挤压技术在实际生产中的应用

1、挤压技术在实际生产中的应用、背景在国外，挤压技术始于1797年的英国，上世纪五、六十年代，先后传入我国和世界各国。八十年代，日本宇部公司开发成功HVSC和VSC系列挤压铸造机，使此工艺在日本及欧美各国得到了迅速的发展。目前，宇部挤压铸造机已销售307台，最大设备合模力达3500吨，日本丰田公司的轮毂生产厂拥有14台VSC1500 VSC1800挤压铸造设备，已形成年产400万只高档汽车铝轮的生产能力。此外,丰田公司还拥有年产120万只复合材料活塞的生产能力，并已在 23种车辆得到使用。此外，日本的日产汽车、马自达、Art、U-mold 和Tosei等公司及美国 SPX、Amcast等国外大公司

2、也拥有挤压铸造生产厂或车间。在我国，挤压铸造是从上世纪六、七十年代开始发展的。九十年代，曾随摩托车行业大发展,有了一个大飞跃。仅铝轮毂就形成了年产300万只的能力。但随着市场、利润和当时技术、质量等原因，使此生产规模很快就下来了。近十年来，我国挤压铸造业还是得到了稳步发展。当前，国内有一百多台设备在工作。右图为部分挤压铸件的照片。近年，挤压铸造工艺技术，较为突出的创新点有如下几个方面:1、双重挤压铸造形式的发展。双重挤压铸造是继“直接挤压”和“间接挤压”之后，一种正发展的挤压铸造新形式，它 实际上是将“直接挤压”和“间接挤压”两种形式结合起来，靠间接挤压法成形毛坯，用直 接挤压法（闭式模锻）压

3、实铸件，以达到其组织致密，形状尺寸精确，表面光洁度好的目的,由于其兼有直接挤压和间接挤压的优点，近年发展很快。F图为一种杯形件的双重挤压铸造示意图，它是靠下挤压冲头5将浇入料缸4中的液态金属推入已预闭合锁模的上、中模（2、3）和预留有一定压下量（h）的上挤压冲头1组成的型腔中，并继续保压（此称为第一次挤压），然后，上挤压头1再下行施以高压，即对凝固中的铸件实施第二次挤压（锻压）直至将铸件压实并完全凝固。此种工艺，国内也有多种名称，如“连铸连锻”，“铸锻双控成形”和“二次补压”等，其定义的范围也有所局别。i峡施是fl1 ip 冷斗P1P1心*二直紬双重挤压是当前挤压铸造形式的一种新发展,它在为复

4、杂高质量的或铸造性能差的变形合金的铸件生产，提供了一种有潜力的工艺形式。2 、 挤压铸件的热处理技术一般情况下，只要工艺、 工装设置合理， 挤压铸件是可以进行固溶热处理的，但在实际生 产中，尤其是间接挤压铸件，在固溶处理时往往会出现“起泡”缺陷，使热处理无法进行。应尽量减少气体上世纪九十年代后期， 造成我国挤压铸造摩托车铝轮产量急剧下滑， 与当时热处理技术未过 关有直接关系。 对此国内外进行了不少研究。 为控制热处理“起泡”缺陷，及夹渣卷入液态金属中。为此，要采取如下措施：须严格控制液态金属的充型速度（浇口速度）般情况下，要控制在0.8m/s 以下。对直接挤压铸造，此由挤压冲头速度来控制，一般

5、在0.1 0.4m/s 之间，间接挤压铸造由浇口速度，或铸件最窄处速度来测算，一般控制在0.51m/s之间。定要将料缸，型腔中的水 应使用水剂涂料， 要禁止用油剂或腊基涂料，而且浇注前， 气吹干。 要解决好模具的集渣， 排气问题， 对挤压铸造模具，一般是采用模具的配合间隙，排气 槽，集渣包，顶杆等进行排气；对于形状复杂又要求严格的铸件，有的还需使用排气块，排 气阀，甚至真空等方法排气。 在模具的进料系统及内浇道设计时， 要尽量采用自下而上的立式挤压充型 （进料）系统， 减少液态金属流对型芯和模腔壁的正面冲击， 使液态金属的浮渣和已凝固的硬壳尽量挡在料 缸内， 形成料饼或进入渣包中， 并使型腔中

