铜合金压气缸的热挤压工艺及模具设计
摘要
铜合金压气缸的生产方法常见的有管料的切削加工，离心铸造后切削加工，热挤压法。热挤压法生产材料利用率最高，生产效率最高，产品质量最高。本文分析热挤压工艺及模具设计。
热挤压工艺分析综述：铜合金的热挤压温度根据经验可以定为730℃。压气缸的毛坯件属于杯形件的一种，因此采用的是反挤压。若采用一次挤压成形则所需挤压力和变形程度太大。因此采用两次反挤压，第一次将棒料挤压成为杯形件，切削加工成空心圆柱形。再经过第二次反挤压将内孔扩大，外径不变。经过两次反挤压得到挤压件成形毛坯。
模具设计分析综述：两序挤压则需要两套挤压模具。两套模具采用通用凹模，结构简单。第一套模具凸模采用一般的反挤压凸模结构。第二套模具需要有模芯结构，模芯可以是固定式的也可以是活动式的。本次设计将模芯设计为固定式的即凸模和模芯一体式的。设计成整体式的好处是结构简单，生产效率高。与此同时，顶件器只需设计成中空的即可，当凸模压下时，模芯正好进入顶件器的内腔中。
关键词：反挤压，压气缸，模具设计，模芯
Copper Alloy Cylinder Pressure of Hot Extrusion Technology
and Die Design
ABSTRACT
Copper alloy pressure cylinder production methods common pipe material cutting processing, machining after centrifugal casting, hot extrusion method. Hot extrusion method is the highest utilization rate of materials, the highest production efficiency,and the highest quality of product . In this paper, hot extrusion technology and die design is analysed.
Hot extrusion technology analysis were reviewed: Copper alloy can be classified as 730℃hot extrusion temperature according to the experience. Pressure cylinder of a blank parts belong to the cup, so the backward extrusion is used. If using an extrusion forming ,the needed extrusion and deformation degree is too large. so the backward extrusion shoud be used twice.The first extrusion will make the bar become the cup, and then, make the cup become the hollow cylindrical by machining. After second backward extrusion will enlarge the inner hole, and the outside diameter is constant.After twice backward extrusion,we can get the bloom.
Mold design analysis were reviewed: The two order squeezing requires two sets of extrusion dies Two sets of mould adopt general concave die. The first set of mould punch adopts general backward extrusion punch die structure. A second set of mould need a mold core structure, mold core can be stationary or activities. This design will design for fixed the punch mold core and mold core one-piece. Design into integral advantage is simple structure, high production efficiency at the same time, top pieces simply designed to be hollow, when the convex mold, mold core right into the lumen of top pieces.
KEY WORDS: backward extrusion, cylinder pressure, mold design, mold core
目录
前言 (1)
第一章热挤压技术的介绍 (2)
§1.1 热挤压工艺的实质 (2)
§1.2 热挤压工艺的特点 (2)
§1.3 热挤压工艺的主要过程： (3)
第二章工艺分析及制定 (4)
§2.1 产品零件分析 (4)
§2.2 挤压件图制定 (4)
§2.3 工艺方案分析 (5)
§2.4 毛坯形状及尺寸选择 (6)
第三章坯料的处理 (8)
§3.1 坯料加热方法 (8)
§3.2 加热温度 (8)
§3.3坯料润滑 (9)
第四章变形量和挤压力 (11)
§4.1 影响挤压力主要因素 (11)
§4.2 变形程度 (12)
§4.3 挤压力 (12)
§4.4 热挤压设备选用原则 (13)
§4.5 热挤压设备选用 (14)
第五章模具结构设计 (15)
§5.1 挤压模具设计的基本要求 (15)
§5.2 反挤压凸模的设计 (16)
§5.3热反挤压凹模的设计 (17)
§5.4热挤压凸模固定板的设计 (19)
§5.5 顶出装置的设计 (20)
§5.6模具结构原理 (21)
§5.7模具材料的选择 (22)
结论 (25)
参考文献 (26)
致谢 (28)
前言
压气缸户外断路器中的关键零件，要求“三高”即高的导电率、高的硬度和高的强度，以降低能耗和提高产品的可靠性。国内外均采用铬青铜QCr0.5材料制造。研究表明，QCr0.5是一种可热处理强化的铬青铜合金，其中合金元素Cr的含量一般在0.5%左右，对铜的导电率降低很少。在一定的温度范围内，QCr0.5具有良好的塑性，可通过锻造、挤压等变形工艺改善组织，提高性能。另外，经固溶时效后，其切削加工性能明显优于纯铜，因而成为高压开关零部件的首选材料。
压气缸传统上采用外径Φ130mm、内径Φl00mm的挤压管切削加工成型，材料利用率只有25%左右，同时内孔加工量大，效率低。还有一种方法是采用重力铸造或离心铸造厚壁管坯切削加工成型，这种厚壁铸管最大的缺点是内部质量差，存在气孔、夹杂等缺陷，机加工后缺陷暴露，废品率高20%-30%；成品材料利用率也低，通常在30%以下；另外机加工工作量大，热处理后的导电率、硬度及强度也普遍比较低。
新工艺采用热挤压加工，能使坯料尺寸精度大幅度提高，毛坯重量减轻45%以上，材料利用率可达70%以上，废品率降低到2%左右，产品的导电率、硬度及强度等零件材料为铬青铜QCr0.5，常温下QCr0.5棒料强度高、变形抗力大、塑性较差，具有加工硬化现象，难以进行大变形量的冷挤压成型加工。在生产过程中要先对其进行加热处理，即加热到730℃，使其软化，然后再进行挤压加工。
第一章热挤压技术的介绍
§1.1 热挤压工艺的实质
热挤压就是将金属材料加热到热锻成型温度进行挤压，即挤压前将坯料加热到金属的再结晶温度以上的某个温度下进行的挤压。热挤压是挤压的一种，是最常见的体积成型方式之一。和冷挤压一样，根据金属的流动方向和凸模的运动方向可以将热挤压分为正挤压，反挤压，复合挤压和径向挤压。
正挤压就是挤压时金属流动方向和凸模运动方向相一致。正挤压又分为实心件正挤压和空心件正挤压两种。正挤压可以制造各种形状的实心件和空心件。反挤压时金属的流动方向与凸模的运动方向相反。反挤压是将圆形毛坯挤压成筒形零件。复合挤压是指是挤压时，金属的流动方向朝朝凸模的运动向和相反方向同时运动。复合挤压可产生两端直径不同的筒形零件，也可生产双杯类零件，如汽车的活塞销，也可制造杯形零件等。
§1.2 热挤压工艺的特点
热挤压与冷挤压相比，具有如下优点：
