度/mm：165——406 喷嘴圆弧半径/mm：18 喷嘴孔直径/mm： 4 拉杆空间/mm：290×368 锁模力/KN：2540 额定注射量/cm3：200/400 最大注射压力/MPa：109 最大注射面积/cm2：645 三、型腔数目确定 我们小组采用按注射机的额定锁模力来确定型腔数目n，有 npA ≤Fp – pA1 式中Fp——注射机的额定锁模力254000（N） A——单个塑件在分型面上的投影面积8167.14（mm2） A1——浇注系统在分型面上的投影面积200（mm2） P ——塑料熔体对型腔的成型压力（MPa），其大小一般是注射压力的80%。 代值计算得n = 14.27 故取值为14 综合考虑塑件的尺寸及表面的精度要求以及塑件的结构，宜采用盘型浇口。若采用一模多腔设计、加工难度大，成本高。所以采用一模两腔。 结果：型腔数目为二 四、分型面的选择及浇注系统设计
目录 序言 (2) 第一部分冲压成形工艺设计 (4) Ⅰ明确设计任务，收集相关资料 (4) Ⅱ制定冲压工艺方案 (5) Ⅲ定毛坯形状，尺寸和主要参数计算...................... 6-7 第二部分冲压模具设计 (8) Ⅰ确定模具类型机结构形式 (8) Ⅱ计算工序压力，选择压力机 (8) Ⅲ计算模具压力中心 (9) Ⅳ模具零件的选用. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10-12 Ⅴ冲压设备的校核 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12Ⅵ其他需要说明的问题. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13Ⅶ模具装配. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 设计总结 (14) 参考文献 (15)
序言 目前我国模具工业与发达国家相比还相当落后。主要原因是我国在模具标准化，模具制造工艺及设备等方面与工业发达国家相比差距很大。 随着工业产品质量的不断提高，模具产品生成呈现的品种、少批量、复杂、大型精密更新换代速度快。模具设计与技术由于手工设备，依靠人工经验和常规机加工，技术向以计算机辅助设计，数控编程切屑加工，数控电加工核心的计算机辅助设计（CAD/CAM)技术转变。 模具生产制件所表现出来的高精度，高复杂程度,高生产率，高一致性和抵消耗是其它制造加工方面所不能充分展示出来，从而有好的经济效益，因此在批量生产中得到广泛应用，在现代工业生产中有十分重要的地位，是我国国防工业及民用生产中必不可少的加工方法。 随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，冲压零件日趋复杂化，冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展，冲模制造难度日益增大。模具制造正由过去的劳动密集、依靠人工的手工技巧及采用传统机械加工设备的行业转变为技术密集型行业，更多的依靠各种高效、高精度的NC机床、CNC机床、电加工机床，从过去的单一的机械加工时代转变成机械加工、电加工以及
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 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,同时由于金属材料的激烈流动所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。因此冷挤压模具应具有以下特点: (１）模具应有足够的强度和刚度，要在冷热交变应力下正常工作; (2)模具工作部分零件材料应具有高强度、高硬度、高耐磨性,并有一定的韧性； （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性和通用性; (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)模具工作部分零件与上下模板之间一定要设置厚实的淬硬压力垫板,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)上下模板采用中碳钢经锻造或直接用钢板制成,应有足够的厚度,以保证模板具有较高的强度和刚度。 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、导板、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。 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。冷挤压模具可以按以下几个方面来分类。 （一）按工艺性质分类 模具按工艺性质可分为:正挤压模、反挤压模、复合挤压模、镦挤压模等。 1．正挤压模图6-１所示为实心件正挤压模。该模具更换相应的工作部
端盖冲压模具设计