6、气体能顺利排出。 下图为一种典型的挤压料缸与 内浇口的设计图， 多数情况下， 自下而上的中心进料比侧面的横向进料更有利于排气并减少d气体的卷入。3、半固态挤压铸造技术半固态加工是当前正快速发展的一项新技术,由于挤压铸造产品的优质特性， 使半固态挤压铸造（或称半固态锻造）受到产业界的关注，近年也有一定的发展。日本宇部公司开发的 UNRC半固态流变铸造新工艺，与该公司生产的VSC, HVSC挤压 铸造机相结合，即形成一整条半固态挤压铸造生产线。其工艺流程为:SB 1、浇勺 2、储液器3、陶瓷盖 4、空气 5、感应圈 6、挤压料缸4、计算机技术的应用当前，计算机技术在挤压铸造工艺中的应用开发，主要围

7、绕两方面;第一是进行挤压铸造过程的数据模拟（CAE）以进行挤压铸造工艺参数及模具设计的优选。使用CAE技术后,可大大减少工艺试验的次数，节省了时间和资金的投入，提高了产品质量。计算机应用的第二方面是建立模具设计的专家系统和标准件图库以实现模具的虚拟现实设计及智能化设计，它明显提高了设计效率，降低了设计成本。5、新材料在挤压铸造中应用技术的发展。基于挤压铸造可成形厚壁复杂铸件，内部组织致密，且又能进行固溶热处理,因而当前此工艺已发展成为一种高档铸件，如耐磨、耐压、高强韧铸件等的重要生产手段。一些新材料,如高硅铝合金，高强韧铝，镁、锌基合金及其复合材料等，也越来越多的被用于生产,表现在:1、高硅铝

8、合金挤压铸造由于压力下结晶有利于初晶硅细化，可消除缩松气孔缺陷并可固溶热处理,因而挤压铸造不失为高硅铝合金一种较理想的先进工艺。F图是用日本东芝 DHXV350挤压铸造机生产的空调压缩机缸体铸件照片，合金材料为日本ADC14高硅铝合金，目前该厂已达每年数十万只的生产批量。1、y，- _1-i-_ _ 1-. - y. ,G L -,-.享淇心 Q V .? 土 VI:幸-2溥林料饼2、内浇道 3、缸体4、集渣及排气系统2、镁合金挤压铸造目前，镁合金铸件大多用压铸工艺生产，但对于有高质量和高力学性能要求的铸件,压铸就有困难了，因而镁合金挤压铸造有了快速的发展。重庆大学用其专利的挤压铸造新技术,将

9、摩托车镁轮毂成功的投入了批生产其工艺过程参见下图。(a)模具淸整、合那(a低11充型(c)高圧凝固dHh HHh獴S沁最电 律廳毬111 I 门 I ll i r1 I f(d )开型取件(a)模具清整、合型(b )低压充型(C)高压凝固与传统挤压铸造相比，新型挤压铸造工艺有以下创新。 采取加热浇管进行封闭定量浇注，将镁合金熔体与外界隔绝，解决了镁合金熔体浇注过程中的氧化和降温问题。 采用低压充型和高压凝固分离的模式，有效地减少了压室料饼，提高了工艺收得率。 改传统的三片两开型结构为两片单开型结构。在一次工艺循环中只需一次开合型就可以实现浇注和取件， 缩短了工艺流程，将工艺循环时间从 45mi

