苏州市职业大学机电工程系毕业设计说明书（论文）
力集中。当使用细长凸模时，还可能出现失稳问题。造成失稳的原因有模具装置或压力机本身的调准精度，或者由于操作上的问题，如凸模摆动，初始对中和使用扭曲变形的毛坯等。通常凸模长径比也影响凸模的稳定性，对用模具钢凸模挤压钢质零件来说，最大的长径比要控制在3左右。在进行反挤压凸模主要尺寸的计算时，首先必须满足挤压件图的要求，在确定凸模工作直径d的基础上才能计算其余各部分尺寸。凸模结构如图4.1所示：
图4.1反挤压凸模
(1)凸模工作直径
d＝D＂+δ?D＂ =32+1.2%?32=32.384mm 式中D＂——挤压件的内径，mm
(2)凸模端部直径
d2＝(0.5～0.7)d =0.5?32.384=16.192mm 第 11 页 共 25 页
4-1） 4-2）
（ （苏州市职业大学机电工程系毕业设计说明书（论文）
(3)凸模杆部直径
d1＝0.95d =0.95?32.384=30.7648mm （4-3） (4)凸模紧固部分直径
D＝d+(1+2htanα) =32.384+(1+2?48.576?tan10?)=96.375mm （4-4） (5)凸模自由部分高度
H＝(2～7)d1 =5?30.7648=153.824mm （4-5） (6)凸模紧固部分高度
h＝(1.3～1.8)d =1.5?32.384=48.576mm （4-6） (7)凸模工作部分高度
h1＝(0.3～0.5)d=0.5 ?32.384=16.192mm （4-7） (8)凸模变径过渡部分高度
h2＝(0.3～0.7)d1 =0.5?30.7648=15.3824mm （4-8） (9)凸模紧固部分锥度 α＝(10°～15°) (10)凸模工作锥度 β＝(120°～160°)
反挤压凸模的材料，一般可用3Cr2W8V和5CrMnMo，热处理硬度HRC55～60，模具使用寿命可达3000～5000件。
4.2凹模设计
组合式挤压凹模如图4.2所示。其尺寸的计算，通常是根据挤压件的外径先算出凹模型腔的工作直径，然后根据凹模型腔的工作直径算出其它各部分尺寸。
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图4.2 反挤压模凹模
(1)凹模内腔直径(即工作直径)
D＝D`+δ`D` =53+?1.2%?53=53.636mm 式中D?——挤压件的外径，mm
δ`——钢的收缩率，可取δ`＝1.2%～1.5%
(2)凹模外套底部外径
D1＝(2.5～3.0)D =2.5?53.636=134.09mm (3)凹模外套底部垫板孔直径
D2＝D1-(20mm～30mm)=134.09-20=114.09mm (4)凹模内套承压面直径
D3＝(1.3～1.7)D=1.5 ?53.636=80.454mm (5)凹模内套外径
D4＝(1.2～1.3)D=1.2 ?53.636=64.3632mm (6)凹模外套底部外径 D5=D1-(10mm?20mm)=13-10=124.09mm (7)凹模内套高度
h＝h0+(3～5)R =65+3?2=71mm 第 13 页 共 25 页
（4-9）4-10）4-11）4-12）4-13）4-14）4-15）
（ （ （ （ （
（
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式中h0——坯料在模腔中的高度，本模具取h0＝65mm R——凹模入口处圆角半径，一般取2～5mm (8)凹模与模板定位高度
h`＝(0.1～0.2)D =0.1?53.636=5.3636mm （4-16） (9)凹模外套高度
H＝h+h=71+5.3636=76.3636mm （4-17） (10)凹模外圆锥度 α＝(10°～15°)
(11)凹模型腔的内壁锥度(即出模斜度) β＝(0°10`～0°20`)
反挤压凹模的材料，一般可以用3Cr2W8V和5CrMnMo，热处理硬度为HRC50～55，模具寿命一般可达3000件左右。
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5工艺过程的确定
5.1产品加工过程
5.1.1下料
采用剪切下料，在剪床上剪切棒料尺寸为?50的圆棒料。在剪切前，将棒料加热到
250?~350?C的兰脆区会提高材料的抗剪强度，但可以得到匀整的切割端面。冷切会在
切割端面上产生裂纹，造成不可返修的废品，而且耗费的剪切功率大。在这种情况下，可以将坯料加热至 450?~550?C后再度。
5.1.2退火处理
低碳钢完全退火至硬度HB100~160,中碳钢球化处理至HB160~200。在最大单位压力下还不能达到所需挤压件深度的型腔，需进行中间退火。但两次挤压时，在型腔壁部周围容易出现接痕。 5.1.3润滑处理
润滑处理的方法为：
①将硫酸铜水溶液加入20%稀硫酸后，把经过去油的挤压冲头与坯料浸渍3~4秒，并涂以凡士林或用机油稀释的二硫化钼润滑剂；
②挤压冲头进行镀铜或镀锌处理，而坯料进行磷酸盐表面处理，在挤压时用二硫化钼等固体润滑剂的浓缩剂加机油稀释后作为润滑剂。坯料的磷酸盐处理是将坯料放入磷酸盐溶液中进行浸渍，是金属表面形成一层不溶于水的金属磷酸盐薄膜。在磷化前坯料可用于手工以汽油，煤油，四氯化碳等有机溶液除油，也可化学除油。 5.1.4装模反挤压成型
杯型件长度与所用工步数（预成型数目）没有一定的关系。是否需要预成型制坯主要取决于成品件的形状，尤其是封闭端的形状。用可热处理的合金，如果断面收缩率在
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700?C或更高的温