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热挤压模设计的基本要素 培训资料

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挤压工艺及模具 教学课件 贾俐俐 主编 第七章 热 挤 压

挤压工艺及模具 教学课件 贾俐俐 主编 第七章 热 挤 压


(1) 感应加热
图7-6 中频感应加热原理图
(2) 电阻炉加热
图7-7 电阻炉原理图
二、加热缺陷
1.氧化 钢在非保护性介质中加热时会产生氧化，在钢的表面 上生成氧化皮。 2.脱碳 钢在加热时，表面的碳与炉气中的氧结合，使表面层 含碳量降低，叫做脱碳。 3.过热 加热温度过高或在高温下停留时间过长而造成的奥氏 体晶粒过于粗大的现象，称为过热。 4.过烧 当钢加热到接近熔化温度，并在此温度长时间停留， 不但使奥氏体晶粒粗大，同时由于氧化性气体渗入到晶界使晶 间物质铁、碳和硫等发生氧化，形成易熔共晶体，使晶间联接 破坏，这种加热缺陷称为过烧。
一、坯料的加热方法 二、加热缺陷 三、热挤压温度范围的确定 四、钢的加热规范
一、坯料的加热方法
1.火焰加热 它是利用燃料在加热炉内燃烧产生含有大量热能 的高温气体(火焰)，通过对流、辐射把热能传递给坯料表面， 通过由表及里的热传导而使金属坯料加热到预定的温度。 2.电加热 电加热是通过把电能转变为热能来加热金属坯料。
14681D7
主编
第七章 热 挤 压
第七章 热 挤 压
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节
热挤压概述 热挤压件力的计算 热挤压件的冷却及热处理 热挤压件质量及力学性能
第一节 热挤压概述
1.热挤压工艺与冷挤压工艺相比，具有如下优点 2.与冷挤压工艺相比存在以下不足
二、挤压件图的绘制
1.冷挤压件图的绘制 冷挤压件图是在零件图的基础上考虑到 加工工艺、余量和公差而后绘制的。 2.热挤压件图的绘制 热挤压件图是控制生产过程、设计与制 造模具的依据，热挤压件图是在冷挤压件图的基础上绘制的。
1.冷挤压件图的绘制
图7-5 挤压件图示例
挤压模具课程设计资料讲解

挤压模具课程设计资料讲解

挤压模具课程设计课题挤压模具课程设计学生姓名孙天宇 1110121103汪浩 1110121104王朝 1110121105王青 1110121106王显 1110121107王业伟 1110121108 院别机械工程学院专业班级11材控（2）班指导教师张红云、张金标、刘建二0一四年十月课程设计任务书机械工程学院11材控班指导教师：张红云，张金标，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）5.双模孔生产3*5扁线材。

（13,14,15组同学设计）6.四模孔生产3*5扁线材。

（16,17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：2014年12月27日至10月31日四、设计地点：实验楼C楼501,502五、分组情况：目录第一章概述 ........................................ 错误!未定义书签。

第二章坯料选择 . (6)2.1坯料尺寸计算 (6)2.2挤压比的计算 (6)2.3挤压机的选择 (7)第三章模孔布置 (8)3.1模孔的布置 (8)3.2工作带长度的确定 (9)3.3模孔尺寸的确定 (10)3.4模孔出口尺寸确定 (10)第四章模具外形尺寸设计 (11)4.1模角 (11)4.2模子的外形尺寸 (11)4.3入口圆角半径r (12)4.4挤压模结构形式与模具外形锥度 (12)4.5模具材质的选取 (12)第五章强度校核 (14)第六章绘制模具图 (15)设计小结 (16)参考文献 (22)第一章概述本次设计主要是在给定挤压筒和挤压机的条件下，设计挤压出3 5mm的扁线材所用的双模孔模具。

挤压第七章 热 挤 压

挤压第七章 热 挤 压


三、热挤压温度范围的确定
1.开始挤压温度的确定 就提高金属的塑性和降低变形抗力而言，则钢的热挤压开 始挤压温度越接近固相线越有利。 2.结束挤压温度的确定 在确定结束挤压温度时，既要保证钢具有足够的塑性，又 要使挤压件能够获得良好的组织性能。
三、热挤压温度范围的确定
图7-8 碳钢的热挤压温度范围
1.热挤压工艺与冷挤压工艺相比，具有如下优点
1) 热挤压时金属的塑性好，降低了变形抗力，使总的挤压力大大下降。 2) 热挤压时可以连续成形，有利于提高生产效率。
2.与冷挤压工艺相比存在以下不足
1) 由于热挤压在较高温度下成形，对模具材料的耐热性提出了较高的要求。 2) 热挤压件的表面质量不佳，尺寸精度较低。 3) 热挤压后，工件必须进行热处理。
一、热挤压模具的特点 二、模具结构设计 三、热挤压用模具材料
一、热挤压模具的特点
(1) 在模具上应设计冷却系统 在热挤压温度下，性能再好的模具钢也难以在此高温 下长时间工作，必须对凸模、凹模等关键零件进行充分冷却。 (2) 凸模和凹模等模具更换零件要装卸方便，固定可靠 由于热挤压时凸摸和凹模的 寿命有限，要经常更换，故在模具结构设计时应考虑到模具工作部分零件的装卸， 并做到固定可靠，防止松动和意外。 (3) 模具工作部分零件必须选用热作模具钢 模具中与坯料接触的工作零件应选用合 适的模具材料，必须具备高温下足够的强度、硬度和韧性。
1.冷挤压件图的绘制
图7-5 挤压件图示例
2.热挤压件图的绘制
式中，L、l分别是热、冷挤压件尺寸(mm)；δ为 挤压结束温度下金属的冷缩率,钢为(1.2～1.5)％， 不锈钢为(1.5～1.8)％，铝合金为(0.8～1.0)％， 铜合金为(1.0～1.3)％，钛合金为(0.5～0.7)％， 镁合金为0.8％。
挤压模设计——【产品结构设计资料】