10、n降低到2min左右，大幅度提咼了生产效率。为了减少工艺试验、模具设计和生产调试的工作量，用MAGMA软件对新型挤压铸造过程进行了模拟和数值优化，获得了优化的工艺参数组合，确定了模具工艺结构。6、挤压铸造设备的发展早期的挤压铸造多用直接挤压铸造形式，所使用设备为摩擦压力机，后改用通用油压机和普通型挤压铸造机，到上世纪八十年代后随着下顶式间接挤压铸造方式应用的增多，日本宇部公司开发成功 VSC和HVSC系列挤压铸造设备使挤压铸造机水平有一个大的飞跃，使国际挤压铸造产业也有一个大的发展。上世纪90年代以后，挤压铸造机呈现多方向发展的趋势。其一，随着计算机控制系统及铝液自动输送等技术的发展，出现了更

11、新型的挤压铸造机，东芝公司DXV立式机和DHXV卧式机，即为其中代表，其二，随着实时控制系统的开发成功，使传统的卧式压铸机也可以实现挤压铸造生产，率先开发此项技术的是瑞士布勒公司。随后美国、欧洲等多家公司也都在压铸机上实现了挤压铸造39。其三，随着半固态铸造技术日趋产业化，一些适应半固态挤压铸造的设备也相应发展起来。包括上述的宇部镁合金半固态挤压公司的NRC半固态铸造设备及东芝公司新设备等都能适于铝合金、铸造生产。、挤压技术的分类挤压的方法可按照不同的特征进行分类，有几十种。最常见的有6种方法：正向挤压、反向挤压、侧向挤压、连续挤压、玻璃润滑挤压 和静液挤压。最基本的方法仍然是正向挤压（简称正

12、挤压）和反向挤压（简称反挤压）如下所示为挤压的分类分罢捲用济K方何片类圧向挤址反向挤比（包捕住轴反挤斥*墙艮反挤压、取轴反菇FF常W向挤沐【血格电）向瞬压* iw向播圧*等a逍wft挤JK舛）1扌女照建股特征分类辅对舔童阳挤压*按瓏翟滑犠憲井娄嚴礪制皤挤圧包话潮淆穿孔升挤侏、幣通制带捌伞润滑搽用却!）耐刖热挤压（包松普ia热挤恂* :?种諄退挤床邹按朋注压逢憧仆类低逋挤压fff通挤弘冏遠挤|土j冲击挤压（包相超商速挤*.划戦挤賦零）按聪奥具种类或邸构分嶷T復挤讯惟礦侨压（MSjfliifl?挤压，平挤压、双鴨挤爪毎】升桩挤用（壹新师地别挤用）带穿乳什挤（k M：fc1定铃W圧、別和什挤fh、邸

13、扎挤爪、不穿扎挤用*丰鄭扎挤低：7）按斜坏揖晤狀我敌且井裟硼挤从篩挤丿h（&11詬血坏莓挤爪）扁挤卅筒楼压喘斷圍址料挤|门主坏料挤FK 包拈如：词材弱爭1；林|济乐、不同材11参堤料挤堆?复舍址蚪挤圧：也报般粒复合材料饼用，啓包帼芯、戏全届管零ffjft金W尼状豆合材f 挤鴨 舍属与H也皿:金属林料或不冋普余风林科的特嫌疫狀夏+1料抑4等図外弭的状憲井寮曹通机坯挤也粉未H料挤尿111i半丙奇侨乐轻恚W吗挾JE扌的创品比狀必曲U勺扌类悔林挤斥辔制挤爪【包K1E1惡血曾H形勵血吿W挤用、业撕面醫材挤压零）实心黑材挤斥空b型卜挤用也恬井神家心樂制挤压，件艸缝晋材挤生等）变斬Mii fl討挤帰f包括薜