冲压模具课程设计 说明书 系部：机械工程系 专业：模具设计与制造 班级：模具1231班 实习人员：组长：谌辉祥成员：廖真、文新、罗怀刚、简鹏、胡瑞、蒋宏伟、陈建军、何银 实习性质：课程设计 实习时间：2014.3.3∽2014.3.14 实习地点：一教509 指导教师：李林鑫、梅静
目录摘要 前言 1.工件的工艺性分析 2.冲压工艺方案的确定 3.模具的技术要求及材料选用 4.主要设计尺寸的计算 4.1毛坯尺寸的计算 4.2 冲压力的计算 4.3 拉深间隙的确定 4.4 冲裁件的排样 5.工作部分尺寸计算 5.1 拉深凸凹尺寸的确定 5.2 圆角半径的确定 6.模具的总体设计 6.1 模具的类型及定位方式的选择 6.2 推件零件的设计 7.主要零部件的结构设计 7.1 工作零件的结构设计 7.2 其他零部件的设计与选用 8.模具的总装图
9.模具的装配 结束语 致谢 参考文献 摘要 我设计的是一个落料拉深复合冲裁模，在本次设计中我参考了大量有关冷冲模模具设计实例等方面的资料。再结合老师布置的题（设计一个工件为盒形件的复合冲裁模），我充分运用了资料上所有设计模具中通用的表、手册等，如修边余量的确定、拉深件毛坯直径的计算公式、盒形件用压边圈拉深系数、盒形件角部的第一次拉深系数等，然后再集结了自己平时的所学，还有通过对工件的零件、模具工作部分（凸凹模、拉深凸模、落料凹模）、模具装配图的绘制，我的绘图功底也有了一定程度地提高。 本次设计的主要内容：工件的工艺性分析；冲压工艺方案的确定；模具的技术要求及材料选用；主要设计尺寸的计算；工作部分尺寸计算；模具的总体设计；主要零部件的结构设计；模具的总装图；模具的装配等。 我觉得通过本次的毕业设计，达到了这样的目的： 1.综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识，进行一次冷冲压模具（落料拉深冲裁模）设计工作的实际训练，从而培养和提高我们独立工作的能力。 2.巩固与扩充所学有关冷冲模具设计课程的内容，掌握冷冲压模具设计的方法和步骤。
合肥学院 第1～2题塑料盒，大批量生产，精度：MT5。(要求采用标准模架设计）（班级名单序号1～2号同学按照名单排序分别做各对应题目） 1号同学选01图号，按照侧浇口结构设计 2号同学选02图号，按照其它浇口形式设计 第3～4题塑料端盖，大批量生产，精度：MT5。(要求采用标准模架设计）（班级名单序号3～4号同学按照名单排序分别做各对应题目） 3号同学选01图号，按照侧浇口、顶杆顶出结构设计 4号同学选02图号，按照侧浇口、推板顶出结构设计
第5～6题塑料壳体，大批量生产，精度：MT5。(要求采用标准模架设计）（班级名单序号5～6号同学按照名单排序分别做各对应题目） 5号同学选01图号，按照按照侧浇口结构设计 6号同学选02图号，按照其它浇口结构设计 第7～8题塑料仪表盖，大批量生产，精度：MT5。(要求采用标准模架设计）（班级名单序号7～8号同学按照名单排序分别做各对应题目） 7号同学选01图号； 8号同学选02图号； 要求两同学设计模具浇注系统或顶出系统不同
第9～10题多孔塑料罩，大批量生产，精度：MT5。(要求采用标准模架设计）（班级名单序号9～10号同学按照名单排序分别做各对应题目） 9号同学选01图号，按照侧浇口结构设计 10号同学选02图号，按照其它浇口结构设计 第11～12题：（班级名单序号11～12号同学作此题）(要求采用标准模架设计）穿线盒；大批量生产；精度：MT5。 11号同学按照图示尺寸计算，材料ABS 12号同学将基本尺寸乘0.8倍作为设计尺寸，材料PP 要求两同学设计模具浇注系统或顶出系统不同
第13～14题（班级名单序号13～14号同学作此题）(要求采用标准模架设计） 套管，结构如图所示。大批量生产，精度：MT5。 13号同学按照图示尺寸计算，材料ABS。 14号同学将基本尺寸乘1.2倍作为设计尺寸，材料PP 要求两同学设计模具浇注系统或顶出系统不同 第15～16题：（班级名单序号15～16号同学按照名单排序分别做各对应题目）(要求采用标准模架设计） 罩盖板，大批量生产；精度：MT5 15号同学将图示尺寸设计，材料PP； 16号同学将图示尺寸放大1.2倍作为设计尺寸，材料ABS； 要求同组两位同学设计模具结构不同（如浇注系统不同；或顶出系统不同；或其它不同）
南昌航空大学 塑料成型工艺及模具设计 课程设计说明书 题目：肥皂盒底盖塑料模具设计 专业：模具设计与制造 班级： 姓名：简洪伟 学号：---------------------------- 指导老师： 时间：2010年4月28日
引言 本说明书为塑料注射模具设计说明书，是根据塑料模具手册上的设计过程及相关工艺编写的。本说明书的内容包括：目录、课程设计指导书、课程设计说明书、参考文献等。 编写本说明书时，力求符合设计步骤，详细说明了塑料注射模具设计方法，以及各种参数的具体计算方法，如塑件的成型工艺、塑料脱模机构的设计。 本说明书在编写过程中，得到江五贵老师和同学的大力支持和热情帮助，在此谨表谢意。 由于本人设计水平有限，在设计过程中难免有错误之处，敬请各位老师批评指正。 设计者：简洪伟 2010.4.28