挤压模设计——【产品结构设计资料】

热挤压加工是在挤压前将毛坯加热到金属再结晶温度以上的某个适当温度范围 内进行挤压。表 # " #
为常见有色金属与部分碳钢的再结晶温度及熔点。
热挤压方法是从挤压有色金属开始的。近半个多世纪以来，随着机械工业与航 空工业的迅速发展，要求钢材品种日益增多，断面形状也日益复杂，在轧制技术难以 满足这些高技术要求的情况下，黑色金属的挤压技术也受到重视。钢的热挤压技术 转入工业化生产已有 () 多年的历史，一些国家先后兴建了专门生产挤压型钢和钢管
坯的温度不同分类 （!）冷挤压 在室温中对锭坯进行挤压。 （#）温挤压 将锭坯加热到金属再结晶温度以下的某个适当的温度范围内进行挤压。 （$）热挤压 将锭坯加热到金属再结晶温度以上的某个适当的温度范围内进行挤压。
一般而言，冷挤压和温挤压都属于冷加工范畴。 # " 按毛坯材料种类不同分类 （!）有色金属挤压 被挤压毛坯材料为有色金属及其合金。 （#）黑色金属挤压 被挤压毛坯材料为黑色金属及其合金。
! % 复合挤压法 复合挤压法将正向挤压法和反向挤压法的特点结合起来，生产断面形状为圆形、方 形、六角形、齿形、花瓣形的双杯类、杯杆类和杆杆类挤压件，也可以制造等断面的不对 称挤压件。复合挤压法是在挤压时使锭坯的一部分金属的流动方向与挤压轴的运动方 向相同，而另一部分金属的流动方向与挤压轴的运动方向相反，如图 & ’ ( ’ & 所示。
· $’& ·
第六篇 挤压模设计
的工厂，装备了现代化的大功率挤压设备，掌握了难于或不可能用其他热加工方法生 产各种高级钢种和复杂断面的生产工艺。但目前，热挤压生产在黑色金属方面的运 用日趋减少，其主要原因有几个方面：一是生产效率低，黑色金属的热挤压生产属于 间断生产，不能进行连续挤压生产；二是成品率低，由于是间断生产，故其产生的压余 及需要切除的前端占原材料的比重较大，而且受挤压筒大小与冷床长度的限制，单根 料坯的长度不能太长，同时，由于加热时有氧化脱碳等现象存在，材料的利用率相对 较低；三是工模具消耗大，由于黑色金属的热挤压温度一般都在 !!""# 以上进行，这 样对模具材料要求严格，挤压过程中工模具的磨损严重，寿命较短，工模具费用在成 本中占的比例较大；四是设备投资费用高，如钢管的热挤压生产，必须配备专用穿孔 机，而且挤压机吨位较大。因此，对于黑色金属的管、棒、型材等产品的生产多采用热 轧等方式进行，虽然轧制的精度偏低，但由于成本较低，故应用较为广泛，仅仅对一些 不能轧制的低塑性合金或少数特殊用途、技术要求高的钢种用热挤压方法进行生产。 而对于有色金属的加工，热挤压方法表现出了较多的优点，因而占据十分重要地位。 这是由于许多有色金属（如铝及其合金）由于塑性好，变形抗力小，特别适合于热挤压 加工，而对许多塑性很差的有色金属（如镁及镁合金），也只能采用热挤压成形。同时 在生产效率、产品的成品率、工模具损耗在成本中的比例、设备的投入等方面都呈现 出较好的竞争势态。因此，在本教材中主要介绍有色金属的热挤压模具设计与制造 基础。
挤压模具课程设计资料讲解

挤压模具课程设计资料讲解

挤压模具课程设计课题挤压模具课程设计学生姓名孙天宇 1110121103汪浩 1110121104王朝 1110121105王青 1110121106王显 1110121107王业伟 1110121108 院别机械工程学院专业班级11材控（2）班指导教师张红云、张金标、刘建二0一四年十月课程设计任务书机械工程学院11材控班指导教师：张红云，张金标，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）5.双模孔生产3*5扁线材。

（13,14,15组同学设计）6.四模孔生产3*5扁线材。

（16,17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：2014年12月27日至10月31日四、设计地点：实验楼C楼501,502五、分组情况：目录第一章概述 ........................................ 错误!未定义书签。

第二章坯料选择 . (6)2.1坯料尺寸计算 (6)2.2挤压比的计算 (6)2.3挤压机的选择 (7)第三章模孔布置 (8)3.1模孔的布置 (8)3.2工作带长度的确定 (9)3.3模孔尺寸的确定 (10)3.4模孔出口尺寸确定 (10)第四章模具外形尺寸设计 (11)4.1模角 (11)4.2模子的外形尺寸 (11)4.3入口圆角半径r (12)4.4挤压模结构形式与模具外形锥度 (12)4.5模具材质的选取 (12)第五章强度校核 (14)第六章绘制模具图 (15)设计小结 (16)参考文献 (22)第一章概述本次设计主要是在给定挤压筒和挤压机的条件下，设计挤压出3 5mm的扁线材所用的双模孔模具。

