箱体的成形工艺制定及模具设计

1、箱体的成形工艺制定及模具设计本文采用的是挤压成形工艺4为了出模方便，毛坯直径尺寸设计要考虔到与凹横模腔直径尺寸的匹配性.因为呑坯直径因加热会膨胀而堆加,所以最终设计的丢坯体积应该包招零件的体枳、加工余屋以及消耗烧毁的体枳，井考虑到加热膨胀的因素W“通过对零件的飞维逍忆得出零件的休枳为：v=5J6?293.35W挤压件通常按照公式27)进行计茸,va=(v+v3+v2)(H6)(式4.1)式中:vt坯料的体积(nun3):VI机械加工与工艺余量的体积(mm)；V2飞边的体积5北；&一一僉鳩的加热损耗率；V工件的体积(mm1)经过反复计算*去毛坯直径0.,.=280则坯料的高度设计为Ho=

2、220mmo422挤压娈形程度的计算挤压变形程度表示挤压时金属塑性变形变形量的大小，也就是被加工件的截面积和原始坯料截面积的变化程度挤压变形程度的计算方法与冷挤压和热挤压类似.主要采用斷面收缩率(£>或挤压比(R>.本课题中采取的工艺方案是带润滑复合挤压取.成型毛坯锻大直径处的斷面计算断面缩减率(因为此处的断面缩减率是ft大的即最大挤压力发生部位几FOF1断面收缩率的计算公式按照4-2进行：£/“X100%(式4.2)F0式中F0挤压变形前毛坯的横截面积/mE1-1一一挤圧变形后毛坯的横截面枳/mn?由匕式可知:(F0-F1)是断面变化的绝对值,(F0-F1)越

3、大就代表挤压断面变化的绝对值越大。£的数值越人，挤压的变形程度越丿6通过计算得出断面收缩率£产34.5%.通过査阅挤压模具设计手册,理论上可以通过-次挤压成形.4.23压力机的选择由上-章的模拟结果中可得,在徹粗及复合挤压过程中凸模承受的最大载荷人约为2500KW以此为理论依据，本实验选择在天津锻压机床厂生产的液压机上进行能完成箱体的一次挤压成形，该设备为TIIP630单向行程液压机，开II高度最大为1600mm,顶出缸行程400mm,工作台面1200nunX1000mm,设备如下图4-1所示。图4-14-THP61-630液压机4.3等挤压模具的设计模具材料的选择热挤压模

4、具的工作条件较为恶劣，因此,对于模具的材料的选择就有较多的性能指标要求。要求模貝材料在常温卜何较高的强度和硬度值，有高的冲击韧性和断裂韧性值，防止模具在低应力卜或在冲击载荷卜产生脆断；挤压模具材料必须有较高的耐热性,在高温F有抵抗机械负荷的能力,在工作温度中不产生退火和回火现徐：高的耐磨件在长时间的高温高压卜的剧烈摩擦的情况卜表而有抵抗磨损的能力；有抗激冷激热的能力，防止模具在连续、反复、长时间使用中产生热疲劳裂纹针对该实验为制品试制过程,为了缩短实验时间,节约成本,选用加工简单、成本较低的模具材料。由于凸模、凹模和顶板在挤乐成形过程中需要承受很高的载荷，还需要在较高的温度和摩擦力卜进行工作，

5、11凸模还易磨损，I人I而模八材料应几仃较好的抗拉强度、耐热性以及耐磨件。根据模八不同部分的工作环境而言，顶板、凸模、凹模和顶杆选用3Cr2W8BV,热处理硬度要求HRC4050：垫板选用T8钢，热处理要求1IRC1852。其他部件采用45创，热处理硕度要求HRC3842.挤压模具设计（1）模具整体结构设计模貝总体结构设计如图4.1所示，凸模固定在接杆卜.，然后用连接板将接杆安装固定在上模板，凹模固定在预应力圈内，再通过连接板固定在下模板上，卸料版用螺钉灵活固定在预应力圈上，顶杆在模具固定在压力机上后在放入凹模内。在挤压过程中，随着凸模芯轴受轴向挤压力往下运动，挤压坯料受到挤压力的的影响进行复

6、合挤斥成形，成形箱体底部筋条及侧壁金属向上流动。挤压完成后，卸料板旋转至挤压件的I部然后固定好，将凸模缓缓升起将凸模与坯料分离,由于此箱体为方形，侧壁的摩擦阻力较人，所以需要顶杆缓缓将成形后坯料顶出，避免顶出速度过快对模人产生损誉°图4-1模具示童图卜凸模2-定位板3-凹模4-顶板5-凹模垫6-下楔板7-顶杆8-应力圈9-卸料板10-销1】-凸模固定板12-上模板（2）凸模结构设计凸模设计如图4.2所示，在凸模匕设计有工作带.由于在挤压过程中仅工作带部分接触坯料，接触而积小，从而降低挤压成形力.11让挤压件脱模顺利，由于在挤压过程中，该零件变形程度较大，凸模挤压工作时间较长,容易受疲

7、劳而降低凸模的使用寿命，由于制品要批量生产，则必须设计接杆使得疲劳的凸模得以枠换。rdJL|o»h百172(1图4-2凸模结构图(3) 凹模及预应力圈结构设计凹模是零件几何外形成形的场所，而预应力圈是为r在挤Ie过程中防止凹模受到过大的载荷起到保护凹模,提高凹模的使用寿命。由于凹模对制件的成形效果起着决定性的作用，所以凹模合理的几何外形，易于凹模型腔内的金属流动，优化摩擦条件，降低金属流动阻力和单位挤压成形力。为了易于零件脱模，同时减小挤压过程中金属流动阻力，凹模型腔内壁斜度取a取1。凹模结构如图4.3所示，预应力圈结构如图4.4所示。图4-3凹模结构图（4）凹模垫及顶板结构设计凹模垫结构如图4-5所示.顶板结构如图46所示。顶板直径与凹模垫中2L心孔直径为基孔制间隙配合九O/力Z111111RsaidA/力Z111111RsaidA皿2图4-5凹模垫结构图§泌rV1I"'Ji4M5117图4-6顶板结构图（5）卸料板结构设计卸料板结构如图4.7所示，挤压结束