课程设计指导书 一、题目： 塑料肥皂盒材料：PVC 二、明确设计任务，收集有关资料： 1、了解设计的任务、内容、要求和步骤，制定设计工作进度计划 2、将UG零件图转化为CAD平面图，并标好尺寸 3、查阅、收集有关的设计参考资料 4、了解所设计零件的用途、结构、性能，在整个产品中装配关系、技术要求、生产批量 5、塑胶厂车间的设备资料 6、模具制造技能和设备条件及可采用的模具标准情况 三、工艺性分析 分析塑胶件的工艺性包括技术和经济两方面，在技术方面，根据产品图纸，只要分析塑胶件的形状特点、尺寸大小、尺寸标注方法、精度要求、表面质量和材料性能等因素，是否符合模塑工艺要求；在经济方面，主要根据塑胶件的生产批量分析产品成本，阐明采用注射生产可取得的经济效益。 1、塑胶件的形状和尺寸： 塑胶件的形状和尺寸不同，对模塑工艺要求也不同。 2、塑胶件的尺寸精度和外观要求： 塑胶件的尺寸精度和外观要求与模塑工艺方法、模具结构型式及制造精度等有关。 3、生产批量 生产批量的大小，直接影响模具的结构型式，一般大批量生产时，可选用一模多腔来提高生产率；小批量生产时，可采用单型腔模具等进行生产来降低模具的制造费用。 4、其它方面 在对塑胶件进行工艺分析时，除了考虑上诉因素外，还应分析塑胶件的厚度、
挤压工艺及 模具设计题目：棘轮套冷挤压模具设计 课 程 设 计 学院（系）：___机械与电子学院___________ 专业：___模具设计与制造___________ 班级：_______0540902______________ 姓名：____喻庆勇______________ 任课教师：_____丁常汶______________ 设计时间：__二 0 一一年十月________
目录 一、冷挤压零件分析 3 1、材料选择 3 2、形状设计 3 3、尺寸分析 4 二、冷挤压工艺分析 4 1、坯料尺寸确定 4 2、毛坯软化处理 4 3、冷挤压毛坯表面处理与润滑 5 4、变形程度计算 6 5、确定挤压次数 6 6、工序设计 8 三、冷挤压设备选择12 1、挤压力的确定 12 2、压力机吨位计算12 3、挤压设备类型选择 13 4、液压式压力机型号选择 13 四、冷挤压模具结构设计13 五、凸模设计14 1、凸模的长度尺寸计算 15 2、凸模加工工艺路线 15 六、凹模设计16 1、组合凹模结构设计 17 2、棘轮套挤压齿形模芯的设计 17 3、齿形模芯加工20 七、冷挤压件质量分析20 八、凸模机加工工艺23 九、非标准件三维结构图24 致谢29 参考文献30
一、挤压零件分析 图1—棘轮套零件图 图1所示为棘齿套零件图。它是一种两端带孔，中间带凸缘的轴类齿轮零件，其各截面变化较大、直径为φ39mm的外表面为异形齿且精度要求较高，外齿齿顶圆角太小（R0.5），成形工艺性较差。内孔型腔表面要求光滑平整，无毛刺，划痕，裂纹和折叠等缺陷存在，表面粗糙度Ra3.2以下。对于这种具有外齿形、两端带孔﹑中间带凸缘轴类零件，要获得具有外齿形的精密锻件，采用单工序成形是不可能的，必须采用多工序成形工艺。根据零件的结构特点和材料的工艺特性，采用冷挤压成形工艺比较适宜。 1，材料选择 该棘轮套选用20CrMo钢，该钢材参照国家标准：GB/T 3077-1988。其化学 成分（质量分数，﹪）为：0.17～0.24C，0.17～0.37Si，0.40～0.70Mn，≤0. 035S，≤0.035P，0.80～1.10Cr，≤0.030Ni，≤0.030Cu，0.15～0.25Mo,属 于低碳合金结构钢。该材料的强度较低、塑性很好，是典型的冷成形材料。 2，形状设计 （a）对称性 棘轮套为轴对称，对称性最好， （b）断面积的差 根据冷挤压棘轮套工序，第一道正挤压工序断面积差=1909.562 mm，第二 道工序断面积差:2513.312 mm mm,第三道工序断面积差:1010.262 （c）断面过渡 第一道正挤压工序，由于直径φ46圆柱与直径φ63.6的中间凸缘相差较大，
Hefei University 课程设计COURSE PROJECT 题目：注塑模课程设计 课程：塑料成型工艺及模具设计 系别： 班级： 姓名： 成绩： 2016年月日
目录 一、塑件成型工艺性分析 (3) 二、拟定模具的结构形式和初选注射机 (4) 三、浇注系统的设计 .......................... 错误！未定义书签。 四、成型零件的结构设计及计算 (11) 五、模架的确定 .............................. 错误！未定义书签。 六、排气槽的设计 (13) 七、脱模推出机构的设计 (14) 八、冷却系统的设计 (14) 九、导向与定位结构的设计 (17) 十、模具的装配 (17) 结论 (19) 参考文献 (20)
多孔塑料罩注塑模课程设计 一、塑件成型工艺性分析 名称：塑料仪表盖， 要求：大批量生产，精度：MT5 塑件的质量要求不允许有裂纹和变形缺陷 脱模斜度1°~30′； 未注圆角R2-3, 塑件材料为LDPE 一．塑件的工艺性分析 （1）塑件的原材料分析如表4所示。 表4 塑件的原材料分析 （2）塑件尺寸精度和表面粗糙度分析 每个尺寸的公差不一样，有的属于一般精度，有点属于高精度，