14、讚变断価昭材挤斥 阶段变斯面电財挤賦彗、单几楼挤爪C耶fflJM閨舊扎蟆挤用C野ffi制歸按*ft金Wtt炎分摄冇色盘S抹用黑色余瞒挤出mi产的违燼tt分舅,許通挤压连?5描压（包按电趨包番连宅丈挤帐*无低余挤张.corfcrrr,挤汗*雀绒诗挤等】i十压膜理H iliM,乂甥蹩逬汐严 匚二匸匚tL I心总號I模轴挤压膜丄a料4 2 韦堵头1坏料a.正向挤压b.方向挤压玻矚涂g坏料玻璃盘亍戒.汗；跻卞 F挤压膜d.连续挤压e.玻璃润滑挤压A =: i -C.侧向挤压粘性介质f.静液挤压正向挤压: 定义：金属的流动方向与挤压杆（挤压轴）的运动方向相同的挤压生产方法。特征：变形金属与挤压筒壁之间有

15、相对运动，二者之间有很大的滑动摩擦。引起挤压力增大；使金属变形流动不均匀， 导致组织性能不均匀；限制了挤压速度提高；加速工模具的磨损。反向挤压:定义:金属的流动方向与挤压杆（或模子轴）的相对运动方向相反的挤压生产方法。特征:变形金属与挤压筒壁之间无相对运动，二者之间无外摩擦。特点:挤压力小；金属变形流动均匀；挤压速度快。但制品表面较正挤压差；外接圆尺寸较小；设备造价较高；辅助时间较长。热挤压、冷挤压、温挤压7温度范围T艺特点2冷 挤.1回饶湍度以卜零件表面光洁，精度较高.成为一种有效 的少.无切削加工丄艺-挤 压护冷挤压和热挤压之 间卢比冷挤IE的变形抗力小，较容易变形“写 热挤压相比，坯料氯

16、化脱族少，可提高挤 压件的尺寸精IS和表面质量J热 挤金属再结晶温度以 上-变形抗力小，塑性好，允许每枚变形程度 较大，但产品表面粗度高，尺寸准确度 较低模具材料表面处理及润滑零件质量影 响因素冷挤压高韧性，高讷膜 性.热性Sillies ft 处理， 緘化杠蜡油、fl巴 皂油利一硫化钳的刚件2.温度升高3模具艸性变形温挤压有是疇的度， 强韧性.抗 磨损，耐疲劳润滑刊具有走 热稳宦和绝热性1.温度2. 润滑3. 模具弹性变形热挤压高温抗变形能力. 高温耐購性.抗 热疲劳能力，抗 回火能丿阳F 加工性润滑剂应其仔耐 压、耐魚、不分 解变质性能.无 腐蚀作用1 .沿度变化2.挤压件断面状3.润滑条

17、件4.H 化、挤压技术的原理与力学特性1、挤压技术的原理 挤压是有色金属、钢铁材料生产与零件生产、零件成型加工的主要生产方法之一，也是各种复合材料、粉末材料等先进材料制备与加工的重要方法。有色金 属挤压制品在国民经济的各个领域获得了广泛的应用。连续挤压技术是挤压成型 技术的一项较新的技术，以连续挤压技术为基础发展起来的连续挤压复合、连续 铸挤技术为有色金属管、棒、型、线及其复合材料的生产提供了新的技术手段和 发展空间。传统的挤压方法主要有正向挤压、反向挤压、静液挤压等。以正挤压为例,正向挤压时，挤压杆运动方向与挤压产品的出料方向一致，坯料与挤压筒之间产 生相对滑动，存在很大的摩擦，这种摩擦阻力

18、使金属流动不均匀，从而给挤压制 品的质量带来了不利影响，导致挤压制品组织性能不均匀，挤压能耗增加，由于 强烈的摩擦发热作用，限制了挤压速度且加快了模具的磨损。反向挤压和静液挤 压等方法虽然从不同的角度对正向挤压进行了改进，但是这些传统的挤压方法都 存在一个共同的缺点，即生产的不连续性，制品长度受到限制，前后坯料的挤压 之间需要进行分离压余、填充坯料等一系列辅助操作，影响了挤压生产的效率。为了解决传统挤压中的问题， 20 世纪 70 年代人们开始致力于挤压生产的连续性研究。1971 年，英国原子能局的 D.Green 发明了 CONFORM 连续挤压方法。此方法以颗粒料或杆料为坯料，巧妙地利用了