挤压模具设计讲课文档

挤压模具设计讲课文档

第三十一页，共401页。
•
• 对于半空心和空心型材，级别越高，其断 面形状越复杂，可挤压性越差，模具设计 的难度就越大。
第三十二页，共401页。
• 即便是相同级别的半空心型材或空心型材， 断面形状不同，其复杂程度也不一样。因 此，除断面复杂性外，还要考虑形状因素 F0：型材断面周长S与单位质量W之比（或 周长与断面积A之比），即： F0 =S/A=S/W。
第十三页，共401页。
• XC311 XC321 XC331 XC344
第十四页，共401页。
• XC353 XC362 XC373
第十五页，共401页。
• （4）XC4—Z字型材，下分5个“目” • XC41—等边等壁Z字型材 • XC44—圆头Z字型材 • XC45—异形Z字型材
第十八页，共401页。
• XC511 XC521 XC531 XC541 XC551
第十九页，共401页。
• （6）XC6—航空用型材，下分7个“目” • XC61—边条、铰链型材 • XC62—尾刃、窗框等型材 • XC63—管夹型材 • XC64—大梁型材 • XC65—变断面型材 • XC66—异形型材 • XC67—毛坯型材
第四十页，共401页。
• (4)承受反复循环应力作用。大部分工具在 挤压时受压应力，在非工作时间突然卸载， 应力下降到零；穿孔针在穿孔时受压，在 挤压过程中受拉应力作用。
• (5)承受偏心载荷和冲击载荷作用。 • (6)承受高温高压下的高摩擦作用。 • (7)承受局部应力集中的作用。 • 2.2 挤压工模具材料的合理选择 • 2.2.1 对工模具材料的要求 • (1)高的强度和硬度值。一般要求在常温下
第三十四页，共401页。
• 1.3.2 挤压比 挤压比小，变形量小；挤压比大，所需
模具基础知识培训培训资料(7)

模具基础知识培训培训资料(7)

引言概述：模具是制造产品的重要工具，其质量和精度直接影响产品的质量和效率。

为了提高模具制造技术水平，培训和掌握模具基础知识是非常重要的。

本文旨在系统介绍模具基础知识培训的内容，包括模具材料、模具设计、模具加工工艺等方面。

正文内容：一. 模具材料1. 金属材料：介绍常用的金属模具材料，如工具钢、高速钢和硬质合金等，包括其性能特点、选择原则和应用范围。

2. 非金属材料：介绍常用的非金属模具材料，如塑料和橡胶等，讨论其特性及应用场景，以及如何选择合适的非金属模具材料。

二. 模具设计1. 模具设计原则：介绍模具设计的基本原则，包括合理性、可靠性、可制造性等，讨论如何在设计过程中考虑这些因素。

2. 模具结构设计：介绍模具的主要结构，如分型装置、导向系统、脱模机构等，详细讨论各部位的设计要点和注意事项。

3. 模具标准件选择：介绍常用的模具标准件，如导向柱、导套、弹簧等，讨论选择标准件的原则和注意事项。

三. 模具加工工艺1. 模具加工工艺流程：介绍模具加工的一般流程，包括毛坯加工、精密加工和热处理等，讨论每个环节的工艺要点和注意事项。

2. 数控加工技术：介绍数控加工在模具加工中的应用，包括数控铣削、数控车削和数控电火花等，讨论数控加工技术的优势和适用范围。

3. 模具质量控制：介绍模具加工质量控制的方法和手段，包括检验设备、检验方法和检验标准等，讨论如何保证模具的质量和精度。

四. 模具使用与维护1. 模具使用注意事项：介绍在模具使用过程中的注意事项，如装卸模具、调试模具和保养模具等，讨论如何避免模具损坏和延长模具使用寿命。

2. 模具维护保养：介绍模具的常规维护和保养工作，包括清洁模具、润滑模具和防锈处理等，讨论如何保持模具的良好状态和使用性能。

五. 模具创新与发展1. 模具设计创新：介绍模具设计的创新方向和方法，包括模具CAD设计、模具CAE分析和模具CAM制造等，讨论如何应用新技术和新方法提高模具设计效率和质量。

挤压工艺与模具设计---复习宝典

挤压工艺与模具设计---复习宝典

1、 挤压分类（按温度）：冷挤压；温挤压；热挤压。

2、 挤压的基本方法包括：正挤压、反挤压、复合挤压、减颈挤压、径向挤压、墩挤复合法。

3、 正挤压时坯料大致分为：变形区；不变形区；死区。

4、 反挤压变形分区分为：已变形区、死区、变形区、过渡区、待变形区。

5、 断面减缩率：挤压变形程度的一种表示方法。

用挤压前毛坯横截面积减去挤压后工件横截面积与挤压前毛坯横截面积之比值表示。

A ∑=%100010⨯-A A A 挤压比 G 1A A =6、 附加应力产生的原因：（1）变形金属与模具之间存在着摩擦力；（2）各部分金属流动阻力不一致；（3）变形金属的组织结构不均匀 （4）模具工作部分的形状与尺寸不合理。