就按实际公差进行计算。 （3）塑件结构工艺性分析 该塑件的厚度3mm，塑件外形尺寸不大，塑料熔体流程不太长，适合于注射成型。 （4）低密度聚乙烯的成型性特点： 1）成型性好，可用注射，挤出及吹塑等成型条件。 2）熔体黏度小，流动性好，溢边值为0.02mm；流动性对压力敏感，宜用较高压力注射。 3）质软易脱模，当塑件有浅凹（凸）时，可强行脱模。 4）可能发生熔体破裂，与有机溶剂接触可发生开裂。 5)冷却速度慢，必须充分冷却，模具设计时应有冷却系统。 6）吸湿性小，成型前可不干燥。 二、拟定模具的结构形式和初选注射机 1．计算塑件的体积 根据零件的三维模型，利用三维软件可直接查询塑件的体积为：V =24.39 cm3 1 所以一次注射所需要的塑料总体积V=48.78cm3 2. 计算塑件质量 查相关手册，LDPE的密度为0.916~0.930g/cm3。取0.92 g/cm3 塑件与浇注系统的总质量为M=44.88g 3．选用注射机 根据塑件的形状，选择一模两件的模具结构，所以初选SZ150/630型塑料注射机，其各参数数据如下：
【范例】 (1)题目：东风EQ-1090汽车储气简支架 (2)原始数据 数据如图7—1所示。大批量生产，材料为Q215，t=3mm。 图7-1零件图 (3)工艺分析 此工件既有冲孔，又有落料两个工序。材料为Q235、t=3mm的碳素钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁，工件结构中等复杂，有一个直径φ44mm的圆孔，一个60mm×26mm、圆角半径为R6mm的长方形孔和两个直径13mm的椭圆孔。此工件满足冲裁的加工要求，孔与孔、孔与工件边缘之间的最小壁厚大于8mm。工件的尺寸落料按ITll级，冲孔按IT10级计算。尺寸精度一般，普通冲裁完全能满足要求。 (4)冲裁工艺方案的确定 ①方案种类该工件包括落料、冲孑L两个基本工序，可有以下三种工艺方案。 方案一：先冲孔，后落料。采用单工序模生产。 方案二：冲孔一落料级进冲压。采用级进模生产。 方案三：采用落料一冲孔同时进行的复合模生产。 ②方案的比较各方案的特点及比较如下。 方案一：模具结构简单，制造方便，但需要两道工序，两副模具，成本相对较高，生产效率低，且更重要的是在第一道工序完成后，进入第二道工序必然会增大误差，使工件精度、质量大打折扣，达不到所需的要求，难以满足生产需要。故而不选此方案。
方案二：级进模是一种多工位、效率高的加工方法。但级进模轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高，一般适用于大批量、小型冲压件。而本工件尺寸轮廓较大，采用此方案，势必会增大模具尺寸，使加工难度提高，因而也排除此方案。 方案三：只需要一套模具，工件的精度及生产效率要求都能满足，模具轮廓尺寸较小、模具的制造成本不高。故本方案用先冲孔后落料的方法。 ③方案的确定综上所述，本套模具采用冲孔一落料复合模。 (5)模具结构形式的确定 复合模有两种结构形式，正装式复合模和倒装式复合模。分析该工件成形后脱模方便性，正装式复合模成形后工件留在下模，需向上推出工件，取件不方便。倒装式复合模成形后工件留在上模，只需在上模装一副推件装置，故采用倒装式复合模。 图7 2粗画排样图 (6)工艺尺寸计算 ①排样设计 a ．排样方法的确定根据工件的形状。确定采用无废料排样的方法不可能做到，但能采用有废料和少废料的排样方法。经多次排样计算决定采用直对排法，初画排样图如图7 2所示。 b ．确定搭边值查表，取最小搭边值：工件间a l =2.8，侧面a=3.2。 考虑到工件的尺寸比较大，在冲压过程中须在两边设置压边值，则应取。a=5；为了方便计算取a l =3。 c. 确定条料步距步距：257.5mm ，宽度：250+5+5=260mm ． d ．条料的利用率 21752052.35%257.5260 η?==? e ．画出排样图根据以上资料画出排样图，如图7-3所示。
毕业设计（论文）开题报告 题目CG125摩托车副轴 矩形花键冷挤压模具设计 指导教师系主任 时间
1、本课题的研究目的及意义 冷挤压技术是一种高精、高效、优质低耗的先进生产工艺技术，较多应用于中小型锻件规模化生产中。冷挤压就是把金属毛坯放在冷挤压模腔中，在室温下，通过压力机上固定的凸模向毛坯施加压力，使金属毛坯产生塑性变形而制得零件的加工方法。与其他加工工艺相比冷挤压有如下优点：节约原材料；提高劳动生产率；制件可以获得理想的表面粗糙度和尺寸精度；提高零件的力学性能；可加工形状复杂的，难以切削加工的零件；降低零件成本。 目前，我国已能对铅、锡，铝、铜、锌及其合金、低碳钢、中碳钢、工具钢、低合金钢与不锈钢等金属进行冷挤压，甚至对轴承钢、高碳高铝合金工具钢、高速钢等也可以进行一定变形量的冷挤压。在挤压设备方面，我国已具备设计和制造各级吨位挤压压力机的能力。除采用通用机械压力机、液压机、冷挤压力机外，还成功地采用摩擦压力机与高速高能设备进行冷挤压生产。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。目前我国研制的冷挤压件一般尺寸精度可达7～8级，表面粗糙度一般可达R0.2～R0.6，仅次于精抛光表面。因此用冷挤压方法制造的零件，一般不需要再加工，少量的只需精加工(磨削)。 CG125摩托车系列是目前市面上流通最为广泛且需求量最大的摩托车之一，发动机作为摩托车的“心脏”，其作用不用言语，而花键轴是发动机中最为重要的零件之一，所以说花键轴的质量和生产效率很大程度上决定了摩托车的质量和生产效率。传统的机械加工也可以实现花键轴的生产，精度和强度也能够保证，但相对于冷挤压加工，机械加工的效率就显得较低了。本课题主要是根据冷挤压成形原理，并结合CG125摩托车副轴零件本身的特点设计出合理的挤压矩形花键的模架以及模具结构。故对于大幅度提高CG125摩托车副轴的生产效率，本文的设计研究还是很有价值和实际意义的。
