苏州市职业大学机电工程系毕业设计说明书（论文）
d2322变形程度：??2?2?36.45% （3-2）
D53由于挤压比很小，且远小于7.8，所以此工件仅需一步挤压成型，便可挤成最后形状。
3.3坯料计算
锻件算料的基本原则是体积不变定律，即锻造变形前的坯料体积和锻造变形后的锻件体积相等。但是会使体积稍微减小，（有的可忽略不计）；在加热时金属的氧化会使坯料体积减小；变形过程中将产生切头，冲孔连皮，模锻飞边等多余的工艺余料。因此，坯料的体积应大于锻件的体积。
根据挤压件图的尺寸，计算活塞挤压件的质量：
?5.3??3.2?3V??R2H?????8?3???????6?8?128.359g/cm （3-3）
?2??2?
m=?V=7.82?128.359=1.004kg （3-4） 挤压件的质量加上2%的损失率，得到所需坯料的质量为1.024kg.
坯料的质量确定后，根据原材料的品种和下列关系式可选择原材料的规格和尺寸。
式中， A-原材料横截面面积（mm2） L-原材料的长度（mm）
坯料直径可根据热挤压模凹模孔直径53.636mm,决定采用?50的热轧圆钢。 然后代入上述公式，可求得坯料的长度为67mm。
22m?AL? （3-5）
3.4挤压力的计算和设备的选择
冷挤压力F的一般计算公式为：
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F=Aq=??82?4?804kN （3-6）
式中，A为冲头与工件接触处的横截面积；q为变形所需的单位压力。 q 值大小决定于下列因子：
（1）工件材料的塑性； （2）变形程度
（3）挤压模具中的实际的几何形状，特别是凹模口的锥形角 故选择3000kN的冷挤压机： 标称压力：3000kN 滑块行程：90mm 最大装模高度：360mm 装模高度调节量：40mm 滑块行程次数：50次/min 立柱间距离：500mm 顶出力：100Kn
以下是校核压力机的许用负荷是否满足要求。 设压力机的曲轴半径为R=200mm。
已知坯料的规格为?50?67mm,又根据挤压后的头部高度，可知挤压凸模从与坯料接触到挤压结束时，压力机滑块所行的距离为:
S=67－48=19mm 则比值K为:K?19?0.095 200有了K和R的值 ，利用曲轴滑块运动学公式，就可以计算压力机开始受力时，曲轴转过的角度?=36?10'。再根据总的变形力和曲轴转过的角度，查许用负荷图，可知转角许用负荷是足够的，故选用此压力机合适的。
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4挤压模的总体设计
有时不能知道作用在模具构建上的力。与金属流动，润滑以及其他工艺变量相比，模具设计更经常的是要由零件的几何尺寸来决定。虽然许多工程构件时能够按长期使用来设计，但是在受力高的构件上很少能够做到。在冷挤压模具上寿命达到十万件算是超过了平均水平。而传统的设计准则可用到受力不太高非耗损件上。
本模具结构如图3.1所示：
上下模板是冷挤压压力的主要支撑部分，由于冷挤压的单位压力较高，上下模板不能用铸铁材料。上下模板加上导柱，导套就构成了由导向装置的冷挤压模。
卸料板与顶件板：挤压件有时粘在凸模上，有时粘在凹模中，卸料板与顶件板必须用工具钢制造。
凸模与凹模垫板：在通用冷挤压模具中，采用了多层垫板。为了防止高的挤压压力直接传递给模板而造成局部凹陷或变形，必须在凹模底端加上垫板，以便把加工压力均匀分散传递，起到减缓作用。在垫板表面上，有单位挤压力d0p0均匀分布在直径d0范围内，压力大致扩展成圆锥状传到垫板底面，压力分布以加压中心最大，其周边最小，传递距离比T/d0越大，传递范围d/d0越大，而传递压力就减小。因此，垫板厚度增加时，受压面的传递直径增加，传递压力随之减小。如果垫板厚度相同，则使用多层垫板要比使用单层垫板扩大一些传递力的范围。因此，垫板必须采用工具钢制造。
由图3.1可以看出，凹模21以凹模垫板13与下模板11定位。凹模与凹模压紧圈16采用锥面配合，用内六角螺钉17与下模板紧紧连接。
由顶杆导向套14和顶杆15组成顶出机构，在气垫的作用下将挤压件从凹模内顶出。顶杆导向套的一部分伸出下模板，主要是为了解决压力机闭合高度不够而采取的措施，将挤压模安装到压力机上时，它将伸进压力机工作台孔内。
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图3.1反挤压模结构图
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图3.1说明 1靠模柄 8下砧块 15顶杆 2上模板 9高度调节块 16凹模压紧圈 3内六角螺钉 10导柱 17内六角螺钉 4凸模压紧圈 11下模板 18凸肩 5上砧块 12凸肩螺钉 19脱料板 6导套 13凹模垫板 20凸模 7弹簧 14顶杆导向套 21柱销
脱料板19和带凸肩螺钉12及弹簧7组成卸料机构，用于将箍在凸模20上的挤压件脱下，弹簧的作用是支承脱料板，并能保证脱料板和带凸肩螺钉上下移动，从而减少凸模的长度，弥补压力机行程不够大的不足。 凸模20与凸模压紧圈4也采用锥面配合，以凸模压紧圈的凸肩18和上模板2的凹槽定位，用内六角螺钉3与上模板紧紧连接。导套6和导柱10用压配合分别压入上模板和下模板而组成导向系统，使挤压模有较高的精度和工作可靠。由于导向系统的连接，从而构成了一套完整的反挤压模。在反挤压模的侧面，由上砧块5，下砧块8，高度调节块9，柱销21和调节螺钉等组成镦粗台。设置镦粗台的目的，主要是为了清除氧化铁皮和改变坯料直径。整副反挤压模在压力机上安装时，是靠模柄1与压力机定位的。由图3.1可以看出，只要更换凸模，凹模和脱料板，便可生产不同规格的反挤压杯形挤压件。
4.1凸模设计
在冷挤压模具中，凸模是最关键的零件之一。凸模在冷挤过程中，承受单位挤压力最大，极易磨损与损坏。为此，凸模的设计与制造就显得特别重要。凸模设计的主要问题是估算凸模使用中所受应力的大小和性质。由于动态应力，疲劳现象会出现，而且疲劳还会和硬化了的模具钢内在的脆性耦合，所以在模具设计时必须小心，以免产生应
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