7、挤压件的常见缺陷有：A.表面折叠 B.表面折缝 C.缩孔 D.裂纹8、冷挤压坯料为何要进行软化处理？ 答：冷挤压坯料进行软化处理的原因：为了改善冷挤压坯料的挤压性能和提高模具的使用寿命，大部分材料在挤压前和多道挤压工序之间必须进行软化处理，以降低材料的硬度，提高材料的塑形，得到良好的显微组织，消除内应力。

9、碳钢和合金钢坯料冷挤压前采用何种表面处理？这种表面处理为何能提高冷挤压零件的表面质量和模具使用寿命？ 答：碳钢和合金钢坯料冷挤压前要进行磷化处理。

磷化处理又叫磷酸盐处理，也就是把钢坯放在磷酸盐溶液中进行处理。

处理时金属表面发生溶解和腐蚀。

由于化学反应的结果，在金属表面上形成一层很薄的磷酸盐覆盖层。

10、奥氏体不锈钢和硬铝坯料在冷挤压前要进行何种表面处理？ 答：奥氏体不锈钢因与磷酸盐基本上不发生化学反应，所以不能用磷化处理，故用草酸盐处理来代替。

硬铝坯料苏醒差，在挤压过程中，为了避免产生裂纹，应使硬铝坯料表面形成一层氧化膜。

可用氧化处理、磷化处理或氟硅化处理来获得。

11.、第一阶段（镦粗与充满阶 段）：是材料充满凹模型腔的过程 第二阶段（稳定挤压阶段）：冲头继续下压，材料不断地从稳定变形区往模孔挤出 第三阶段（非稳定变形阶段）：由于变形材料的厚度变得很薄，变形遍及与冲头端面连接的整个毛坯，金属变形异常困难，这时挤压力急剧增加。

挤压模具设计(1)解读

挤压模具设计(1)解读


第一小组的品种相当多，目前大约包括 800 个 典型规格。 第二小组型材的品种很少，目前不超过50个典 型规格。
1.1铝合金型材分类
阶段变断面型材根据型材部分 ( 薄端 ) 的外形可 分为 T 字形的、工字形的、槽形的、带弯边槽形 的、z字形的和任意截面的型材，而大头部分 ( 厚 端)的外形可能是各种各样的。 该种型材的特点是：大头端是一个整体，其横断 面积超过其型材部分横断面积的3—10倍， 大头部分长度通常为100—600mm。
图1－5（1） 带筋整体壁板型材品种举例
图1－5（2） 带筋整体壁板型材品种举例
1.1铝合金型材分类
民用建筑型材在铝型材中所占比重最大，应用 最为广泛，绝大多数用 6063T5 材料生产，具有 壁薄、形状复杂、精度高、表面质量要求严等特 点，故宜单独分为一类。
按其形状可分为空心型材和实心型材，按其用途 可分为外墙围护结构、门窗洞口填充结构、室内 装饰结构、装饰型材相辅助型材等。
►主要内容：
1、概述 主要讲解铝合金型材的分类及断面设计 原则，工模具在型材挤压生产中的特殊 地位及作用，挤压模具设计技术的发展。 2、模具材质选择 主要讲解挤压模具的工作条件与模具材 料的合理选择。 3、挤压模具设计技术 主要讲解挤压模具的分类及装配方式，挤
►主要内容：
压模具的结构要素及模具设计的原则和步 骤，普通型材模具、舌型模、平面分流组 合模、导流模等模具的设计方法。 4、模具设计理论的发展 主要介绍模具设计的最新研究成果及设 计理论的发展。 5、上机 利用计算机进行实例设计。
在同一类型材中又分为“目”。 “目”的划分只用于XC1~XC7。 XC1—角形型材，下分5个“目”: XC11—直角型材 XC12—锐角型材 XC13—钝角型材 XC14—圆头角型材 XC15—异形角型材
挤压模具设计课程设计

挤压模具设计课程设计

挤压模具设计课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解并掌握挤压模具设计的基本原理和概念；2. 学习并掌握挤压模具结构及其各部分功能；3. 了解挤压模具设计的相关技术要求和行业标准。

技能目标：1. 能够运用CAD软件进行挤压模具的设计与绘制；2. 能够分析并解决挤压模具设计过程中遇到的问题；3. 能够根据实际需求，提出合理的挤压模具设计方案。

情感态度价值观目标：1. 培养学生严谨的科学态度，注重实践与创新；2. 培养学生团队协作精神，提高沟通与表达能力；3. 增强学生对我国模具行业的认同感，激发学生为民族工业发展贡献力量的责任感。

课程性质分析：本课程为专业核心课程，旨在培养学生的挤压模具设计能力，提高学生在实际工程中的应用能力。

学生特点分析：学生已具备一定的机械基础知识，具有较强的学习能力和动手能力，但缺乏实际工程经验。

教学要求：1. 结合课本内容，注重理论与实践相结合；2. 采用项目驱动教学，提高学生的实践操作能力；3. 加强课堂互动，培养学生的创新思维和解决问题的能力；4. 注重过程评价，全面评估学生的学习成果。