目录 第一章概述 (2) 第二章模孔布置 (3) 2.1模具的外形尺寸 (3) 2.2模孔的合理配置 (3) 第三章设计工作带长度 (5) 第四章设计导流腔 (8) 第五章型材模孔尺寸设计 (9) 第六章型材模具强度校核............................................................................................. 错误！未定义书签。第七章绘制模具图.. (14) 总结..................................................................................................................................... 错误！未定义书签。参考文献. (16)
第一章概述 1.从模具设计与制造的专业术语可知，用于成形加工的模具必须完成设计和制造两个阶段，它们相辅相成，缺一不可。本设计为型材模具课程设计。 2.设计时，首先根据工件横截面形状对模具的模孔进行布置；模孔布置设定后再对模具各段的工作带进行计算和设计，设计导流腔；选择模具材料并通过计算确定型材模孔尺寸；最后对所设计的模具进行强度校核及画出模具图；对此次课程设计进行总结。
第二章模孔布置 2.1模具的外形尺寸 ①模具外形D 模子外圆直径主要依据挤压机吨位和挤压筒大小、模孔的合理布置及制品尺寸来确定，并考虑模具外形尺寸的系列化，便于更换、管理，一般一台挤压机上最好只有1~2种规格。型材部分模具外形尺寸如下所示： 表1-1 型材、棒材用部分模具外形尺寸 挤压机能力/MN 模具外形尺寸 D1D2H （°）h h1 11.76 148 150.6 30 3 2~3 1.5 148 152.5 40 3 2~3 1.5 148 154.5 70 2 2~3 1.5 19.6 200 203.4 40 3 3~4 1.5 200 204.5 60 3 3~4 1.5 200 207.5 80 3 3~4 1.5 49 265 275.5 60 8 4~8 2.5 350 370.9 60 9 4~8 2.5 350 324.6 70 10 4~8 2.5 350 384.4 70 10 4~8 2.5 又因为挤压筒的内径为200mm，挤压机能力为19.6MN，则选取D=200mm ②在挤压机设计时，通常选取单位压力位1000MPa时的挤压筒D t作为基本参数来确定模具的厚度，其关系为： H=（0.12~0.22）D t 所以H=（0.12~0.22）D t=0.12~0.22）3200=24~44mm 又因为模子厚度主要是根据强度要求及挤压机吨位来确定，在保证模具组件（模子+模垫+垫环）有足够强度的条件下，模子的厚度应尽量薄。一般H=25~80mm，80MN以上吨位挤压机取80~150mm。模具厚度也应系列化。 所以取H=40mm 2.2 模孔的合理配置 单孔挤压时的模孔布置 ①具有两个以上对称轴的型材，型材的重心布置在模子中心 ②具有一个对称轴，如果断面壁厚差不大，应使型材的对称轴通过模子的一个坐标轴，使型材断面的重心位于另一个坐标轴上。 ③对于非对称的型材和壁厚差别很大的型材，将型材重心相对模子中心偏移一定距离，且
塑料注射模具课程设计指导书 广东工业大学机电工程学院 2010年11月
引言 本说明书为塑料注射模具设计说明书，是根据塑料模具手册上的设计过程及相关工艺编写的。 编写本说明书时，力求符合设计步骤，详细说明了塑料注射模具设计方法，以及各种参数的具体计算方法，如塑件的成型工艺、塑料脱模机构的设计等。 由于本人设计水平有限，在设计过程中难免有错误之处，敬请各位批评指正。 2010年11月
塑料注射模具课程设计指导书 一、 题目： 材料：PVC 二、明确设计任务，收集有关资料： 1、了解设计的任务、内容、要求和步骤，制定设计工作进度计划 2、将塑料制品零件图转化为CAD平面图，并标好尺寸 3、查阅、收集有关的设计参考资料 4、了解所设计零件的用途、结构、性能，在整个产品中装配关系、技术要求、生产批量 5、塑胶厂车间的设备资料 6、模具制造技能和设备条件及可采用的模具标准情况 三、工艺性分析 分析塑胶件的工艺性包括技术和经济两方面，在技术方面，根据产品图纸，只要分析塑胶件的形状特点、尺寸大小、尺寸标注方法、精度要求、表面质量和材料性能等因素，是否符合模塑工艺要求；在经济方面，主要根据塑胶件的生产批量分析产品成本，阐明采用注射生产可取得的经济效益。 1、塑胶件的形状和尺寸： 塑胶件的形状和尺寸不同，对模塑工艺要求也不同。 2、塑胶件的尺寸精度和外观要求： 塑胶件的尺寸精度和外观要求与模塑工艺方法、模具结构型式及制造精度等有关。 3、生产批量 生产批量的大小，直接影响模具的结构型式，一般大批量生产时，可选用一模多腔来提高生产率；小批量生产时，可采用单型腔模具等进行生产来降低模具的制造费用。 4、其它方面 在对塑胶件进行工艺分析时，除了考虑上诉因素外，还应分析塑胶件的厚度、塑料成型性能及模塑生产常见的制品缺陷问题对模塑工艺的影响。