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。加热后金属材料塑性较好，使得原来冷挤压时变形困难的材料，在热挤压时变得比较容易。单位变形抗力的降低，使热挤压能够成型断面形状复杂或尺寸较大的零件。挤压力的降低也可以减小设备的吨位，降低模具的单位负荷。同时，每道变形工步的需用变形程度也比冷挤压时大得多，也可以通过增加每道工步的变形量来减少变形工步数。
热挤压时可以连续成形，有利于提高生产效率。通常情况下，一次加热后热挤压的数道成形工步可以连续完成，不需要冷挤压使得中间退火软化工序和表面清理工序，有利于组织生产和提高生产效率。由于连续生产，可以使各道工步的模具初始精度匹配较好，工件的尺寸稳定性较高。
与冷挤压工艺相比存在以下不足：
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。在热挤压时，模具的温度会影响其强度和表面硬度，必须对热挤压模具进行充分冷却。在设计时应考虑模具的冷却系统。同时必须选合适的模具材料，提高材料的热硬性和热耐疲劳性能。
热挤压件的表面质量不佳，尺寸精度较低。由于坯料在加热时出现的氧化脱碳，使得积压件表面粗糙度值增加，尺寸精度也较冷挤压件低得多。经热挤压后的工件，一般需经过切削加工才能复合机器零件的质量要求。
热挤压后，工件必须进行热处理。为了改善热挤压件的切削加工性能，调整硬度及为零件的最终热处理做组织准备，热挤压后必须对工件进行退火或正火等热处理。
§1.3 热挤压工艺的主要过程：
坯料制备→坯料加热→挤压成形→后续工序→积压件热处理→ 表面热处理→ 精加工
第二章 工艺分析及制定
§2.1 产品零件分析
本设计的产品为筒形零件，其产品零件示意图如图2-1所示。 129
110
104
337
R
3均布
图2-1 压气缸
压气缸(见图2-1)传统上采用外径Φ130mm 、内径Φl00mm 的挤压管切削加工成型，材料利用率只有25%左右，同时内孔加工量大，效率低。新工艺采用热挤压加工，能使坯料尺寸精度大幅度提高，毛坯重量减轻45%以上，材料利用率可达70%以上，废品率降低到2%左右，产品的导电率、硬度及强度等零件材料为铬青铜QCr0.5，常温下QCr 0.5棒料强度高、变形抗力大、塑性较差，具有加工硬化现象，难以进行大变形量的冷挤压成型加工。在生产过程中要先对其进行加热处理，即加热到730℃进行挤压加工。
§2.2 挤压件图制定
热挤压工艺设计是整个热挤压设计工作的第一步，设计是否合理直接影响到制件质量、生产效率、模具寿命和生产成本等。根据压气缸的图纸要求，考虑到QCr0.5在730℃会产生氧化皮和机加工应预留的余量，挤压件在其原零件的基础上内外圈各加3mm 和4mm 的单边余量，端部加5mm 的余量，得到第2次挤压后的毛坯(如图2-2所示)，体积V 2≈1120123mm 3 。 得到挤压件图如下所示。
342129
73
110
图2-2 挤压件图
§2.3 工艺方案分析
工艺方案如下述讨论：
一、一次挤压成型。此时采用阶梯状凸模，一次挤压成型；
二、二次挤压成型。
若采用方案一凸模大致形状如（图2-3）所示。
图2-3 一次挤压凸模结构
根据挤压力计算采用经验公式：
F=K×[8+1/(D/d-1)]d 2σb 公式2-1
式中F―反挤压时的挤压力
K —校正系数(根据试验情况而定)
d —反挤压模凸模直径，mm
D —反挤压模凹模直径，mm
σb —挤压终了温度时金属材料的强度极限，MPa
如果采用一次性挤压，模具结构简单，生产效率高，但金属的变形程度大，挤压作用面积大，此时K= 0.3，σb =115MPa ，挤压力约为P=0.3×[8+l ／(D ／d-1)]d 2σb =0.3×[8+1／(129／112-1)] ×l12×l15=6313321.4N ，而315t 万能液压机的公称压力为3150000N ，500t 万能液压机的公称压力为5000000N 。因此若采用一次挤压所需压力太大，不够经济。其次若采用一次挤压变形量过大，容易出现挤压缺陷，故不适合采用一次挤压。
若采用二次挤压成形则可采用如下挤压工艺，如图2-4所示。 115126
129129145
12874
129342
112
129
棒料→镦粗→第一次反挤压→机加工修正→第二次反挤压
图2-4 积压工序图
§2.4 毛坯形状及尺寸选择
热挤压工艺设计是整个热挤压设计工作的第一步，设计是否合理直接影响到制件质量、生产效率、模具寿命和生产成本等 。
根据压气缸的图纸要求，考虑到QCr0.5在730℃会产生氧化皮和机加工应预留的余量，挤压件在其原零件的基础上内外圈各加3mm和4mm的单边余量，端部加5mm的余量，得到第2次挤压后的毛坯(如图2.4所示)，体积V2≈1120123mm3。
第2次挤压前机加工整修去掉的体积V=188675mm3，所以总的体积V0= V1+V2=1308800mm3为了减少原材料的特殊订货，根据供货情况在生产中采用115mm棒料，毛坯高度应取为：H= V0/3.14x(115/2) 2≈126mm。
采用二工序挤压工艺后，1、2次挤压的凹模具有通用性。为了使第二次挤压时能够脱模，必须限制凹模的高度，同时第一次挤压的毛坯在第二次挤压之前必须完全放入凹模内。经计算，第一次挤压后挤成的毛坯高度可取为146mm，由此得到第一次凸模的直径为Φ73mm，可满足实际生产要求。由于所用坯料的直径为115mm，而模具的凹模直径为Φ129mm为了保证毛坯挤压时的同心度，在第一次挤压之前须对毛坯进行镦粗，使其直径最大处为129mm。在第二次挤压之前，为防止毛坯加热后不能放入凹模中，同时保证型芯能放入第一次挤压制件的内孔中一定要通过机加工对其进行修整，采用内镗孔外车削的方法将其加工成内外径分别为Φ74mm和Φ128mm的毛坯。
第三章坯料的处理
§3.1 坯料加热方法
一、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，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是金属坯料加热到预定的温度。燃料有：固体燃料，液体燃料，以及气体燃料。
火焰加热方法的优点是：燃料来源广泛，加热炉造价较低，对坯料的适应性广等，因此应用广泛。其缺点是：劳动条件较差，加热速度慢，加热炉温度比较难以控制，还存在较大的金属烧损，对环境也有较大的影响。
二、电加热电加热是通过把电能转化为热能来加热金属坯料。常见的方法有感应加热，接触电加热和电阻炉加热。
由于本次挤压坯料是铜，而铜不具有电磁感应的特性，所以不能用电磁感应加热的方法，在这里不再赘述感应加热的方法。
电阻炉加热是利用电流通入炉内的电热体所产生的热量。电阻炉加热温度受电热体的限制，热线率要比感应加热方法低得多，加热速度也慢。但温度控制准确。
综上所述，本次挤压工艺中坯料加热采用电阻炉加热。
§3.2 加热温度
热挤压指在再结晶温度以上加热，加热温度的高低对挤压过程有较大的影响。其一，挤压温度的高低对挤压力有较大的影响，加热温度低时挤压力较大，加热温度高时挤压力较小。因此，在满足一定条件下宜采用较高的加热温度。其二，加热温度过高时容易出现氧化，过热，过烧等一系列缺陷。
本次挤压坯料是铜，因此根据经验一般采用770℃加热。
§3.3坯料润滑
热挤压时，坯料处于700℃以上，任何适应于冷挤压的润滑剂都会在如此高温下发生分解，不仅不能起到润滑作用，还会因其性质的改变而增加表面与模具的摩擦力。在高温下理想的润滑剂应具备以下条件：
一、润滑剂应具有良好的耐压性能，在高压力下作用下，润滑膜仍能吸附在表面上，保持润滑效果。
二、应具有良好的耐热性，热挤压的润滑剂在使用时应不分解，不变质。
三、为了降低模具温度，热挤压用的的润滑剂在使用时不仅有润滑作用，还要有冷却模具的作用。
四、润滑剂不应对金属和模具由腐蚀作用。
五、润滑剂应对人体无毒，不污染环境。
六、润滑剂要求使用时，清理方便，来源丰富，价格便宜等。
目前，常用的润滑剂主要有以石墨为主要润滑成分的各类石墨润滑剂，以及以玻璃为主要成分的比例润滑剂。
玻璃是一种非晶态固体材料，它在高温下是一种流体，没有固定的熔点；玻璃的导热系数小，在工作温度下玻璃是一种熔体润滑剂，当玻璃与高温坯料接触时，它可以在工具和坯料接触面间形成液体薄膜，达到隔开两接触表面的目的，从而起到润滑和绝热的作用；玻璃的粘度随温度上升而减小，并具有可逆性，玻璃成分不同，粘度-温度特性不同，因此可根据金属热加工工艺的特点，选用或设计合适的玻璃成分和粒度。
热挤压工艺用玻璃润滑剂具有以下特点：
一、在金属变形过程中具有良好的延展性和耐压性。
二、导热系数小。当高温下熔化时，玻璃包围在坯料表面形成一层熔融状态的致密膜层，坯料与模具不直接接触，减少坯料表面温降和工模具的温升，起到绝热作用，既改善金属的塑性又提高工模具的使用寿命。