二、教学内容1. 挤压模具设计基本原理- 挤压成型原理- 模具设计的基本流程- 模具材料的选用原则2. 挤压模具结构及功能- 模具各部分的名称及作用- 常见挤压模具类型及特点- 模具结构对制品质量的影响3. 挤压模具设计技术要求与标准- 相关国家标准和行业标准- 模具设计中的关键技术参数- 模具设计的安全性与可靠性4. CAD软件在挤压模具设计中的应用- CAD软件的基本操作- 模具三维建模与绘制- 模具设计参数化与仿真分析5. 挤压模具设计实例分析- 实际工程案例介绍- 模具设计过程中的问题与解决方法- 模具设计方案优化6. 挤压模具设计实践- 模具设计项目的实施- 设计图纸的绘制与审查- 模具样品制作与测试教学内容安排与进度：本课程共分为六个部分，每个部分按照2-4个课时进行教学。

课程设计--热挤压模具材料的选择及工艺设计(如热挤压冲头)

课程设计--热挤压模具材料的选择及工艺设计(如热挤压冲头)

专业课程设计任务书学生姓名：班级：设计题目：热挤压模具材料的选择及工艺设计（如热挤压冲头）设计内容：1、根据零件工作原理，服役条件，提出机械性能要求和技术要求。

2、选材，并分析选材依据。

3、制订零件加工工艺路线，分析各热加工工序的作用。

4、制订热处理工艺卡，画出热处理工艺曲线，对各种热处理工艺进行分析，并分析所得到的组织，说明组织及性能的检测方法与使用的仪器设备。

5、分析热处理过程中可能产生的缺陷及补救措施。

6、分析零件在使用过程中可能出现的失效方式及修复措施。

H13制造铝合金压铸模具上模材料的选择与工艺设计目录0 前言1 铝合金压铸模具上模的服役条件和性能要求 (5)1.1 铝合金压铸模具上模服役条件 (5)1.2 铝合金压铸模具上模性能要求 (5)2 铝合金热作模具上模的选择 (6)2.1 高韧性热作模具钢 (7)2.1.1 5CrNiMo钢 (7)2.1.2 5CrMnMo钢 (8)2.1.3 4CrMnSiMoV钢 (8)2.1.4 3Cr2MoWVNi钢 (8)2.1.5 4Cr3Mo3W4VNb钢 (8)2.1.6 H13钢 (9)2.2 高热强性热作模具钢 (9)2.2.1 3Cr2W8V钢 (9)2.2.2 3Cr3Mo3W2V钢 (9)2.2.3 5Cr4Mo2W2VSi钢 (10)3 H13化学成分及每个元素的作用 (10)3.1 H13化学成分及物理性能 (10)3.2 H13每个元素的作用 (11)4 H13热处理加工工艺路线及作用 (12)4.1 铝合金热作模具上模热处理工艺曲线 (12)4.2 热处理工艺的作用 (12)4.2.1 退火处理 (12)4.2.2淬火工艺 (13)4.2.3回火工艺 (13)4.2.4 氮化处理 (14)5热处理工艺曲线及加工规范 (14)5.1铝合金热作模具热处理工艺曲线 (14)5.2 热加工规范 (14)5.2.1锻后退火规范 (14)5.2.2淬火规范 (15)5.2.3 回火规范 (16)5.2.4氮化处理规范 (16)5.2.5 H13钢热处理工艺卡 (17)6 热处理中可能出现的缺陷及防止和补救措施 (17)6.1软点 (17)6.1.1 产生软点的原因 (17)6.1.2补救措施 (17)6.2 淬火裂纹 (17)6.2.1产生淬火裂纹的原因 (18)6.2.2防止和补救措施 (18)6.3 硬度不合格 (18)6.3.1硬度不足产生的原因 (18)6.3.2防止和补救措施 (18)6.4 表面腐蚀 (19)6.5 变形和畸变 (19)6.5.1 加热速度 (19)6.5.2 加热温度 (20)6.5.3 冷却介质和冷却方法 (20)6.6 过热、过烧 (21)7 性能检测方法 (21)8 课程设计的体会与感受 (22)【参考文献】0 前言模具是机械工业重要的基础工艺装备。

挤压模具课程设计全套

挤压模具课程设计全套一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握挤压模具的基本原理、结构和应用，培养学生进行模具设计和制造的基本技能，提高学生解决实际工程问题的能力。

1.了解挤压模具的定义、分类和特点。

2.掌握挤压模具的工作原理、结构组成及工作过程。

3.熟悉挤压模具的设计方法和步骤。

4.了解挤压模具的应用范围和行业发展趋势。

5.能够分析挤压模具的工作过程，进行简单的模具设计。

6.能够操作挤压模具制造设备，进行模具加工。

7.能够对挤压模具进行维护和故障排除。

情感态度价值观目标：1.培养学生对挤压模具行业的兴趣，提高学生学习的积极性。

2.培养学生团队合作精神，提高学生解决实际问题的能力。

3.培养学生创新意识，提高学生综合素质。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括挤压模具的基本原理、结构和应用，模具设计和制造的基本技能，以及实际工程问题的解决方法。