目录 序言 (1) 第一部分冲压成形工艺设计 (3) Ⅰ明确设计任务，收集相关资料 (4) Ⅱ冲压工艺性分析 (6) Ⅲ制定冲压工艺方案 (6) Ⅳ确定毛坯形状，尺寸和主要参数计算 (9) 第二部分冲压模具设计 (15) Ⅰ确定冲模类型机结构形式 (15) Ⅱ计算工序压力，选择压力机 (15) Ⅲ计算模具压力中心 (18) Ⅴ、弹性元件的设计 (24) Ⅵ模具零件的选用 (26) Ⅶ冲压设备的校核 (28) Ⅷ其他需要说明的问题 (29) Ⅸ模具装配 (31) 设计总结 (35) 参考文献 (36)
前言 目前我国模具工业与发达国家相比还相当落后。主要原因是我国在模具标准化，模具制造工艺及设备等方面与工业发达国家相比差距很大。 随着工业产品质量的不断提高，模具产品生成呈现的品种、少批量、复杂、大型精密更新换代速度快。模具设计与技术由于手工设备，依靠人工经验和常规机加工，技术向以计算机辅助设计，数控编程切屑加工，数控电加工核心的计算机辅助设计（CAD/CAM)技术转变。 模具生产制件所表现出来的高精度，高复杂程度,高生产率，高一致性和抵消耗是其它制造加工方面所不能充分展示出来，从而有好的经济效益，因此在批量生产中得到广泛应用，在现代工业生产中有十分重要的地位，是我国国防工业及民用生产中必不可少的加工方法。 随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，冲压零件日趋复杂化，冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展，冲模制造难度日益增大。模具制造正由过去的劳动密集、依靠人工的手工技巧及采用传统机械加工设备的行业转变为技术密集型行业，更多的依靠各种高效、高精度的NC机床、CNC机床、电加工机床，从过去的单一的机械加工时代转变成机械加工、电加工以及
浙江理工大学本科毕业设计（论文）文献综述报告 注塑模具设计文献综述 1 国内外塑料行业发展现状浅析 塑料是以高分子聚合物为主要成分，并在加工为制品的某阶段可流动成型的材料。塑料具有特殊的物理力学性能和化学稳定性能，以及优良的成型加工性能[1]。塑料工业是新兴的工业，塑料作为一种新的工程材料，发展势头极其迅猛，跻身于金属、纤维材料和硅酸
盐三大材料之列，已经广泛用于工业和日常生活。因此，塑料的加工和成型工艺越来越得到重视，新技术、新工艺不断涌现。目前，塑料成型种类包括注射成型、压铸成型、吸塑成型、吹塑成型、发泡成型、挤压成型等，其中注射成型是最常用的方法，几乎所有的塑料都可以注射成型[2]。塑料制品行业是中国轻工业中近几年发展速度较快的行业之一,增长速度一直保持在10%以上。据中国轻工业信息中心统计,2004 年中国塑料制品全部国有和年产品销售收入达到500 万元的非国有独立核算工业企业9473家[3]。 2 国内外塑料模具行业发展现状 2、1 我国模具发展基本情况 我国模具生产最为集中的地区在珠三角和长三角地区，约占全国模具总产值的三分之二以上，模具发展有力地支持着这两个地区工业的快速发展。从1999年至2009年产值从250亿元增长到亿元，年均增长率在%；进口从亿美元增至亿美元；出口从亿美元增至亿美元；进口：出口从：1跌至：1。表明了我国模具工业总产值呈逐年递增趋势，模具进口金额的增幅有逐年下降的趋势，出口比例逐年加大，同时反映我国模具任是供不应求的状态，仍为世界上模具年进口量较大的国家[4]。当前国内塑料模具市场以注塑模具需求量最大，其中发展重点为工程塑料模具。随着中国汽车、家电、电子通讯以及各种建材的迅速发展，预计在未来模具市场中，塑料模具占模具总量的比例仍将逐步提高，且发展速度将快于其他模具。 2、2 发展趋势 随着我过模具行业的发展，简单模具的设计和制造都没有困难，模具行业将向大型、精密、复杂、高效、长寿命和多功能方向发展。模具标准件的应用将日渐广泛，模具标准化及模具标准件的应用能极大地影响模具制造周期。使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，而且能提高模具质量和降低模具制造成本另外采用计算机控制和机械手操作的快速换模装置、快速试模装置技术也会得到发展和提高。 2、3存在的问题 由于我国的模具行业起步较晚，与国外相比仍存在不小的差距，我国现在的 模具开发制造水平比国际先进水平至少落后10年，特别是大型、精密、复杂、 长寿命模具的产需矛盾十分突出，已成为严重制约我国制造业发展的瓶颈。模具行业主要存在的问题体现在以下几方面： （1）行业创新能力薄弱整体效率低 我国模具行业产需矛盾突出，无论是数量还是质量都无法满足国内市场的需
