外径面为1.5o锥面。
为了方便卸料，降低卸料力，本段凹模内腔设计为锥度1度的锥面。 其剖视图如图4-3所示。
图4-3 镶块二剖视图
Fig.4-3 the cutaway view of female dieⅡ
3）镶块齿轮段
齿轮段镶块如图4-4。其中齿轮的模数为1.0，齿数为20，，分度圆直径为14.5mm，压力角为20o，高度为18.1mm，外形尺寸设计原则如同镶块一。过渡圆角设计时考虑局部尺寸，设计其半径为2mm。
图4-4 镶块三剖视图
Fig.4-4 the cutaway view of female die Ⅲ
套筒1的尺寸：外径：D2=4.5D1=4.5×25=112.5mm。
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高度：h=93－2=91mm（压套的高度通常比镶块小1~2mm） 套筒内外呈3o锥面。
套筒2的台阶是为了凹模的压板紧固。套筒2外面为圆柱面，内面为3o锥面。
4.2 上模部分结构设计
1）结构形式
模具上模部分结构形式的确定，主要取决于模板结构和凹模的紧固方法。本设计采用模柄结构形式，考虑卸料问题，将模柄前部设计为斜度为3o的锥形，保证卸料时上模座不脱落与压力机。考虑制造加工方便，将上模板分割成两体分别加工后组装为一体。本设计还要采用导柱导套以及考虑卸料机构，加大上模板面积。
2）垫块及固定圈
挤压时凸模要承受较大的工作压力，其还要承受极大的摩擦力和温度变化的作用。 为了把凸模工作压力均匀分散传递给模板和压力机机架，缓和由加工压力引起的接触压力，防止模座产生局部的凹陷或变形，改善凸模的工作条件，必须在凸模的底部端面与模板之间，设有一块工具钢淬硬的垫块。这样可以对凸模进行强有力的支撑，分散作用在凸模上的压力，借以起到缓冲的作用，提高凸模的稳定性及寿命。
由于凸模垫块是承受较大集中载荷和传递压力的重要工作零件。因此，垫块的面积必须足够大以便适当的分布负载。设计时，凸模底面的压力希望控制在凸模工作压力的1/3~1/4左右，即500~700MPa，据此决定垫块的平面尺寸。垫块的厚度一般在15~30mm之间[1]。本设计中，凸模垫块厚度为25mm，凹模垫块厚度为30mm。
为了防止垫块的弹性变形和塑性变形，必须选用优质碳素工具钢T8A、T10A，热处理到较高的硬度56~60HRC[6]，并使垫块承受的压力小于选用材料的许用压应力。
凸模固定圈，是将凸模紧固于模座上的重要辅助零件。通常规定其厚度在13mm以上。固定圈孔与凸模的有效配合高度h，一般在（1.6~1.7）d范围内[1]，本设计选用h=1.6d。 d为固定圈外径。
上模结构如图4-5所示。
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图4-5 上模示意图
Fig.4-5 schematic diagram of punch set
4.3 导向装置
冷挤压模具工作部分的准确导向，可使凸模在工作时对准中心，减小由于偏心负荷时产生的弯曲力矩损坏凸模的危险，并能提高挤压件的精度。
对导向装置设计的基本要求：结构合理；导向准确可靠；导向作用发生在挤压开始之前，并在整个过程中实行导向；导向部分与工作部分之间的配合间隙合理。
常见的导向方法有：导柱导套间的滑动导向、凸模导向、模口导向和导套导向四种。本设计选择导柱导套导向。
对于导柱导套导向设计时，主要考虑滑块位于上死点（最高位置）时，导柱最好不要与导套脱落，而在下死点（最低位置）时，导柱不应触及压力机滑块的底平面。设计的一般原则是：
1）在上死点或当凸模与工件接触时，导柱进入导套的深度不得小于15~18mm[1]，如图4-6a所示；
2）在下死点，导柱的上端与模板之间的距离不得小于10~12mm[1]，如图4-6b所示。
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导柱直径一般取40~60mm[1]。本设计选择40mm，导柱布置选择最常用的四导柱封闭布置。
导柱与模座、导套与模板，采用七级精度第五种过盈配合，导柱与导套为7级精度第一种间隙配合。配合部位精加工，表面粗糙度值要求在0.8μm以下。
a） b）
图4-6 导柱、导套导向结构形式 a）于下死点位置 b）于上死点位置 Fig.4-6 the structure form of guiding post and bush
4.4 卸料装置
卸料装置和推顶机构应具有“在任何情况下，都能切实可靠地将挤压件从凸模中卸脱下来，或从凹模中推顶出来，并在回程时，保证不与其他零件相干扰地复位”的功能[1]。还应以“不使成形件产生变形及卡住现象，迅速地进行卸料和推顶，而不影响制件质量”作为限制条件。
本设计的卸料装置采用机械拉杆式联动顶出装置。这种结构主要由拉板、拉杆和顶料螺杆与顶料托连接。滑块回程时，在拉杆的带动下，通过拉板、顶料螺杆和推动顶料托，
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顶料托直接推动顶杆将挤压件从凹模中顶出。这种顶出机构广泛用在中小型压力机上，是较为简单、可靠的一种退料装置。
4.5 凹模压板紧固螺钉计算
凹模压板是为了固定凹模，并且在顶料杆推顶挤压件卸料时保证凹模不脱落模座。 顶出力一般应为所需挤压力的10%左右。
本设计中计算挤压力为1175.5KN，考虑各种不确定因素，其挤压力大约为1400KN。则卸料力即顶出力为140KN。
在凹模压板上设计平均分布六个螺钉固定压板，螺钉材料选择45钢，并调质处理。用公式[7]计算，过程为：
4?1.3F?≤[σ] （4-1） σe=
?d2其中：σe——量应力，N/mm2； F——总拉力，N；
? d——螺钉直径，mm； [σ]——许用应力，N/mm2。
4?1.3F?=4?1.3(140000/6?0.8?140000/6)≤250
?d2?d2计算得d≥16.68mm，选择紧定螺钉为M18[8]。 卸料拉杆用螺母固定在上模板。拉杆螺纹选择计算：
4?1.3F?=4?1.3(140000/2?0.8?140000/2)≤250
?d2?d2计算的d≥28.89mm，选择螺杆为M36[8]。
4.6 模具总体结构
模具总体结构示意图如图4-7。
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