1.挤压模具的基本原理、结构和特点。

2.挤压模具的工作过程和设计方法。

3.挤压模具的制造工艺和设备。

4.挤压模具的应用范围和行业发展趋势。

5.实际工程案例分析，解决实际工程问题。

三、教学方法本课程采用讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性。

1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握挤压模具的基本原理和知识。

2.讨论法：通过分组讨论，培养学生的团队合作精神和解决问题的能力。

3.案例分析法：通过分析实际工程案例，使学生了解挤压模具在工程中的应用。

4.实验法：通过实验操作，使学生掌握挤压模具的制造工艺和设备操作。

四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。

1.教材：选用国内知名出版社出版的挤压模具教材作为主要教学资源。

2.参考书：提供相关的挤压模具专业书籍，供学生拓展阅读。

3.多媒体资料：制作课件、教学视频等，以丰富教学手段，提高学生的学习兴趣。

4.实验设备：提供挤压模具制造设备和相关实验器材，供学生进行实验操作。

热挤压模设计的基本要素培训资料综述


Φ 140
Φ 178 Φ 178 Φ 178 Φ 178 Φ 178 Φ 228.6 Φ 254 Φ 228.6 Φ 228.6 Φ 254 Φ 254 Φ 254
Φ 100
Φ 110 Φ 130 Φ 160 Φ 170 Φ 190 Φ 190 Φ 190 Φ 230 Φ 240 Φ 250 Φ 270 Φ 285
分流模
二、断面形状
• 挤压制品断面与其对应的模孔有形状相似而尺寸不等关系， 特别是型材的这种关系尤为突出。型材根据其断面形状可以 分为实心型材、空心型材、半空心型材三大类，有的型材又 再分为不同的级别，如图6-3-2 所示。
（a）
Ⅰ级
Ⅱ级 （b）
Ⅲ级
Ⅰ级
Ⅱ级 （c）
Ⅲ级
图6-3-2型材断面形状的分类、等级 (a)实心型材；(b)半空心型材（ⅠⅡⅢ）级；(c)空心型材（ⅠⅡⅢ）级
反映型材挤压难易程度的数量指标，一般有以下几个因素： 1.挤压系数（挤压比）是指挤压筒断面积与型材断面积（多孔模是断面的 总面积）的比值。λ＝S挤压筒断面积/∑型材断面积 一般的对于6063合金， λ取20～200，建筑型材最佳的20～80。 2.宽厚比K是指型材外接圆与断面上最小壁厚的比值,即K=W/t。宽厚比K是 型材扁宽化，薄壁化的重要指标，也是反映型材加工难易程度的主要指标。 当K小于130时，一般的能较顺利的生产出合格产品；当K大于130时，成型 较为困难，断面尺寸和形状精度难以保证，产品质量大为降低，生产率和成 品率下降。 3.舌比R是指悬臂部分面积A与开口尺寸W平方的比值。即R=A/W2一般的 模具舌比大于3就有断裂的危险。或者舌比也可按照下表取值（舌比控制在R 以内）
三、模孔尺寸的确定
模孔尺寸的确定主要考虑挤压制品的金属成分、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。若用A表示模孔 长度，用B表示模孔的宽度，则用以下算式进行计算： 管材与棒材模： A=A0（1+κ） （3-12） 型材模： A=A0（1+κ）+△ （3-13） B= B0+ △ （3-14） 式中：A0———管、棒、型材断面的名义尺寸。圆棒A0为直径， 圆管A0为外径，方棒A0为边长，六角棒A0为内切圆直径； κ———模孔裕量系数，见表6-3-2； △———型材外形或壁厚的正偏差值，可按有关标 准规定查取； B0———型材壁厚名义尺寸。

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2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
热挤压模设计的基本要素资料 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
谢谢
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利