19、变形金属与工具之间的摩擦力。如 图 2 所示，由旋转的挤压轮上的矩形断面槽和固定模座所组成的环形通道起到普 通挤压法中挤压筒的作用，当挤压轮旋转时，借助于槽壁上的摩擦力不断地将杆 状坯料送入而实现连续挤压。连续挤压时坯料与工具表面的摩擦发热较为显著， 因此，对于低熔点金属，如铝及铝合金，不需进行外部加热即可使变形区的温度 上升400500 C而实现热挤压。在常规的正挤压中，变形是通过挤压轴将所需的挤压力直接施加于坯料上来实现的，由于挤压筒的长度有限，要实现无间断的连续挤压是不可能的。一般来 讲，要实现连续挤压需满足以下两个条件：1）不需借助挤压轴的直接作用，即可对坯料施加足够的力实现挤压变形；

20、2）挤压筒应具有无限的连续工作长度，以便实现无限长度的坯料供给。为了满足第一个条件，用带矩形断面的运动槽块和将挤压模固定在其上的固定矩形块构成一个方形挤压筒，以代替常规的圆形挤压筒。当运动槽块沿图中箭 头所示方向连续向前运动时，上下两面上方向相反的摩擦力相互抵消，坯料在两 侧面的摩擦力作用下向前运动而实现挤压。为了满足上述第二个条件，其方法之一是采用挤压轮来代替槽块。随着挤压轮的不断旋转，即可获得无限长度的挤压筒。挤压时，借助挤压轮表面的主动摩擦力作用，坯料连续不断地被送入，通过安装在挤压靴上的模子挤出所需断面形状的制品。综合以上两方面考虑，CONFORM连续挤压机做了如下设计，它主要由四大部

21、分 组成：轮缘车制有凹形沟槽的挤压轮，它由驱动轴带动旋转；挤压靴，它是固定 的，与挤压轮相接触的部分为一个弓形的槽封块，该槽封块与挤压轮的包角一般为90度，起到封闭挤压轮凹形沟槽的作用，构成一个方形的挤压型腔，相当于常 规的挤压筒，不过这一方形挤压筒的三面为旋转挤压轮槽的槽壁，第四面才是固 定的槽封块；固定在挤压腔出口端的堵头，其作用是把挤压型腔出口端封住，迫 使金属只能从挤压模流出；挤压模，它或安装在堵头上，实行切向挤压，或安装 在靴块上实行径向挤压。这样，当从挤压型腔的人口端连续喂入挤压坯料时，由 于它的三面时向前运动的可动边，在摩擦力的作用下，轮槽咬着坯料，并牵引着 金属向模孔移动，当夹

22、持长度足够时，摩擦力的作用足以在模孔附近产生高达 1000 MPa的挤压应力，迫使金属从模孔流出。 可见CONFORM 连续挤压原理是 巧妙的利用了挤压轮凹槽槽壁与坯料之间的机械摩擦作用作为挤压力。而且只要 挤压型腔的入口端能连续地喂入坯料，便可达到连续挤压出无限长制品的目的。2、力学特性概念 挤压力是决定 凹模强度和选择挤压机公称压力的主要因素。挤压力的大小与凸模的加压面积、坯料在挤压温度时的机械性能、变形程度、模具形状、润滑效果等因1000牛/厘米2以下;素有关。在冷挤压硬铝、铜等材料时，单位面积挤压力一般在冷挤压碳钢和合金钢时一般都在1000牛/厘米2以上，高的可达 25003000牛/