航空制造工程学院09 级学生专业课程设计任务书 I、专业课程设计题目： 长方形盒盖塑料模具设计 II、专业课程设计任务及设计技术要求： 设计任务：1、绘制产品零件图；2、绘制模具总装配图1张（图纸用R0或R1）；3、绘制零件图3～5张（图纸用R4或R3）；4、撰写设计说明书要求12页左右。技术要求：模具工作原理准确结构合理；零件图纸齐全规范，尺寸标注正确。 III、专业课程设计进度： 2012.11.26-2012.11.28 塑件零件图绘制及工艺分析，提出工艺方案； 2012.11.29-2012.12.02 模具装配图绘制； 2012.12.03-2012.12.05 模具零件图绘制； 2012.12.06-2012.12.07 撰写设计说明书并装订。
塑料模具课程设计说明书 设计题目：长方形盒盖塑料模具设计姓名：xxxx 学号：xxxxxxxxxx 专业：材料成型及控制工程 指导老师：xxxxx 设计日期：2012年12月07日
目录 一、零件结构分析-----------------------------------------------------4 二、绘制产品零件图--------------------------------------------------5 三、确定模具的型腔数----------------------------------------------6 四、选择注射机-------------------------------------------------------6 五、设计计算工作型腔的尺寸-------------------------------------7 六、设计模具的浇注系统并进行核算----------------------------8 七、设计模具分型方案及结构形式-------------------------------9 八、导向装置的设计-------------------------------------------------10 九、排气系统的设计-------------------------------------------------12 十、设计脱件机构---------------------------------------------------13十一、设计水冷系统流动比计算与校核-----------------------14参考文献--------------------------------------------------------------16致谢--------------------------------------------------------------------17
塑料模具课程设计说明书设计题目塑料壳体模具 机械工程学院材料成型及控制工程专业 班级081班学号20084610121 设计人XX 指导老师XXXX 职称教授 完成日期2011 年12月8 日
目录 一.塑件成型工艺性分析 (2) 二.分型面位置的确定 (2) 三.确定型腔数量和排列方式 (2) 四.模具结构形式的确定 (3) 五.注射机型号的选定 (3) 五.浇注系统的设计 (5) 七.成型零件的结构设计和计算 (12) 八.合模导向机构的设计 (16) 九.脱模推出机构的设计 (19) 十.湿度调节系统设计 (21)
塑料壳体模具设计 一.塑件成型工艺性分析 该塑料件是一壳体,塑件壁属厚壁塑件,生产批量大,材料选PS,考虑到主流道应尽可能短,一般小于60mm,过长则会影响熔体的顺利充型,因此采用下例数据: 材料 A B C D E F G H I J PS 60 80 25 4 3 45 20 74 12 35 二.分型面位置的确定 根据塑件结构形式分型面应选在I上如下图: 三.确定型腔数量和排列方式 1.该塑件精度要求不高,批量大,可以采用一模多腔,考虑到模具的制造费用和设备的运转费用,定为一模四腔。 2.型腔排列形式的确定如下图:
四.模具结构形式的确定 从上面的分析中可知本模具采用一模四腔,双列直排,推件板推出,流道采用平衡式,浇口采用侧浇口,动模部分需要一块型芯,固定板,支撑板. 五.注射机型号的选定 1.通过Pro/E建模分析,塑件为m1=26.5g,v1=m1/?, ?=1.05 V1=25.2cm3,流道凝料的质量m2=0.6m1 m=1.6nm1= 2.塑件和流道凝料在分型面上的投影面积及所需的锁模力. 流道凝料(包括浇口)在分型面上的投影面积A2,A2可用0.35nA1来进行估算,所以 A=nA1+A2=1.35A1n=1.35×4×A1=25920mm2 式中A1=80×60=4800mm2 查表2-2<塑料模具设计指导> 取P型=25Mpa
冲压工艺及模具设计模具课题设计 班级： 姓名： 学号： 日期： 材料科学与工程学院 College of Materials Science and Engineering