挤压第七章 热 挤 压


二、热挤压件的热处理
图7-16 退火和正火加热温度范围 1—完全退火 2—正火 3—球化退火 4—低温回火
第八节 热挤压件质量及力学性能
1.温度对热挤压件质量的影响 挤压坯料温度发生变化，会造成 收缩率不一致，影响热挤压件的尺寸精度。 2.挤压件断面形状的影响 挤压件的断面形状越复杂，冷收缩时 的不均匀性也越大。 3.润滑条件的影响 选用润滑性能好和粘附能力强的润滑剂时， 可在坯料表面保持很均匀的润滑膜，模具表面平滑时，则挤压 件尺寸精度也高且表面粗糙度值低。 4.氧化对表面质量的影响 钢料加热到开始挤压温度后就已超过 了钢的剧烈氧化温度，坯料表面都会生成一层氧化皮。
二、模具结构设计
图7-9 热正挤压模 1—凹模 2—凸模 3—顶杆导套 4—下模座 5—垫板 6—导柱 7—导套
8—凹模固定座 9—上模座 10—固定螺母 11—凸模垫板
二、模具结构设计
图7-10 热反挤压模 1—螺母 2—凸模固定圈 3—卸料板 4—凸模 5—凹模 6—顶
料杆 7—凹模固定座 8—顶杆 9—弹簧 10—螺栓
二、热挤压用的玻璃润滑剂
1) 玻璃在加热过程中没有明显的熔点，随着温度升高它逐渐软化，直至成为液体。 2) 玻璃熔化后的粘度随温度的升高而降低，不同成分的玻璃有不同的粘度-温度特性。 3) 玻璃使用的温度范围很广，从450～2200℃范围内都可采用玻璃作润滑剂。 4) 玻璃不与金属起化学作用，而且化学稳定性很好。
1.火焰加热
它是利用燃料在加热炉内燃烧产生含有大量热 能的高温气体(火焰)，通过对流、辐射把热能传 递给坯料表面，通过由表及里的热传导而使金 属坯料加热到预定的温度。
2.电加热
(1) 感应加热 是交变电流通过感应线圈产生感应交变磁场，进而感应出交变电场。 (2) 电阻炉加热 是利用电流通入炉内的电热体所产生的热量，以辐射与对流传热的 方式来加热金属坯料。
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工作带合理长度h的确定原则如下： 1． 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 h的最小值。一般来说，工作带h 的最小值hmin为1.5mm~3.0mm。 2． 根据挤压时金属与模孔工作带最大有效接触宽度来确定工作带长度 的最大值。超过此值的那部分工作带，就将失去塑性成形的定径和调 节金属流速的作用。铝及铝合金工作带最大长度一般不超过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。例 如，一些简单断面实心型材，如等壁厚角形、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的不 同而设计各对应不等的h值。挤压有色金属时，一般h 值在2~9mm范围 内选取。 总之，工作带长度的确定，除事先遵照上述原则和生产实际经验确定 一个数值后，根据挤压制品的质量情况，还需进行调整，以保证最后 生产出合格的挤压制品。
Dw
外接圆
图6-3-1 型材的外接圆直径
• 为了确定一台挤压机能否生产某种制品，就看挤压简直径 的大小。 表6-3-1
模具类型 模具直径 Φ 159 Φ 200 Φ 177.5 Φ 195 Φ 220 Φ 240 Φ 270 铝棒规格 Φ 101 Φ 101 Φ 127 Φ 127 Φ 140 Φ 178 Φ 178 Φ 178 型材外接圆max Φ 80 Φ 110 Φ 100 Φ 100 Φ 115 Φ 120 Φ 140 Φ 160
W 1.0-1.5 1.6-3.1 3.2-6.3 6.4-12.6
6
4.断面形状因素 是指型材断面周长与其面积之比（或型材断面周长与其单位质量之比）， 即 F形＝SC/FC或F形＝SC/GC 式中：SC,FC,GC分别为型材断 面的周长，断面积及其单位质量。断面形状因素F形数值越大，则表示这种型 材越难挤压。因而模具设计时就需慎重考虑设计要素、模孔排布及挤压设备 的选取等诸多因素。
五、尺寸偏差
与别的加工材料类似，对于有色金属制品，特别是挤压型 材制品，随着截面形状的不同，各部位的标注尺寸有的可 能相等，但偏差值则可能不同，这就反映出模具制造上尺 寸精度的偏差。模孔尺寸由于变形、磨损及检验时的测量 误差等因素影响，都将使实际挤出制品的尺寸有差异，高 温加工制品冷却后有相应的冷缩量等。这些因素均会影响 制品出现尺寸偏差，甚至出现次品和废品的现象。故在模 具设计与制造中就应保证挤压制品在处于常温状态时也不 超过规定的尺寸偏差范围，同时要求模具最大限度地延长 使用寿命。通常选取一定的模孔裕量系数（κ）来给予补 偿，一般模孔裕量系数κ在0.007~0.02范围内取值。 不同金属的模孔裕量系数κ值见表6-3-2所列。
分流模
二、断面形状
• 挤压制品断面与其对应的模孔有形状相似而尺寸不等关系， 特别是型材的这种关系尤为突出。型材根据其断面形状可以 分为实心型材、空心型材、半空心型材三大类，有的型材又 再分为不同的级别，如图6-3-2 所示。
（a）
Ⅰ级
Ⅱ级 （b）
Ⅲ级
Ⅰ级
Ⅱ级 （c）
Ⅲ级
图6-3-2型材断面形状的分类、等级 (a)实心型材；(b)半空心型材（ⅠⅡⅢ）级；(c)空心型材（ⅠⅡⅢ）级
三、模孔尺寸的确定
模孔尺寸的确定主要考虑挤压制品的金属成分、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。若用A表示模孔 长度，用B表示模孔的宽度，则用以下算式进行计算： 管材与棒材模： A=A0（1+κ） （3-12） 型材模： A=A0（1+κ）+△ （3-13） B= B0+ △ （3-14） 式中：A0———管、棒、型材断面的名义尺寸。圆棒A0为直径， 圆管A0为外径，方棒A0为边长，六角棒A0为内切圆直径； κ———模孔裕量系数，见表6-3-2； △———型材外形或壁厚的正偏差值，可按有关标 准规定查取； B0———型材壁厚名义尺寸。
模具类型
模具直径 Φ 159 Φ 200 Φ 177.5 Φ 195 Φ 220 Φ 240 Φ 270 Φ 280 Φ 328 Φ 310 Φ 360 Φ 400 Φ 430 Φ 496