三、润滑性能好(摩擦系数约0.02～0.05)。润滑剂能在整个挤压过程中存在于金属与工模具之间，形成有一定高温粘度的润滑膜层，并具有小的摩擦系数。
四、玻璃润滑剂对变形金属具有很好的浸润性（粘附性）和结合力，润滑膜层具有较强的自愈功能。
五、玻璃润滑剂对金属具有化学惰性：在整个热历程中不对金属表面造成化学腐蚀。
六、环保型：对环境和人体无毒无害。
七、玻璃的适用温度范围广，从450℃～2200℃的工作温度范围都可选用。
石墨润滑剂石墨润滑剂为片状石墨与机油、焦油或油脂等混合成的涂料，能比较容易地涂敷在工具和坯料的表面上，由于片状石墨剪切强度和硬度较低，石墨片吸附气体形成润滑膜，因而能产生良好的润滑作用。当坯料表面具有氧化铁皮的情况下，其润滑效果较玻璃润滑好。
缺点是：一、导热系数较大，隔热差，工模具温升大，磨损快，挤压长产品困难。二、往往会使环境污染。
上述分析表明，目前，热挤压工况下常用石墨作为润滑剂，其一是石墨具有高温稳定性，其二是石墨易形成薄的隔离层并在模具表面有较好的吸附能力。玻璃粉作为高温润滑剂具有很多优点，但因工艺操作十分不便，实际生产中很少使用。可以将石墨做成水剂润滑剂，刷涂与坯料表面。
第四章变形量和挤压力
热挤压力的计算方法与冷挤压力的计算一样，也可分为理论计算法、经验计算法和图算法等。热挤压力除了受变形速度、润滑条件、模具结构和挤压件的形状等因素有关外，成形温度对挤压力的影响非常大。
§4.1 影响挤压力主要因素
在挤压过程中，影响挤压力的主要因素有：
一、材料性质。被挤压材料的化学成分，组织结构及力学性能对单位挤压力的影响很大，是决定单位挤压力的基本因素。例如含碳量越高的钢材，变形抗力大，不利于挤压；挤压前，对毛坯进行软化处理可以降低变形抗力等。
二、挤压前的变形方式。对于同种金属材料来说，挤压变形方式不同，所需的单位挤压力也不同。
三、挤压的变形程度大小。
四、模具的几何形状。挤压模的的凸模和凹模形状，对单位挤压力由很大影响。模具几何形状设计的合理，意识毛坯在型腔中流动，可以改善摩擦情况，减少金属流动阻力，不仅能显著提高模具的使用寿命，而且能减小单位挤压力。
五、挤压毛坯的相对高度。毛坯高度的变化，影响到毛坯与凸模真实接触率的改变，进而影响到摩擦阻力的变化，因此，毛坯的高度对单位挤压力也有一定影响。
六、润滑状态。润滑状态对降低单位挤压力影响较大，良好的润滑状态，介意使其真实接触面积率大大减小，摩擦阻力也大大减小，因此单位挤压力较低。
七、加热温度。热挤压的加热温度对挤压力的影响非常大。热挤压与冷挤压相比做大的不同就在于加热温度的不同，热挤压高的加热温度最大的目的就在于降低挤压力，因此温度越高挤压力越低。
§4.2 变形程度
每道热加油能挤出合格产品的最大变形程度称为许用变形程度。在保证产品质量，模具寿命的前提下，按照使冷挤压工序数减小到最低限度的原则来选用热挤压的变形程度。
采用热挤压成型工艺，需要验证材料的挤压许用变形程度，许用变形程度用断面收缩率ε来表示。两次挤压的过程中毛坯的变形程度为ε1和ε2，经计算得：
ε1=(A0-A1)/A 0=[3.14×1292/4-3.14×(1292-732 )/4]/3.14×1292/4=32.0％
ε2=(A3-A4)/A3-[3.14×(1282-742)/4-3.14×(1292-1122)/4]/3.14×(1282-742)/4= 63％
经试验完全满足要求。
§4.3 挤压力
热挤压力即热挤压变形所需要的作用力。它是设计模具，选择设备的依据，并可衡量热挤压变形的难易程度。必须对热挤压的单位挤压力和总变形力进行计算，以便为设计热挤压模具和选用设备提供依据。本次设计采用经验公式法和图算法两种方法计算。
1）经验公式法计算挤压力：
经验公式如下：
F=K×[8+1／(D／d-1)]d2 σb 公式4-1式中F― 反挤压时的挤压力
K—校正系数(根据试验情况而定)
d—反挤压模凸模直径，mm
D—反挤压模凹模直径，mm
σb—挤压终了温度时金属材料的强度极限，MPa
第一工序：d=73mm，D=129mm，终挤温度700℃。查表可得QCr0.5在700℃时的强度极限为115MP ，此时D=129mm，d=73mm，校正系数为0.3，则第一工序挤压力F为:
F=0.3×[8+l/(D/d-1)]d2σb=0.3×[8+1/(129/73-1)]×732×115=1710466.3N 第二工序：第二工序采用新的模具结构，压力计算
采用新的计算公式：
F=K×{8+1/[D/(d2-d1)-1}×(d22－d12)×σb 公式4-2式中F反挤压的挤压力
K—校正系数(根据试验情况而定)
d2—组合式凸模的固定部分
d1—组合式凸模的活动部分
D—反挤压模凹模直径，mm
σb —挤压终了温度时金属材料的强度极限，MPa。
查表可得QCr0.5在700℃时的强度极限为115MPa。此时的校正系数K=0.4，D=129mm，d2 =112mm，d1=73mm。
F=K×{8+1/[D/(d2-d1)-1×(d22-d12)×σb=0.4×{8+1/[129/(112-73)-1]}×(1122－732)×115=2799420N
2）图算法计算挤压力
由《挤压工艺及模具》P163页热反挤压压力计算图可查单位挤及力及总挤压力。
第一序反挤压：①由（εA=36.3%、h x =80）→k=1.5 ，②由（εA=36.3%、d0/h0 =1.7、σb =115Mpa 、d1）→F1≈2500000N、p≈600MPa
同理可求得第二序反挤压F2≈2900000N，P≈500Mpa
§4.4 热挤压设备选用原则
挤压设备选择是挤压成型工艺过程中的重要环节，挤压设备选择是否合适直接影响到设备的安全和合理使用，同时也关系到挤压工艺过程能否顺利完成及模具的使用寿命，产品质量，生产效率，成本高低等一系列问题。在选择挤压设备时，应该注意到以下几点：
一、应根据所要完成的挤压工序的性质，生产批量的大小，挤压件的几何尺寸及精度要求来选择挤压设备的类型。
二、由于在挤压过程中，机械的个部分都会受力变形，因此在选择挤压设备时，应充分注意到其精度和刚度。
三、挤压全过程的变形力应低于压力机的许用压力。
四、所选的压力机装模高度应与模具闭合高度相适应。
挤压设备的选择，还需要考虑到压力机台面的尺寸应足以安装模具，以便于安放压板固定，压力机有无气垫等弹顶装置，工作台孔大小是否适于出料等等。
§4.5 热挤压设备选用
考虑到本零件和模具的具体情况，既尺寸很大，必须选择滑块行程大的压力机，以保证本模具的顺利工作。
本例拟选用YT32-500B四柱液压机
标称压力5000KN
滑块行程900mm
最大闭合高度1500mm
闭合高度调节量70mm
工作台尺寸1400×1400mm
顶出缸行程355mm
根据经验压力机最低压力不小于标称压力的一半，对此压力机来说最低压力不小于Fg/2=2500KN，即可以认为滑块在下行时任一时刻均可承受2500KN的力，过标称点之后可承受5000KN的力，也就是说任意时刻均能提供大于2500KN的力，所以此压力机可以用来本例的反挤压设备，但是安全区的面积并非压力机工作时对工件做的功。
采用YT32-500B四柱液压机理论上符合本次挤压所有参数：
标称压力5000KN>2800KN
滑块行程900mm>凸模+挤压件+挤压行程
顶出缸行程355mm>凹模高度
第五章模具结构设计
§5.1 挤压模具设计的基本要求
一、挤压模具设计的基本要求，应满足以下条件：
1.凹模工作部分应有足够高的强度和较长的使用寿命；
2.凹模工作部分能够简洁可靠的固定在模架上；
3.极易损坏部分拆卸方便；
4.毛坯放置容易，定位准确，在大量生产时可能采用半自动或全自动送挤压的工件可以方便的取出；
5.制造简单，成本费用低；
6.保证操作人员的安全。
二、模具设计时需考虑的安全措施
在设计模具时，必须周全的从各个不同角度考虑必要的安全措施，以确保人身安全和设备安全。模具结构安全措施的一些基本要求如下：
1.模具的结构不应使操作者有不安全感。在操作时，严禁向模具内伸手。模具结构应以操作时不必将操作者身体的一部分进入危险区为原则。
2.模具要有足够的强度。整个模具结构的厚度不能过薄，受力部分厚度要大一些。
3.在设计模座时，应考虑安装螺钉的槽孔尺寸，特大的上模座或具有较大的钢性卸料板的模具，应增加紧固螺钉。
4.对具有敞开式活动卸料板的模具，应加保护板。
三、挤压模具的整体设计
在高压力作用下，为了保证挤压模具的寿命，对模具结构的强度、刚度等方面的要求应比一般冲压模具高。该模具采用导柱导套导向，来提高导向的精度。凸模用凸模固定板固定。由于挤压时的挤压力很大，为了防止由凸模和凹模传来的高压直接作用在上、下模座上，一般是在凸模和模座之间，以及凹模和模座之间设置垫板，来分散压力，起缓和作用。根据理论分析可知，压力在板内传播是向外扩大的，即垫板厚度增加，压力面的传递直径增
