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冷挤压成形技术与模具

2015/2/5 17:26:27      点击:
现代冷挤压成形技术与模具(六)

 

4 现代冷挤压模具


4.1 传统冷挤压模具结构分析


    随着市场竞争与技术进步,现代工业对冷挤压件的要求,已经不是单纯地毛坯的概念,少无切削的净形和近净形零件,已经成了冷挤压零件的主流。因此尽管采用传统的冷挤压工艺生产的零件,其精度要求也有了很大的提高。而传统的冷挤压模具结构,由于设计理念的不同,无法保证现代工业对冷挤压零件的要求。这主要体现在模架的受力变形对凹模精度的影响。在传统的设计理念指导下,冷挤压模具要求有大而厚的模板,以及厚重的凹模固定架,以便承受冷挤压强大的挤压力。但尽管采取各种加强模架强度与刚度的措施,冷挤压引起的模架变形,还是不可避免地会影响到凹模,从而导致工件精度误差增加。


    图23即为典型的反挤杯形的冷挤压模具。该图在我国冷挤压工艺与模具教材中广为使用。代表了我国传统冷挤压通用模具的设计理念——由模座和模板来承受变形力的设计理念。其实这一理念是由热锻模具设计理念传承而来。反映了我国冷挤压有热挤压走向冷挤压,由毛坯件向精锻件过渡的历程。


 



 


                        图23 典型的反挤压模具结构


    传统设计理念认为上下模板是冷挤压压力的主要支承部分,由于冷挤压的单位压力较高,因此模板设计无论从选材、强度与刚度等方面,需要进行综合考虑。从图中可以看出,冷挤压作用力通过滑块传递给凸模,凸模通过坯料作用在凹模和顶料器,同样凹模和顶料器又将力作用在模架和模板上。因此在冷挤压进行的过程中,模架和模板均要承受克服金属变形的巨大外力,于是需要采用足够大强度和刚度的模架和模板,来抵抗材料的变形。因此需要用许多的材料,这样模具不但显得非常笨重,但对于高精度挤压来讲,变形还是避免不了。模架和模板的变形将直接影响加工零件的精度。


4.2 通用冷挤压模具结构


    通用模具结构主要有卸料板与顶件杆、凸模和凹模颠板、凸模固定及定位、凹模定位模座或模架、上下模板以及凸模和凹模等组成。
    卸件板与顶件杆:挤压有时粘在凸模上,有时粘在凹模中,有此部件,能将打主挤压件取出。卸件板与顶件杆都是用于制件脱模的零件。
    凸模与凹模垫板:通用冷挤压模具中,采用了多层垫板。为了防止高的挤压单位压力直接传递给模板而造成局部凹陷或变形,必须在凹模底端加上垫板,以便把加工压力均匀分散传递,起到缓冲作用。
    凸模固定器及定位环:凸模固定器是将凸模安装在上模上,而定位环则可考虑挤压件的不同直径快速交换,提高了模具的通用性能。
    凸模与凹模:冷挤压模具的工作部件,在设计时必须认真对待。应选用具一定韧性的高强度钢材制造。凸模与凹模承受了最大的冷挤压单位压力。为了加强凹模的强度,通常采用预应力组合凹模,可以用二层或三层组合而成。


    现代冷挤压通用模具体现了新的设计理念,将总体结构分为五部分,即传力部件、定位部件、固定部件、卸料部件和导向部件,各部件功能明确、结构紧凑,各部件之间互不干扰,以保证冷挤压成形件的精度。具体结构如图27所示。这里凸模和凹模既是受力部件又是传力部件。上下模板已不是传统的受力部件了。由金属变形引起的作用力,将通过镶嵌在模板上的垫块传递给机床的工作台。因此在国外的许多冷挤压设备的工作台和滑块的中部镶嵌有高强度的垫块,来接受由模具垫块传递的作用力。


 冷挤压模具与一般冷冲模相比,工作时所受的压力大得多,因而在强度、刚度和耐磨性等方面的要求都较高。冷挤模不同于冷冲模的地方主要有:


    1)凹模一般为组合式(凸模也常常用组合式)结构;


    2)上 ﹑ 下模板更厚,材料选择得更好,满足模具的强度要求;


    3)导柱直径尺寸较大,满足模具的刚度要求;