铝棒规格 Φ 101 Φ 101 Φ 127 Φ 127
型材外接圆max Φ 65 Φ 100 Φ 78 Φ 95
第六部分 热挤压模具设计的基本要素
第一节 挤压制品与模具的关系
• 金属加工制品都是通过一定的成形工具而获得的，热挤压生 产加工也不例外，必须先根据产品进行模具设计，加工制作 模具后交付生产车间使用。从事模具设计工作，必须对模具 设计基础、基本要素、常用模具设计方法与相关内容等较为 明确并能综合应用，这是至关重要的依据。当然，模具设计 的好坏，只能以实际生产效果来进行评判，因而，了解生产 工艺，推广先进技术，不断总结和积累经验是设计出高质量 模具不可缺少的途径。
第二节 热挤压模设计的基本要素
一、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， 如图6-3-3所示。当α=90°时，即为平模。平模多用于挤 压铝合金型材、棒材及铜合金、镍合金等的管材与棒材。
d定
a
r入
d出 D 图6-3-3 挤压模设计基本要素
h定
H
• 当＜90°时，即为锥模。锥模的模角α有合理的取值 范围， α为45°~60°。但根据不同金属和工艺条件的要求，α的取值 也有变化。例如，带润滑剂的挤压钢和一些稀有、难熔的金属， 常选α为55°~70°；在有色金属挤压中一般选取α为 55°~65°；高温材料如钨、钼、锆之类的金属，取α=45°即 可，锥模用于铝、铜合金管材较为普遍。 • 双锥模的模角由两部分组成：靠近工作端面部分用α1表示， 靠近工作带部分用α2表示。一般选用α1为60°~65°，α2为 10°~45°，这对于加工铜合金、铝合金管材较为有利。实践 证明，挤压铝合金选用α2为10°~13°为最佳。
三、变形程度
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 压比是指挤压成形前锭坯充满挤压筒时的断面积与挤成形后制品断面积总和 之比值，以 λ表示： λ＝Ft/ n· f (3-4)式中：Ft——— 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。 对于圆棒、管材的挤压，其挤压比可以写成以下简写形式： 棒材：λ=1/n·(Dt/dk) (3-5) 管材：λ=1/n·[(Dt-St) · St/(Dk-tk) · tk] (3-6) 式中： Dt———挤压简直径； dk———棒材直径； Dk———管材外径； tk———管材壁厚； St———锭坯填充挤压筒并穿孔后环形锭坯断面的壁厚： 即St= Dt-DZ/2, DZ 为穿孔针直径，即管材内径。
反映型材挤压难易程度的数量指标，一般有以下几个因素： 1.挤压系数（挤压比）是指挤压筒断面积与型材断面积（多孔模是断面的 总面积）的比值。λ＝S挤压筒断面积/∑型材断面积 一般的对于6063合金， λ取20～200，建筑型材最佳的20～80。 2.宽厚比K是指型材外接圆与断面上最小壁厚的比值,即K=W/t。宽厚比K是 型材扁宽化，薄壁化的重要指标，也是反映型材加工难易程度的主要指标。 当K小于130时，一般的能较顺利的生产出合格产品；当K大于130时，成型 较为困难，断面尺寸和形状精度难以保证，产品质量大为降低，生产率和成 品率下降。 3.舌比R是指悬臂部分面积A与开口尺寸W平方的比值。即R=A/W2一般的 模具舌比大于3就有断裂的危险。或者舌比也可按照下表取值（舌比控制在R 以内）
平模
Φ 280
Φ 328 Φ 310 Φ 360 Φ 400 Φ 430 Φ 496
Φ 178
Φ 178 Φ 228.6 Φ 254 Φ 228.6 Φ 228.6 Φ 254 Φ 254 Φ 254
Φ 170
Φ 190 Φ 200 Φ 200 Φ 235 Φ 250 Φ 250 Φ 270 Φ 285
一、断面尺寸与模具的关系
挤压制品断面尺寸与模具断面尺寸的大小有因果相存的关系，挤 压制品的断面尺寸的大小又同挤压力和挤压模具工作端面尺寸密 切相关。挤压制品的断面尺寸越大，所需要的挤压力就越大，因 而挤压模具工作 端面的尺寸也就要相应增大。一般不同吨位的挤 压机都有相应的固定挤压筒，其直径大小又限制着挤压制品断面 直径的取值范围，这些关系表明了互相依存的因果关系。挤压制 品断面大小，对于圆棒材、圆管材，以其外圆直径来确定；对于 非圆棒、非圆管、型材（包括排材），常用各自的外接圆直径来 衡量，如图6-3-1所示。
• 通常认为ε在95%以上是经济合理的，而有时纯铝的挤压比λ 可达300，6063合金可达200，硬铝只在20~60 之间。模具设 计时除了注意选择合理的挤压比外，还应注意模孔排列的合 理性，合理的模孔排列使挤压比相同的情况下挤压力可能达 到最小。
四、直角部位的圆角半径
挤压制品拐角情况常见，多成直角形式。制品是凸形直角， 则模孔便是凹形直角，总是与它对应而相反。这种部位不管 是在模具上，还是在制品上，挤压中都会出现应力集中的情 况，而且易于磨损，影响非常不好。同时也给加工带来一定 的难度。因为一般模孔是线切割成形的，因此最小圆角受到 线切割机床所用钼丝或铜丝的直径所限制。为了避免这类尖 角，模具设计时往往采用圆角过渡。这类过渡圆角半径的取 值，对于6063 合金挤压可取γ=0.4mm，其他铝合金挤压可取 γ=0.6mm；对于难变形的其他有色金属，其过渡圆角的半径 取值要适当增大一些。
二、工作带长度h的确定
工作带又称为定径带，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 的组成部分，如图6-3-3所示的h定。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，则挤压金属残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；若工作带长度h 过短，则会加快模孔的 磨损，使制品尺寸不稳定，出现超差现象，且因金属流速 较快致使制品断面各部分金属流动不均匀而形成波浪、扭 拧、弯曲等缺陷。