引言 在工业产品中，板材件占据了一个大比例。许许多多的机械零件，产品覆盖件都是用板料加工而成的，因此，研究板料的成形方法对产品的设计与加工有着重要的意义。 现在的板材成形方法有许许多多种，其中冷冲压占据很大的一部分。冷冲压是利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需要的零件的一种压力加工方法。冷冲压可以分为两大类，即分离工序和成形工序。分离工序是指使板料按一定的轮廓线分离而获得一定形状，尺寸和切断面质量的冲压件的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸冲压件的工序。 冷冲压过程主要依靠冲模和压力设备完成加工的，便于实现自动化生产，生产率很高，操作简单。而且产品壁薄、质量轻、刚度好、可以加工成形复杂的零件，小到钟表的秒针，大到汽车纵梁，覆盖件等。 冷冲压与其他加工方法相比具有独到的特点，所以在工业生产中，尤其在大批量生产中应用十分广泛。 本课程即将结束之时，为了了解冲压工艺的基本原理，掌握冲压工艺的编制和模具的设计，我将选择了一个垫片零件。通过设计冲裁模实现零件的大规模的生产与制造。
目录 引言 .............................................................................................................. I 一零件的工艺性分析.. (1) 1.1 零件要求 (1) 1.2 冲裁件的工艺性分析 (1) 1.3 冲裁工艺方案的设定 (2) 二冲模设计相关计算 (2) 2.1 排样的相关设计与计算 (2) 2.2 冲裁力的计算 (3) 2.3 冲裁压力中心的计算 (4) 2.4 冲裁模刃口尺寸及公差的计算 (4) 2.5主要零件的尺寸计算 (5) 三定位装置的设计 (7) 3.1 横向送料定位装置设计 (7) 3.2 纵向送料定位装置的设计 (8) 四标准件的选用 (9) 4.1 模座选用 (9) 4.2 压力机选用 (10) 4.3 紧固件选择 (10) 五模具加工工艺 (11) 5.1 凸模加工工艺 (11) 5.2 凹模加工工艺 (11)
前言 冲压是在室温下,利用安装在压力机上的模具对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需零件的一种压力加工方法.冲压模具在冷冲压加工中,将材料(金属或非金属)加工成零件(或半成品)的一种特殊工艺装备,称为冷冲压模具(俗称冷冲模).冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备,是技术密集型产品.冲压件的质量、生产效率以及生产成本等,与模具设计和制造有直接关系.模具设计与制造技术水平的高低,是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一,在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力. 我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距.这些主要表现在飞行器钣金件、高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面,无论在设计还是加工工艺和能力方面,都有较大差距.覆盖件模具,具有设计和制造难度大,质量和精度要求高的特点,可代表覆盖件模具的水平.虽然在设计制造方法和手段方面已基本达到了国际水平,模具结构功能方面也接近国际水平,在模具国产化进程中前进了一大步,但在制造质量、精度、制造周期等方面,与国外相比还存在一定的差距.标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具,是我国重点发展的精密模具品种.有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具,已基本达到国际水平. 因此我们在学习完《飞机钣金成形原理和工艺》等模具相关基础课程后,安排了模具设计课程设计,以帮助我们掌握模具设计的过程,为以后参加工作打下基础.
设计内容 一、零件的工艺性分析 图1 零件图 1）零件的尺寸精度分析如图1所示零件图,该零件外形尺寸为R11,19;内孔尺寸为R3,6,均未标注公差,公差等级选用IT14级,则用一般精度的模具即可满足制件的精度要求. 2）零件结构工艺性分析零件形状简单,适合冲裁成形. 3）制件材料分析制件材料为45钢,抗剪强度为432～549米pa,抗拉强度为540～685米pa,伸长率为16%.适合冲压成形. 综合以上分析,得到最终结论:该制件可以用冲压生产的方式进行生产.但有几点应注意: 1）孔与零件左边缘最近处仅为2米米,在设计模具是应加以注意. 2）制件较小,从安全方面考虑,要采取适当的取件方式. 3）有一定批量,应重视模具材料和结构的选择,保证一定的模具寿命. 二、工艺方案的确定 由零件图可知,该制件需落料和冲孔两种冲压工艺,设计模具时可有以下三种方案: 方案一:先落料,再冲孔,采用单工序模生产. 方案二:冲孔、落料连续冲压,采用级进模生产. 方案三:落料和冲孔复合冲压,采用复合模生产.