冷挤压模具课程设计
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1、冷挤压的定义及特点 (3)
1.1.冷挤压的定义 (3)
1.2.冷挤压的优点及技术难点 (3)
2．材料分析 (5)
2．1材料化学成分及机械性能 (5)
2.2材料的力学性能分析 (6)
2．3毛坯尺寸的确定 (6)
2．4坯料制备方法 (6)
2.5坯料的软化处理、表面处理及润滑 (6)
2．5．1 坯料的软化处理 (6)
2．5. 2 坯料的表面处理 (7)
2.5. 3 坯料的润滑处理 (8)
3 成形工序挤压力的计算 (9)
3．1变形程度的计算 (9)
3．2图算法冷挤压力的计算 (10)
3．3总挤压力 (10)
3.4挤压力经验公式的校正 (10)
3.5压力机的选择（挤压设备的选择） (10)
4．模具设计 (11)
4.1挤压模具设计的基本要求 (12)
4. 1. 1 模具设计时需考虑的安全措施 (12)
4. 1. 2 挤压模具的整体设计 (12)
5 . 2 凸、凹模的设计 (12)
4. 2. 2 凹模的设计和尺寸 (13)
4.3凸、凹模固定圈的设计 (16)
4.3.1凸模固定板 (16)
4．3．2 凹模固定板 (16)
4.4压力垫板的设计 (17)
4．5．顶出装置的设计 (17)
4.6卸料板的设置 (18)
4.7导向装置的设计（导柱导套的设计） (19)
4．8模架的设计 (20)
5.模具材料的选择 (20)
1、冷挤压的定义及特点
1.1.冷挤压的定义
冷挤压是精密塑性体积成形技术中的一个重要组成部分。冷挤压是指在冷态下将金属毛坯放入模具模腔内，在强大的压力和一定的速度作用下，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挤压件。显然，冷挤压加工是靠模具来控制金属流动，靠金属体积的大量转移来成形零件的。
1.2 . 冷挤压的优点及技术难点
目前，冷挤压技术已在紧固件、机械、仪表、电器、轻工、宇航、船舶、军工等工业部门中得到较为广泛的应用，已成为金属塑性体积成形技术中不可缺少的重要加工手段之一。二战后，冷挤压技术在国外工业发达国家的汽车、摩托车、家用电器等行业得到了广泛的发展应用，而新型挤压材料、模具新钢种和大吨位压力机的出现便拓展了其发展空间。日本80年代自称，其轿车生产中以锻造工艺方法生产的零件，有30%～40%是采用冷挤压工艺生产的。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。与其他加工工艺相比冷挤压有如下优点：
1）节约原材料。冷挤压是利用金属的塑性变形来制成所需形状的零件，因而能大量减少切削加工，提高材料利用率。冷挤压的材料利用率一般可达到80%以上。
2）提高劳动生产率。用冷挤压工艺代替切削加工制造零件，能使生产率提高几倍、几十倍、甚至上百倍。
3）制件可以获得理想的表面粗糙度和尺寸精度。零件的精度可达IT7～IT8级，表面粗糙度可达R0.2～R0.6。因此，用冷挤压加工的零件一般很少再切削加工，只需在要求特别高之处进行精磨。
4）提高零件的力学性能。冷挤压后金属的冷加工硬化，以及在零件内部形成合理的纤维流线分布，使零件的强度远高于原材料的强度。此外，合理的冷挤压工艺可使零件表面形成压应力而提高疲劳强度。因此，某些原需热处理强化的零件用冷挤压工艺后可省去热处理工艺，有些零件原需要用强度高的钢材制造，用
冷挤压工艺后就可用强度较低的钢材替用。
5）可加工形状复杂的，难以切削加工的零件。如异形截面、复杂内腔、内齿及表面看不见的内槽等。
6）降低零件成本。由于冷挤压工艺具有节约原材料、提高生产率、减少零件的切削加工量、可用较差的材料代用优质材料等优点，从而使零件成本大大降低[3]。
冷挤压技术在应用中存在的难点主要有：
1）对模具要求高。冷挤压时毛坯在模具中受三向压应力而使变形抗力显著增大，这使得模具所受的应力远比一般冲压模大，冷挤压钢材时，模具所受的应力常达2000MPa～2500MPa。例如制造一个直径38mm,壁厚5.6mm，高100mm的低碳钢杯形件为例，采用拉延方法加工时，最大变形力仅为17t，而采用冷挤压方法加工时，则需变形力132t，这时作用在冷挤压凸模上的单位压力达2300MPa 以上。模具除需要具有高强度外，还需有足够的冲击韧性和耐磨性。此外，金属毛坯在模具中强烈的塑性变形，会使模具温度升高至250℃～300℃左右，因而，模具材料需要一定的回火稳定性。由于上述情况，冷挤压模具的寿命远低于冲压模。
2）需要大吨位的压力机。由于冷挤压时毛坯的变形抗力大，需用数百吨甚至几千吨的压力机。
3）由于冷挤压的模具成本高，一般只适用于大批量生产的零件。它适宜的最小批量是5～10万件。
4）毛坯在挤压前需进行表面处理。这不但增加了工序，需占用较大的生产面积，而且难以实现生产自动化。
5）不宜用于高强度材料加工。
6）冷挤压零件的塑性、冲击韧性变差，而且零件的残余应力大，这会引起零件变形和耐腐蚀性的降低（产生应力腐蚀）[4]。
1. 3 冷挤压的发展趋势
1）随着能源危机的日趋严重，人们对环境质量将更加关注，加之市场竞争日益加剧，促使锻件生产向高效、高质、精化、节能节材方向发展。因此用挤压成形等工艺手段所生产的精化锻件的产量，在市场竞争中将得到较大的发展。