大，传递的压力减少。垫板是承受高压的零件，要求有较高的强度和刚度。凹模通过预应力圈固定在下模座上。为了防止挤压件卡在凹模内，采用顶杆顶出零件，应尽量减少顶杆的长度。
§5.2 反挤压凸模的设计
热反挤压的凸模形式与冷挤压凸模的形式相同。由于被挤压金属与凸模的摩擦比冷挤压时小得多，热反挤压凸模的工作带宽度要比冷挤压大，以提高凸模的耐磨性。也可不设工作带，模具中采用下顶料结构。
一、一序反挤压凸模的设计
一序反挤压是最常见最普通的反挤压类型，即将圆柱形坯料挤压成杯形。凸模设计如图5-1。基本参数已在图中标出。
R2
R
2
6
2
4
3
1
5
φ69
6
50°
φ73
7.63°
图5-1 一序凸模
二、二序反挤压凸模的设计
挤压工艺及模具习题库参考答案 1.答：反挤压进入稳定阶段，坯料的变形情况可分为以下几个区域： 已变形区、变形区、过渡区、死区、待变形区。 2.答：三向应力之所以可以提高被挤压材料的塑形，归纳起来主要 原因是：第一：三向压应力状态能遏制晶间相对移动，阻止晶间变形。第二：三向压应力状态有利于消除由于塑性变形所引起的各种破坏。第三：三向压应力状态能使金属内某些夹杂物的危害程度大为降低。第四：三向压应力状态可以抵消获减小由于不均匀变形而引起的附加应力，从而减轻了附加应力所造成的破坏作用。 3.答：在塑形变形过程中，变形金属内部除了存在着与外力相应的 基本应力以外，还由于物体内各层的不均匀变形受到变形体整体性的限制，而引起变形金属内部各部分自相平衡的应力，称为附加应力。 4.答：实心件正挤压的金属流动特点：坯料除了受凹模工作表面的 接触摩擦影响外，还受到芯棒表面接触摩擦的影响，因而坯料上的横向坐标线向后弯曲，不再有产生超前流动的中心区域，这说明正挤压空心件的金属流动比正挤压实心件均匀一些。在进入稳定流动时，剧烈变形区也是集中在凹模锥孔附近高度很小的范围之内，金属在进入变形区以前或离开变形区以后几乎不发生塑性变形，仅作刚性平移。
5.答：附加应力不是由外力引起的，而是为了自身得到平衡引起的。 因此，当外力取消以后，附加应力并不消失而残留在变形体内部，成为残余应力。附加应力和残余应力的危害：第一：缩短挤压件的使用寿命；第二：引起挤压件尺寸及形状的变化；第三：降低金属的耐蚀性。 6.答：缩孔是指变形过程中变形体一些部位上产生较大的空洞或凹 坑的缺陷。当正挤压进行到待变形区厚度较小时、甚至只有变形区而无待变形区时，会产生缩孔。筒形件反挤压时进行到待变形区厚度较小，甚至当坯料底厚小于壁厚时仍继续反挤，则会因材料不足以形成较厚的壁部而产生角部缩孔缺陷。 7.答：挤压对金属组织和力学性能的影响有：挤压时，在强烈的三 向应力作用下金属晶粒被破碎，原来较大的晶粒挤压后变成为等轴细晶粒组织，因而提高了强度。 8.答：冷挤压时常用材料的形态有：线材、棒材、管料、板料等。 9.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。 10.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。
1.冲压工艺性分析及冲压模方案确定 工件名称：端盖 生产批量：大批量 材料：F 08 材料厚度：2mm 零件图
1.1 冲压工艺性分析 （1）冲压件为F 08钢板，是优质碳素结构钢，具有良好的可冲压性能； （2）该工件没有厚度不变的要求，因此工件的形状满足拉深工艺要求。各圆角尺寸R=1mm ,满足拉深对圆角半径的要求。由φ24+00.23mm 查参考文献[1]中表7.14可知它的尺寸精度为IT13级，满足拉深工序对工件的公差等级的要求。 （3）该零件的外形是圆形，比较简单、规则。工件中间有孔，且孔在平面上，。这部分可以用冲裁工序完成. （4）零件图上未标注尺寸偏差的，可按IT14级确定工件尺寸的公差。经查参考文献[1]中表7.14，各尺寸为： 6.1-00. 36mm R10036.0-mm R7036.0-mm 3.005+φmm 48435.0±mm 。 1.2 工艺方案及模具结构的确定 根据工件的根据工件的工艺性分析，可知冷冲压要完成的基本工序有：拉深、落料、冲孔和整形。由此制定两套工艺方案： 方案一：先落料，然后冲孔，再拉伸，三个简单模,此方案模具结构简单，使用寿命长，制造周期短，但是需要三道工序，三套模具才能完成零件的加工，生产率低，难以满足零件大批量生产的要求，而且工件尺寸的累积误差大，所需要的模具操作人员也比较多。 方案二：拉深、落料、冲孔复合模。此方案模具结构紧凑，工序集中，对压力机工作台面的面积要求较小，且内外形相对位置及零件尺寸的一致性非常好，制件面平直，并且制造精度高。缺点是结构复杂，安装、试和维修不方便，制造周期长。由零件图可知，圆筒件部分的拉深尺寸不大，亦可一次拉成，可以考虑采用复合模；又由于产品批量较大，工序分散的单一工序生产不能满足生产需求，应考虑集中的工艺方法。经综合分析论证，采用拉深、落料、冲孔复合模既能满足生产量的要求，又能保证产品质量和模具的合理性，故采用方案二。 2 模具的设计 2.1 落料模设计计算 2.1.1毛坯尺寸及排样 根据公式 D=rd dH dp 44.34)2(2-++δ 计算出展平后φ38mm 所变化成的直径大小。 D=20144.31.4204)638(??-??++
塑料模具设计说明书 目录 1. 塑件成型工艺性分析 (3) 1.1塑件的分析 (3) 1.2 PS塑料的性能分析 (5) 1.3 PS的注射成型过程及工艺参数 (5) 2 模具的基本结构及模架选择 (5) 2.1 模具的基本结构 (5) 2.1.1 确定成型方法 (6) 2.1.2 型腔布置 (6) 2.1.3 确定分型面 (6) 2.1.4 选择浇注系统 (7) 2.1.5 确定推出方式 (7) 2.1.6 侧向抽芯机构 .................................... 错误!未定义书签。 2.1.7 模具的结构形式 (8) 2.1.8 选择成型设备 (8) 2.2 选择模架 (9) 2.2.1 模架的结构 (9) 2.2.2 模架安装尺寸校核 (10) 3 模具结构、尺寸的设计计算 (10) 3.1 模具结构设计计算 (10) 3.1.1 型腔结构 (10)
3.1.3 斜导柱、滑块结构.............................. 错误!未定义书签。 3.1.4 模具的导向结构 (11) 3.1.5 结构强度计算（略） (11) 3.2 模具成型尺寸设计计算 (11) 3.2.1 型腔径向尺寸 (11) 3.2.2 型腔深度尺寸 (12) 3.2.3 型芯径向尺寸 (12) 3.2.4 型芯高度尺寸 (12) 3.3 模具加热、冷却系统的计算 (13) 3.3.1 模具加热 (13) 3.3.2 模具冷却 (13) 4. 模具主要零件图及加工工艺规程 (14) 4.1 模具定模板（中间板）零件图及加工工艺规程错误!未定义书签。 4.2 模具侧滑块零件图及加工工艺规程........... 错误!未定义书签。 4.3 模具动模板（型芯固定板）零件图及加工工艺规程 (15) 5 模具总装图及模具的装配、试模 (15) 5.1 模具总装图 (15) 5.2 模具的安装试模 (17) 5.2.1 试模前的准备 (17) 5.2.2 模具的安装及调试 (17)
前言 模具是制造业的重要基础装备，它是―无以伦比的效益放大器‖。没有高水平的模具，也就没有高水平的工业产品，因此模具技术也成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一，正因为模具的重要性及其在国民经济中重要地位，模具工业一直被提到很高的位置。 从起步到现在，我国模具工业已经走过了半个多世纪。从20 世纪以来，我国就开始重视模具行业的发展，提出政府要支持模具行业的发展，以带动制造业的蓬勃发展。有关专家表示，我国的加工成本相对较低，模具加工业日趋成熟，技术水平不断提高，人员素质大幅提高，国内投资环境越来越好，各种有利因素使越来越多国外企业选择我国作为模具加工的基地。因为模具生产的最终产品的价值，往往是模具价格的几十倍，上百倍。目前，模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平高低的最重要标志。它决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。 模具工业在我国国民经济中的重要性，主要表现在国民经济的五大支柱产业——机械、电子、汽车、石油化工和建筑。事实上，模具是属于边缘科学，它涉及机械设计制造、塑性加工、铸造、金属材料及其热处理、高分子材料、金属物理、凝固理论、粉末冶金、塑料、橡胶、玻璃等诸多学科、领域和行业。 据统计资料，模具可带动其相关产业的比例大约是1:100 ，即模具发展 1 亿元，可带动相关产业100 亿元。通过模具加工产品，可以大大提高生产效率，节约原材料，降低能耗和成本，保持产品高一致性等。如今，模具因其生产效率高、产品质量好、材料消耗低、生产成本低而在各行各业得到了应用，并且直接为高新技术产业服务；特别是在制造业中，它起着其它行业无可取替代的支撑作用，对地区经济的发展发挥着辐射性的影响。
