冷擠壓模具的設(shè)計(jì)要求是什么
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冷擠壓時(shí)的單位擠壓力很大,可能達(dá)到材料強(qiáng)度級限的4~6倍或更高,接近甚至超過現(xiàn)有模具材料的強(qiáng)度級限,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出一般壓力加工時(shí)的單位壓力,冷擠壓時(shí),單位擠壓力的大小主要受模具強(qiáng)度的限制,現(xiàn)在所用的冷擠壓模具材料強(qiáng)度較高者是250-300公斤/毫米2。超過此值,模具將要損壞,或者壽命很低。所以,當(dāng)計(jì)算的單位擠壓力超過模具材料的強(qiáng)度級限時(shí),就應(yīng)采取降低單位擠壓力的措施,如增加擠壓次數(shù),減小每次的變形程度等。連續(xù)的擠壓操作可使金屬與模具劇烈摩擦,模具的溫度可升至200--300℃,甚至更高。由此可知,冷擠壓模具的工作條件惡劣。因此,為了確保模具的正常工作和使用壽命,模具必須能夠經(jīng)得住靜態(tài)高壓,經(jīng)得起沖擊,經(jīng)得住工件和模具表面之間的摩擦,同時(shí)要經(jīng)得起疲勞。作用在模具上的壓力必須引導(dǎo)到壓力機(jī)工作臺面和壓力機(jī)機(jī)架上。雖然金屬在壓縮下發(fā)生塑性變形,但是模具中的工作應(yīng)力卻是一個(gè)復(fù)雜的抗張、抗壓和剪切的聯(lián)合應(yīng)力。由于工作應(yīng)力很高,模具承載時(shí)將會產(chǎn)生明顯的彈性變形。因此,模具設(shè)計(jì)者必須找出一個(gè)能承受和分配這種應(yīng)力和變形的途徑。
考慮到這些因素的影響,對于冷擠壓模具設(shè)計(jì)的一般要求是:
1.選用合適的模具材料(強(qiáng)度高、韌性大,耐磨性好),正確的加工方法和熱處理規(guī)范。
2.模具結(jié)構(gòu)合理(總體與工作型腔的結(jié)構(gòu)),具有足夠的強(qiáng)度和剛性,將彈性變形限制在低程度。
3.具有良好的導(dǎo)向裝置。
4.模具易損件更換、拆卸、安裝方便,具有互換性。通用性強(qiáng)。
5.容易制造,成本低廉。
6.操作簡單、安全。
除此之外,設(shè)計(jì)時(shí)還必須考慮生產(chǎn)條件與規(guī)模、現(xiàn)有設(shè)備情況,以及材料的變形性能、生產(chǎn)制品的質(zhì)量要求,必須達(dá)到的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效果等。
滿足上述設(shè)計(jì)要求的冷擠壓模具的模座、模板、墊塊及支承較厚,能承受一定的耐壓能力而不變形,要具有較大的接觸面積,并且能將負(fù)荷分配到壓力機(jī)滑塊或工作臺面上去。這種模具的導(dǎo)向精度要高,退料裝置須可靠,緊固方法應(yīng)合理,且具有安全防護(hù)裝置。任何一個(gè)承受高應(yīng)力的模具構(gòu)件上,都不得有尖角、不相切的圓角半徑和橫斷面的急劇變化。各個(gè)構(gòu)件的幾何形狀與結(jié)構(gòu)均應(yīng)設(shè)計(jì)合理,不存在應(yīng)力集中區(qū)。無論是工作零件還是輔助零件,配合關(guān)系要合理,動作協(xié)調(diào)一致、準(zhǔn)確可靠,并具有一定的強(qiáng)度儲備,即使發(fā)生局部或短時(shí)過載,也不會影響模具的正常工作和使用壽命。