23、厘2、3层预应力结构，以米2。因为单位面积挤压力很大，承受胀应力的凹模大多采用提高其强度和刚度，并使磨损仅出现于最里面的一层，有利于模具的修理（只更换凹模的内层)。力学计算1、挤压力、挤压应力、计算挤压面积(1)、挤压力：挤压面上的压力。(Fbs)见图a(2)、挤压应力：在挤压面上，由挤压力引起的应力dbs见图b，实用计算中认为均匀分布在挤压面的计算面积上。见图c(3)、挤压面:剪切变形中传递力的接触面(计算面积是其最大正投影面面积。见图d)Oto 屬cB-(咼挤压的应力计算公式挤压的强度计算(5 lit由此强度条件可进行三个方面的强度计算:(1 )、强度校核(2 )、截面设计(3 )、确定许

24、可荷载四、挤压工艺中的模具结构挤压模可按模孔压缩区的断面形状、挤压产品的品种、模孔的数目、挤压方法及工艺特 点、模具结构等不同形式进行分类。归纳起来可分为四大类:整体模模子是由一块钢材加工制造成。广泛用于挤压普通型材、棒材、管材。整体模按模孔压缩区的断面形状可分为7种：平模、锥模、平锥模、双锥模、流线模、平流线模、碗形模，各模如下图所示。最常用的是平模和锥模。i 1bc平模：挤压铝合金型材、棒材，镍合金，铜合金管、棒材。锥模：挤压铝合金管材，高温合金钨、钼、锆等。拆卸模由数块拼装组成一整体模子，用于生产阶段变断面型材（见下图）。模子是由大头和 小组合模生产内径较小的管材，各种形状的空心型材。舌

25、形模：所需的挤压力较小，焊合室中延伸系数大，主要用于挤压硬合金空心型材。但挤压残料较多。idH I1 r平面分流模：多用于挤压变形抗力低、焊合性能好的软合金空心型材。残料较少。 111hilifii T五、举一到两个具体实例说明挤压的过程偏心轴的冷温复合挤压工艺及模具设计一、方案确定 1、零件分析偏心轴是重要的传动零件。在工作时承受巨大的冲击载荷，而且零件的工作环境恶劣、多粉 尘，零件易磨损。采用温塑性成形工艺，可以提高工件精度，降低材料消耗，减少或部分取 消机械加工。偏心轴由头部、盘部、杆部三部分组成，为非对称结构零件。杆部细长，杆部与头部偏心布其长度明置，盘部的截面是非轴对称截面。从零件结

26、构上看，头部和杆部形状细长而狭窄, 显大于其他尺寸。由于零件各个截面积差较大，故可考虑采用挤压工艺。20 %,该零件选用的材料为 40Cr，此钢的抗拉强度与屈服强度比相应的碳素钢高2、工艺方案分析 方案1 :采用温挤压成形工艺将该零件一次成形。由于该零件变形程度较大， 故可考虑采用温挤压工艺。而且一次成形减少了零件制造工序，降低了生产成本。表面处理加热方案2 :在挤压件最终成形前加入一道预成形工序，即先使偏心轴下部的台阶成形，由于该道工序中零件变形程度不大，故采用冷挤压成形，简化模具制造和实际生产时的步骤。此后，采8mm小台阶。用温挤压工艺成形零件变形程度较大的凸轮部分和其上的直径润滑退火表面

27、处理表面处理润滑比较:以上两种方案各有所长， 方案一制造工序少， 模具制造成本低，但在实际生产中，由于该零件的凸轮部分变形程度过大，且制造精度很高，要求一次成形而不需进行后道加工，导 致挤压力增大，毛坯无法完全充填型腔， 零件很有可能报废。同时在工作中零件会与模具型 腔内壁剧烈摩擦，产生的力有可能使模具报废。方案二尽管增加了一套模具，制造成本比方案一高很多，但因为加入了预成形工序，使挤压时零件的变形程度降低，挤压力也减少了很 多，因此保证了零件质量，比方案一更适于实际生产。综上所述，决定采用方案二。二、模具设计1.挤压件的设计在拿到零件后，应先制订出挤压件图。挤压件图就是适合于冷挤压的零件的图