湖南工学院机械工程系2006届 毕 业 设 计 说 书 明 设计题目：注射器针头套 机械设计专业班级 姓名 指导老师职称教授
目录 引言 (1) 设计指导书 (2) 设计说明书 (4) 一、毕业设计课题 (4) 二、塑件及材料分析 (5) 三、拟定的成型工艺 (6) 四、型腔数目确定 (7) 五、型腔布局 (7) 六、分型面与排气系统设计 (8) 七、浇注系统设计 (9) 八、成型零件设计 (11) 九、导向与定位机构设计 (15) 十、脱模机构设计 (16) 十一、模温调节与冷却系统设计 (18) 十二、模体设计 (20) 十三、注射模与注射机的关系 (21) 十四、模具装配草图及工作原理 (23) 十五、设计小结 (23) 十六、参考资料 (24) 引言 本说明书为我机械系2006届模具专业毕业生毕业设计说明书，意在对我专业的学生在大学期间所学专业知识的综合考察、评估。要在有限的时间内单独完成设计。也是在走上工作岗位前的一次考察。 本设计说明书是本人完全根据《塑料模具技术手册》的要求形式及相关的工艺编写的。说明书的内容包
括：毕业设计要求，设计课题，设计过程，设计体会及参考文献等。 编写说明书时，力求符合设计步骤，详细说明了塑料注射模具设计的方法，以及各种参数的具体计算方法，如塑件的成型工艺，型腔及型芯的计算，塑料脱模机构的设计，调温系统的设计等。 在编写设计说明书前，得到张老师的悉心指导；在编写过程中，又得到同学的热情帮助和指点，在此谨以致意。 由于本人水平有限，编写过程中错误难免会有的，敬请老师批评指正。 谢谢！ 设计者： 2006年4月20日 设计指导书 1.设计前应明确的事项 （1）明确制品的几何形状及使用要求。对于形状复杂的制品，有时除看懂其图样外，还需参考产品模型或样品，考虑塑料的种类及制品的成型收缩率、透明度、尺寸公差、表面粗糙度、允许变形范 围等范围，即充分了解制品的使用要求，因为这不仅是模具设计的主要依据，而且还是减少模具 设计者与产品设计者已意见分歧的手段。 （2）估算制品的体积和重量及确定成型总体方案。计算制品重量的目的在于选择设备和确定成型总体方案。成型总体方案包括确定模具的机构形式，型腔数目，制品成型的自动化程度，采用流道的 形式（冷流道或热流道），制品的侧向型孔是同时成型还是后序加工，侧凹的脱模方式等。 （3）明确注射成型机的型号和规则。只有确定采用什么型号和规则的注射成型机，在模具设计时才能对模具上与注射机有关的结构和尺寸的数据进行校核。 （4）检查制品的工艺性。对制品进行成型前的工艺性检查，以确认制品的各个细小部分是否均符合注
粉末冶金模具设计 说明书 学院：粉末冶金研究院班级:材料化学 姓名： 学号：
前言 材料是中国四大产业之一，它包括有机高分子材料、复合材料、金属材料及无机非金属材料。粉末冶金技术作为金属材料制造的一种，以其不可替代的独特优势与其它制造方法共同发展。粉末冶金相对其它冶金技术来说具有：成本低;加工余量少；原料利用率高；能生产多孔材料等其它方法不能生产或着很难生产的材料等优势。 粉末冶金是制取金属粉末以及将金属粉末或金属粉末与非金属粉末混合料成型和烧结来制取粉末冶金材料或粉末冶金制品的技术。粉体成形是粉体材料制备工艺的基本工序。模具是实现粉体材料成形的关键工艺装备。模具的设计要尽可能的接近产品的形状，机构设计合理表面光滑，减少应力集中,避免压坯分层、开裂。模具本身要有一定的强度保证压制的次数,不易变形。 粉体模压成形模具主要零件包括：阴模、芯杆、模冲。模具设计首先要厂家提供产品图,再确定成型的方式，收集压坯设计的基本参数(包括:松装密度、压坯密度、粉体的流动性、及烧结收缩系数等。）来算得压坯的尺寸。根据压坯形状尺寸以及服役条件和要求来设计出成型模具尺寸，校核模具强度。最后在用模具试压，若压坯合格,则此模具复合要求。 本次课程设计之前,我们已经学习了《热处理原理与工艺》、《粉末冶金原理》等相关课程的知识。 这次在老师的指导下,和同学的相互讨论,自己查阅资料，基本上懂得了模具设计的步骤和方法。相信经过这次设计后,对以后的工作会有很大的帮助。
一，设计任务 已知：零件材质为Ｆｅ-0.6C,压坯密度为6.72ｇ/cm3，原料粉末的松装密度为2.58ｇ/cm３，年产量为50万件。 二，压坯设计 1，产品零件分析 由于兰高度较小,且宽度较窄，可以采用带台阶的阴模,因上下两端面都带有台阶,所以用组合模冲。考虑到产品的高度和厚度比较大，为防止压坯密度不均,采用摩擦芯杆压模结构。 2，压缩比的确定 我们已知：压坯密度γ压＝6.７２ｇ/cm３原料粉末的松装密度ρ松=2.58g/cm3 由此我们可知压缩比(填装系数) Ｋ＝γ压／ρ松= 2．６０
拉深模具设计说明 书
课程设计（论文） 题目：拉深模具设计图纸：
目录 前言 (1) 1冲裁件工艺性分析 (2) 1.1材料选择 (2) 1.2工件结构形状 (2) 1.3尺寸精度 (2) 2 冲裁工艺方案的确定 (3) 3 模具结构形式的确定 (4) 4.模具总体结构设计 (4) 4.1模具类型的选择 (4) 4.2操作与定位方式 (4) 4.3部分零部件的设计 (4) 4.3.1凸凹模的设计 (4) 4.3.2卸料部分的设计 (6)
4.3.3推件装置的设计 (7) 4.3.4模架的设计 (8) 4.3.5模架的选用 (8) 4.3.6上、下模座的选用 (8) 4.4工作零件材料的选用 (9) 5模具工艺参数确定 (9) 5.1排样设计与计算 (9) 5.2搭边值的确定 (9) 5.3材料利用率的计算 (10) 5.4凸、凹模刃口尺寸的计算 (11) 5.4.1刃口尺寸计算的基本原则 (11) 5.4.2刃口尺寸的计算......................................................... 错误!未定义书签。6计算冲压力与压力机的初选 .. (12) 7 模具压力中心的确定 (14) 8冲压设备的选择 (15)
9模具零件图 (16) 10模具总装图 (18) 总结...................................................................................... 错误!未定义书签。参考文献 .............................................................................. 错误!未定义书签。 前言 冲压加工是现代机械制造业中先进高效的加工方法之一。冲压加工的应用十分广泛，不但能够加工金属材料，而且能够加工非金属材料。在现代制造业，比如汽车、拖拉机、农业机械、电机、电器、仪表、化工容器、玩具以及日常生活用品的生产方面，都占有十分重要的地位。
湖南工学院 课程设计设计课题注塑模具设计 设计学院机械工程学院 设计班级成型1001班 设计者姓名原育民 设计时间年 12月
目录 1. 塑件的工艺分析 (4) 1.1塑件的成型工艺性分析 (4) 1.1.1 塑件材料ABS的使用性能 (5) 1.1.2 塑件材料ABS的加工特性 (5) 1.2 塑件的成型工艺参数确定 (6) 2 模具的基本结构及模架选择 (6) 2.1 模具的基本结构 (6) 2.1.1 确定成型方法 (6) 2.1.2 型腔布置 (7) 2.1.3 确定分型面 (7) 2.1.4 选择浇注系统 (8) 2.1.5 确定推出方式 (8) 2.1.6 侧向抽芯机构 (9) 2.1.7选择成型设备 (9) 2.2 选择模架 (11) 2.2.1 模架的结构 (11) 2.2.2 模架安装尺寸校核 (11) 3 模具结构、尺寸的设计计算 (12) 3.1 模具结构设计计算 (12) 3.1.1 型腔结构 (12) 3.1.2 型芯结构 (12)
