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数控模具设计冷挤压模具设计

第六章冷挤压模具设计

本章通过一些典型的冷挤压模具结构，介绍冷挤压模具的特点、其工作零件

及其它主要零部件的设计要点及步骤等。

第一节冷挤压模具的结构及分类

一、概述

冷挤压是在常温下对金属材料进行塑性变形，其单位挤压力相当大，同时由

于金属材料的激烈流动所产生的热效应可使模具工作部分温度高达200℃以上，

加上剧烈的磨损和反复作用的载荷，模具的工作条件相当恶劣。因此冷挤压模具

应具有以下特点：

(1)模具应有足够的强度和刚度，要在冷热交变应力下正常工作；

(2)模具工作部分零件材料应具有高强度、高硬度、高耐磨性，并有一定的

韧性；

(3)凸、凹模几何形状应合理，过渡处尽量用较大的光滑圆弧过渡，避免应

力集中；

(4)模具易损部分更换方便，对不同的挤压零件要有互换性和通用性；

(5)为提高模具工作部分强度，凹模一般采用预应力组合凹模，凸模有时也

采用组合凸模；

(6)模具工作部分零件与上下模板之间一定要设置厚实的淬硬压力垫板，以

扩大承压面积，减小上下模板的单位压力，防止压坏上下模板；

(7)上下模板采用中碳钢经锻造或直接用钢板制成，应有足够的厚度，以保

证模板具有较高的强度和刚度。

典型的冷挤压模具由以下几部分组成：

1．工作部分如凸模、凹模、顶出杆等；

２．传力部分如上、下压力垫板；

３．顶出部分如顶杆、反拉杆、顶板等；

４．卸料部分如卸料板、卸料环、拉杆、弹簧等；

５．导向部分如导柱，导套、导板、导筒等；

６．紧固部分如上、下模板、凸模固定圈、固定板、压板、模柄、螺钉等。

二、冷挤压模具分类

冷挤压模具有多种结构形式，可根据冷挤压件的形状、尺寸精度及材料来选

择合适的模具结构形式。冷挤压模具可以按以下几个方面来分类。

（一）按工艺性质分类

模具按工艺性质可分为：正挤压模、反挤压模、复合挤压模、镦挤压模等。

1．正挤压模图6-1所示为实心件正挤压模。该模具更换相应的工作部分

零件，可进行其它零件的正挤，也可用于反挤压、复合挤压和镦挤。顶出系统

由零件1、2、3、4组成可调式拉杆，其中件3为调节螺母。旋转螺母可以调节

拉杆长度，以适合不同零件挤压后的顶出。凸模6由活动护套加以保护，以增加

凸模的强度和稳定性。此外，当该模具用于反挤压或复合挤压时，更换合适的护

套还可以利用上模部分的打料系统进行卸料。

图6-1实心件正挤压模

图6-2所示是用于黑色金属空心零件正挤压的模具图。模具的工作部分为凸模

和凹模。凸模16的心部装有凸模芯轴15，芯轴15的心部设有通气孔与模具外

部相通，在凸模中以便上下滑动。凸模16的上顶面与淬硬的垫板13接触，以便

扩大上模板3的承压面积。凹模2经垫块8与垫板9固定于下模板11上。由图

可看出，凸模与凹模的中心位置是不能调整的，凸、凹模之间的对中精度完全靠

导柱7与导套6以及各个固定零件之间的配合精度来保证，因此这种模具结构常

称为不可调整式模具。很明显，不可调整式模具的制造精度要求很高，但安装方

便，而且模架具有较强的通用性，若将工作部分更换，这副模具可以用作反挤压

或复合挤压。由图还可知，凸模回程时，挤压件将留在凹模内，因此需在模具下

模板上设置顶出杆10。

2．反挤压模图6-3所示是一种典型的具有导向装置的反挤压模。该模具

是在小型（无顶出装置）压力机上使用的杯形件反挤压模。凸模7靠压环10、

定位圈6和大锣母11紧固与定位，可以实现快换。凹模采用组合凹模形式。为

便于反挤压件从凹模中取出，设计了间接顶出装置，反挤压力在下模完全由顶出

杆17承受，顶件力由反拉杆式联动顶出装置（由件3、20、21、22、23、24组

成）提供，该顶出装置在模座下方带有活动板22，当挤压件顶出一段距离后，

通过带斜面的斜块24将22撑开，使顶杆23的底面悬空，使之靠自重复位，为

下一次放置毛坯做好准备。而活动板22靠其外圈的拉簧21合并。上模也设计了

卸件装置，由于杯形挤压件较深，为了加强凸模的强度，除工作段外，凸模的直

径加粗并开出三