28、形。它是根据成品零件图，考虑到挤压工艺性和机械加工的工艺要求，进行设计的。由于该零件的轴部带有 4个连续阶梯，在挤压时很难一次成形，所以必须对轴部进行所以精度简化，改为两个阶梯；凸轮部分必须在温挤压时一次成形，直接达到零件图尺寸, 要求较高。2.工艺参数计算1).下料:坯料规格为24 X35mm，使用剪切模下料。坯料重量为123.8g。JB23-63。剪切力Q = 588.1KN ，剪切设备：开式双柱可倾压力机2).镦粗:用剪切模制备坯料时，剪断的坯料端面比较粗糙，端面与中心轴线不能保持垂直,有一定的斜度。因此坯料在剪切后，一般用镦平模将坯料端面压平后再进行挤压。镦粗后坯料规格为27.8 X2

29、6.1mm。J23-100 。冷镦力F = 649670kN，考虑安全系数，选设备：开式双柱可倾压力机3).退火:对于40Cr来说，其退火工艺为加热至 860 C,保温14小时，再随炉冷却至300 C后空冷，处理后硬度为 HBS150163。4).表面处理：磷化处理5).润滑：皂化6).冷挤压预成形:用冷挤压工艺将毛坯挤压至如左图形状。冷挤压力：F = 1193.3KN因为液压机在任何行程位置都能产生公称压力,所以考虑安全系数选用设备：四柱万能液压机Y32-200 。时间8).加热:40Cr的温塑性变形温度通常在 600 C800 C之间，高于800 C时工件的氧化变得剧烈，低于600 C时工

30、件的变形抗力迅速增大。由于工件的变形程度较大，故将温挤压温度 定在750 C,在这温度下40Cr的变形抗力为常温下的 15 %,氧化极微。考虑到加热温度的 波动，将温挤压温度定为 750 C20 C。加热装置采用2500Hz、100kw的中频感应加热炉。9).温挤压成形:在冷挤压基础上将零件头部的小凸杆和凸轮温挤压成形，如左图所示:温挤压力：F = 1526.5KN考虑安全系数选挤压设备：四柱万能液压机Y32-200。111111|10).车加工:部分尺寸塑性成形后，由于挤压机械加工精度及零件尺寸公差无法达到图纸要求,需要进行切削加工至零件尺寸。3. 模具结构设计(1) .预应力圈组合凹模:为

31、了解决凹模的横向裂纹,生产中采用横向或纵向剖分的凹模结构；为了提高凹模就是的强度，防止纵向裂纹产生，生产中普遍使用预应力组合凹模。所谓预应力组合凹模,利用过盈配合，用一个或两个预应力圈将凹模紧套起来而制成的多层凹模结构。由于组合凹模中的内凹模与预应力圈采用过盈配合，压入后两者的接触面产生接触预应而预应力圈上所力。因此，组合凹模挤压时，内凹模所产生的切向拉应力就被抵消而减小,产生的切向拉应力被叠加而增加。这样，内凹模与预应力圈的切向应力趋于相同。如果组合凹模预应力圈的尺寸选择得适当，其过盈量也足够大，甚至可以使内凹模得内壁在挤压时完全没有切向拉应力。由于单位挤压力较大，本次设计的两套模具均采用三

32、层预应力圈结构(2) .预成形组合凹模设计:正挤压时，由于挤压力很大，如果采用整体式凹模，在型腔的直筒部分与锥角相交处会产生应力集中，容易开裂，因此常采用分割形式的组合凹模。故将凹模和预应预成形件由于要成形两个台阶轴，如采用整体式凹模很容易开裂,力圈作横向分割。为了防止金属挤入接合面间，应精心设计并仔细加工分割处的接合平面。4. 模具结构(1).11121314151617181910986532预成形：根据预成形件的特点，设计了如下图的模具结构。该套模具主要由下顶杆6，凹模垫块7,凹模8、16，中套9、17，外套10、18，凸模15，凸模套14，凸模垫块13，斜楔21等王要零件和一些大小螺钉组成。(2).成形:根据成形件的特点，设计了如下图的模具结构。14