3.1.3 斜导柱、滑块结构 (12) 3.1.4 模具的导向结构 (12) 3.2 模具成型尺寸设计计算 (13) 3.2.1 型腔径向尺寸................. 错误!未定义书签。 3.2.2 型腔深度尺寸................. 错误!未定义书签。 3.2.3 型芯径向尺寸................. 错误!未定义书签。 3.2.4 型芯高度尺寸................. 错误!未定义书签。 3.3 模具加热、冷却系统的计算 (15) 3.3.1 模具加热..................... 错误!未定义书签。 3.3.2 模具冷却..................... 错误!未定义书签。 4. 模具主要零件图及加工工艺规程.......... 错误!未定义书签。 4.1 模具定模板零件图及加工工艺规程. 错误!未定义书签。 4.2 模具侧滑块零件图及加工工艺规程. 错误!未定义书签。 4.3 模具动模板( 型芯固定板) 零件图及加工工艺规程错误! 未定义书签。 5 模具总装图及模具的装配、试模.......... 错误!未定义书签。 5.1 模具的安装试 模..................................................... ................错误!未定义书签。 5.2. 试模前的准备.................. 错误!未定义书签。 5.3模具的安装及调试 (20) 5.4 试模 (21)
挤压工艺及模具设计期末考试卷及答案 文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]
2016—2017学年第二学期期终考试挤压工艺及模具设计试卷A 注：1.请考生将试题答案写在答题纸上，在试卷上答题无效。 2.凡在答题纸密封线以外有姓名、班级学号、记号的，以作弊论。 一、名词解释题（每题3分，共计3×5=15分） 1）反挤 2）型材挤压 3）“红脆”现象 4）皂化处理 5）脱碳现象 二、是否判断题（每题分，共计×10=15分） 1）复合挤压工艺中包含有正挤压、反挤压、减径挤压等挤压特性。 2）温挤压后的试件必须进行正火或退火等热处理，从而得到较好的综合 性能。 3）静液挤压是一种新型挤压工艺，能使脆性材料的挤压变成现实。 4）型材挤压之所以产品形式不一样，其决定因素在于模孔的不同设计。 5）温挤压的制件尺寸精度和表面粗糙度明显好于热挤压，但要差于冷挤 压的。 6）型材挤压时挤压速度与加热温度两者之间必须良好协调，否则其挤压 制件质量不能保证。 7）确定热挤压加热温度的范围，要综合考虑材料的塑性、质量和变形抗 力等因素。
8）挤压模特别是冷挤压模具的凹模多设计成预应力圈组合式凹模。 9）热挤压件图要参考冷挤压件图，在考虑多种因素的前题下，进行绘制 或设计。 10）冷挤压件一般要进行挤后的等温退火处理。 三、简答题（每题5分，共5×5=25分） 1）挤压时主变形区金属处于什么应力状态画出正挤压变形分区，表示其 应力应变状态 2）型材挤压时沿长度方向最易出现什么质量问题有什么措施解决 3）Conform连续挤压有何特点 4）相对比其他塑性成形工艺，挤压工艺有何特点 5）如何防止或消除挤压时的附加应力和残余应力 四、问答题（每题14分，共2×14=28分） 1）冷挤压时，挤压力与挤压行程存在一定的关系，请用曲线表示，各阶段有何特点影响冷挤压力的主要因素有哪些 2）图1为一中部带凸缘的杯形件制品，现在需要运用挤压工艺成形，请设计2套工艺方案，详细阐述每套方案的每一工步或工序，并绘制各步简图 五、综合题（共17分）
端盖拉伸模设计 目录 目录 (1) 第一章零件的工艺性分析 (2) 第二章毛坯尺寸展开计算 (3) 第三章拉深工序次数及拉深系数确定 (5) 第四章冲裁力与拉深力的计算 (11) 第五章凸、凹模的设计 (7) 1、落料凸、凹模尺寸计算 (7) 2、拉深凸、凹模尺寸计算 (8) 3、粗糙度的确定 (9) 第六章模具基本结构的确定 (13) 第七章模具主要零件的强度校核 (15) 第八章冲压设备的选择 (16) 1、初选设备 (16) 2、设备的校核 (18) 主要参考文献 附录
第一章零件的工艺性分析 1、零件的形状、尺寸及一般要求 该零件为厚度1mm，展开直径为φ135mm，中心孔直径为φ35mm，零件材料20钢，尺寸精度按图纸要求。 2、工艺方案的分析及确定 工件由落料、冲孔、拉深、三道工序成型，工件形状较简单。 本次主要设计其第三道工序。 第二章毛坯尺寸展开计算 1
旋转体零件采用圆形毛坯，在不变薄拉深中，材料厚度虽有变化，但其平均值与毛坯原始厚度十分接近。因此，其直径按面积相等的原则计算，即毛坯面积与拉深件面积（加上修边余量）相等。 1、确定修边余量 在拉深的过程中，常因材料机械性能的方向性、模具间隙不均、板厚变化、摩擦阻力不等及定位不准等影响，而使拉深件口部周边不齐，必须进行修边，故在计算毛坯尺寸时应按加上修边余量后的零件尺寸进行展开计算。 修边余量的数值可查文献《实用模具技术手册》表5-7. 由于工件凸缘的相对直径 d凸/d = 1.1013 查表可得修边余量δ=3.5mm。 2、毛坯尺寸计算 根据工件的形状，可将其分成F1-F8这几个部分。则可计算出各部分的展开面积如下： F1 =π/4[2π(4+t/2)(90.8-t)+4.56(4+t/2)2 =π/4[2π×5×88.8+4.56×52] =222π2+28.5π F2 =π(d-t)(h-r1-r2-t) =π(90.8-2)(34-4-2-2) =2308.8π
弯曲模具设计计算说明书 设计内容 设计说明书1份 模具装配图1张 凸模零件图1张 凹模零件图1张
班级： 学号： 姓名： 指导： 目录 一、模具设计的内容 (3) 二、设计要求 (3) 三、模具设计的意义 (3) 四、弯曲工艺的相关简介 (3) （一）、弯曲工艺的概念 (3) （二）、弯曲的基本原理 (4) （三）、弯曲件的质量分析 (4) （四）、弯曲件的工艺
性 (7) （五）、最小相对弯曲半径 (7) 五、设计方案的确定 (7) （一）、弯曲件工艺分析 (8) （二）、弯曲件坯料展开尺寸的计算 (8) （三）、弯曲力的计算及压力机的选用 (9) （四）、弯曲模工作部分尺寸设计 (10) 六、模具整体结构 (16) 七、模具的工作原理及生产注意事项 (18) 八、总结 (19) 九、参考资料 (20) 一、模具设计的内容 设计一副如下图所示弯曲件的成形模具：（补充图纸）
二、设计要求 详尽的设计计算说明书1份、主要零件图、模具装配图1份。 三、模具设计的意义 冲压成形/塑料成型工艺及模具设计是机制专业的专业基础课程。通过模具的课程设计使学生加强对课程知识的理解，在掌握材料特性的基础上掌握金属成形工艺和塑件成型工艺，掌握一般模具的基本构成和设计方法，为学生的进一步发展打下坚实的理论、实践基础。 四、弯曲工艺的相关简介 （一）、弯曲工艺的概念 弯曲是将金属板料毛坯、型材、棒材或管材等按照设计要求的曲率或角度成形为所需形状零件的冲压工序。弯曲工序在生产中应用相当普遍。零件的种类很多，如汽车上很多履盖件，小汽车的柜架构件，摩托车上把柄，脚支架，单车上的支架构件，把柄，门扣，铁夹等。 （二）、弯曲的基本原理 以V形板料弯曲件的弯曲变形为例进行说明。其过程为： 1、凸模运动接触板料（毛坯）由于凸,凹模不同的接触点力作用而产 生弯短矩，在弯矩作用下发生弹性变形，产生弯曲。 2、随着凸模继续下行，毛坯及凹模表面逐渐靠近接触，使弯曲半径及弯曲力臂均随之减少，毛坯及凹模接触点由凹模两肩移到凹模两斜面上。（塑变开始阶段）。
目录 序言 .................................................. - 1 - 第一章零件结构及工艺性分析 .......................... - 2 - 1.1 零件结构 ..................................................................................................................................... - 2 - 1.2零件工艺性分析........................................................................................................................... - 2 - 第二章零件工艺方案的确定 ............................ - 4 - 工艺方案的确定 ................................................................................................................................ - 4 - 第三章模具设计 ...................................... - 5 - 3.1模具类型及结构形式的确定....................................................................................................... - 5 - 3.2 模具工作过程.............................................................................................................................. - 6 - 3.3拉深模工作部分的结构和尺寸确定........................................................................................... - 7 - 3.4 模具主要零件的设计与选用...................................................................................................... - 7 - 3.4.1工作零件的选择................................................................................................................ - 7 - 3.4.2凹模 ................................................................................................................................... - 8 - 3.4.3凸凹模................................................................................................................................ - 9 - 3.4.4其他支撑零件.................................................................................................................. - 10 - 3.4.5 拉伸力的计算................................................................................................................. - 11 - 第四章压力机的选用 ................................. - 12 - 第五章产品的技术与设计总结 ......................... - 13 - 结语致谢 ............................................ - 14 - 参考文献 ............................................. - 15 -
常州机电职业技术学院
目
第1章 绪 第2章
录
论…………………………………………………………………
光驱外壳的造型设计…………………………………………………
2.1 光驱外壳的选料及其性能……………………………………………… 2.2 光驱外壳 注 射成 型工艺过程 … ……… ……………… ……… ……… 2.3 光驱外壳的结构分析…………………………………………………… 2.4 光驱外壳造型设计过程………………………………………… 第 3 章 注射机的选择………………………………………………………………… 3.1 注塑机的初 选 … ……………… ……… ……………… ……… ……… 3.2 注射机的有关工艺参数校核……………………………………………… 3.3 模具与注射机的安装部分相关尺寸的校核………………………………… 第4章 成型零件与浇注系统的设计……………………………………………… 4.1.1 加载参照模型………………………………………………………… 4.1.2 成型零件设计………………………………………………………… 4.2 浇注系统设计………………………………………………………………… 4.2.1 主浇道的设计………………………………………………………… 4.2.2 分浇道的设计………………………………………………………… 4.2.3 浇口及冷料穴设计…………………………………………………… 4.2.4 铸模和开模…………………………………………………………… 4. 3 冷却系统设计……………………………………………………………… 4.3.1 凹、凸模冷却系统设计……………………………………………… 第 5 章 模具零件设计………………………………………………………………… 5.1 推出系统设计……………………………………………………………… 5.2 确定模架………………………………………………………………… 5.3 模架各装配零件设计……………………………………………………… 5.3.1 导向零件设计……………………………………………………… 5.3.2 浇注系统零件设计…………………………………………………… 5.3.3 推出机构零件……………………………………………………… 5.3.4 定位圈………………………………………………………………… 5.3.5 其他零件……………………………………………………………… 第6章 模具的装配和调试………………………………………………………… 6.1 模具的装配………………………………………………………………… 6.2 模具的调试………………………………………………………………… 4.1 凹、凸模成型零件的设计…………………………………………………
1
学号： 专业课程设计(说明书) 设计题目：落料拉深复合模 设计者：马国财 指导教师：杜松 日期： 2011 年 11 月 10 日
目录: 前言..................................................... 错误!未定义书签。第一章设计任务书 ........................................ 错误!未定义书签。第二章工艺分析.......................................... 错误!未定义书签。零件基本信息........................................... 错误!未定义书签。 工件的拉深工艺性分析 .................................. 错误!未定义书签。 工件的冲裁工艺性分析 .................................. 错误!未定义书签。 确定工艺方案.......................................... 错误!未定义书签。第三章工艺计算.......................................... 错误!未定义书签。 拉深件的修边余量 ...................................... 错误!未定义书签。 零件展开料的尺寸计算 ...................................................................... 错误!未定义书签。 排样、搭边及条料宽度 ...................................................................... 错误!未定义书签。成形系数 ................................................................................................ 错误!未定义书签。 冲压力计算 .......................................................................................... 错误!未定义书签。 弹簧计算 .............................................................................................. 错误!未定义书签。 初选压力机 .......................................................................................... 错误!未定义书签。第四章模具设计 ...................................................................................... 错误!未定义书签。 落料模工作部分尺寸计算 .................................................................. 错误!未定义书签。拉深模工作部分尺寸计算 .................................................................... 错误!未定义书签。 落料凹模外形尺寸计算 ...................................................................... 错误!未定义书签。 凸凹模外形尺寸计算 .......................................................................... 错误!未定义书签。 选择模具、导柱和导套 ...................................................................... 错误!未定义书签。 设计辅助零件 ...................................................................................... 错误!未定义书签。校核压力机 ............................................................................................ 错误!未定义书签。 选择定位连接件 .................................................................................. 错误!未定义书签。 选择模具材料 ...................................................................................... 错误!未定义书签。附录 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。附表一冲压件工艺规程 ...................................................................... 错误!未定义书签。附表二模具说明书 .............................................................................. 错误!未定义书签。参考文献 .................................................................................................... 错误!未定义书签。
《套管塑料模具设计》 毕业设计说明书 设计题目：套管塑料模具设计 学生姓名：朱宏栋 学号：201304040219 系别：机电工程系 专业班级：机电模具2班 指导教师：吴光辉 起止时间：2015年12 月21日——2015年12 月28 日
目录 套管塑料模设计 (3) 1、塑件的工艺分析 (4) 1.1、塑件的原材料分析 (4) 1.2、塑件的尺寸精度分析 (4) 1.3、塑件表面质量分析 (5) 1.4、塑件的结构工艺分析 (5) 2、成型设备选择与塑件注射工艺参数确定 (6) 2.1、计算塑件的体积 (6) 2.2、注塑机的初步选择 (6) 2.3、塑件注射工艺参数的确定 (6) 3、注射模的结构设计 (7) 3.1、分型面的选择 (7) 3.2、型腔数目的确定及型腔的排列 (7) 3.3、浇注系统的设计 (8) 3.4、型芯、型腔结构的确定 (9) 3.5、推件方式的选择 (10) 3.6、侧抽芯机构设计 (10) 4模具设计有关尺寸计算（型芯型腔图如下） (11) 型芯 (12) 4.1型腔和型芯工作尺寸计算 (12) 4.2、抽芯机构零件设计与计算 (13) 4.3、模板尺寸设计 (15) 4.4、导向机构的设计 (15) 5、冷却系统的设计 (15) 6、注射机有关参数的校核 (16) 6.1、注射压力校核 (16) 6.2、安装尺寸校核 (16) 6.3、最大行程校核 (16) 6.4、推出装置校核 (16) 7、模具装配图 (17) 设计小结 (17) 参考文献 (18)
套管塑料模设计 摘要：本设计分析塑料的特性及其对注塑工艺的影响，介绍了套管塑料模具主要零部件的尺寸计算方法，注塑模结构及工作过程。根据套管零件的特点确定了塑料模结构，达到了塑件的尺寸精度。 针对塑件脱模过程中的难点，设计了一种非常规抽芯的塑料模结构，并对模具设计与制造中的一些关键问题加以详述。同时对浇注系统，顶出机构也作了简要说明。 关键词：注塑模；设计；套管；抽芯机构；侧向抽芯 前言： 随着中国当前的经济形势的高速发展，在“实现中华民族的伟大复兴”口号的倡引下，中国的制造业也蓬勃发展；而模具技术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为“进入富裕的原动力”，德国则冠之为“金属加工业的帝王”，在罗马尼亚则更为直接：“模具就是黄金”。可见模具工业在国民经济中重要地位。我国对模具工业的发展也十分重视，早在1989年3月颁布的《关于当前国家产业政策要点的决定》中，就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。 近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长寿命、精密模具在模具产量中所战比例越来越大。套管注射模具就是将塑料先加在注塑机的加热料筒内，塑料受热熔化后，在注塑机的螺杆或柱塞的推动下，经过喷嘴和模具的浇注系统进入模具型腔内，塑料在其中固化成型。 本次课程设计的主要任务是塑料模具的设计，也就是设计一副注塑模具来生产插套管塑料件产品，以实现自动化提高产量。针对套管塑料模的具体结构，通过此次设计，使我对模具的设计有了较深刻的认识；同时，在设计过程中，通过查阅大量资料、手册、标准等，结合教材上的知识也对注塑模具的组成结构（成型零部件、浇注系统、导向部分、推出机构、侧抽机构、模温调节系统）有了系统的认识，拓宽了视野，丰富了知识，为将来独立完成模具设计积累了一定的经
冲压模具设计 班级： 学号： 姓名： 指导老师： 材料：08F,厚度1.5mm生产批量为大批量生产（级进模） 1.冲压件工艺性分析 （1）材料 O8F为优质碳素钢，抗剪强度=220~310Mpa、抗拉强度b=280~390Mpa、伸长率为 10=32%、屈服极限s=180Mpa、具有良好的冲压性能，适合冲裁加工。 （2）结构与尺寸 工件结构比较简单，中间有一个直径为22的孔，旁边有两个直径为8的孔，凹槽宽度满足b 2t,即卩6》2x1.5=3mm,凹槽深度满足I 5b，即5《5x6=30。结构与尺寸均适合冲裁加工。 2.冲裁工艺方案的确定 该工件包括落料和冲孔两个工序，可采用一下三种工艺方案。
方案一：先落料，后冲孔，采用单工序模生产。 方案二：落料一一冲孔复合冲压，采用复合模生产。 方案三：冲孔一一落料级进冲压，采用级进模生产。 综合考虑后，应该选择方案三。因为方案三只需要一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求，所以应该选用方案三比较合算。 3.选择模具总体结构形式 由于冲压工艺分析可知，采用级进冲压，所以模具类型为级进模。 （1）确定模架及导向方式 采用对角导柱模架，这种模架的导柱在模具对角位置，冲压时可防止由于偏心力矩而引起模具歪斜。导柱导向可以提高模具寿命和工件质量，方便安装调整。 （2）定位方式的选择 该冲件采用的柸料是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压装置；控制条料的送进步距采用侧刃粗定距；用导正销精定位保证内外形相对位置的精度。 （3）卸料、出件方式的选择 因为该工件料厚1.5mm，尺寸较小，所以卸料力也较小，故选择弹性卸料，下出件方式。 4.必要的工艺计算 （i）排样设计与计算 该冲件外形大致为圆形，搭边值为a i=1.5mm,条料宽度为43.57mm，步距为A=88.4mm， 一个步距的利用率为63.98%。见下图 S=1668.7-11x11x3.14-2x4x4x3.14=1188.28