冷擠壓鋼零件時,模具要求承受很大的擠壓力(一般單位擠壓力p=1100~2500MPa)。因此,冷擠壓模具應根據冷擠壓工藝要求,決定模具結構,選用模具材料,擬定加工工藝。
10.1.1擠壓工藝對模具的要求
1)模具工作零件(凸模、凹模、芯軸、頂件器)應有足夠的強度和剛度,工作零件要選擇合理的幾何形狀及模具材料,使其有相當的強韌性和耐磨性,以提高模具使用壽命。
2)模具易損部分要拆換方便,應具有通用性和互換性。
3)模具應有良好的穩定性和導向裝置,工作零件能簡潔而可靠地固定在模架上。
4)製造簡單、成本低,有利於采用半自動化或自動化送料和出件,且操作要安全可靠。
10.1.2擠壓模具與衝模比較
1)模具工作零件應采用光滑的圓角過渡,避免直徑大小劇烈變化引起應力集中而破壞。對於黑色金屬冷擠壓模具應特別注意這一點。
2)模具工作零件與上、下底板之間應用足夠厚度的淬硬墊板承壓,加大承壓麵積,減小上、下底板上承受的單位壓力。
3)上、下底板不能采用鑄鐵,必須用足夠厚度的中碳鋼製造,以保證模具有足夠的剛度。
10.1.3擠壓模具分類
(1)按工藝性質分類
有正擠壓模、反擠壓模、複合擠壓模、鐓壓模等。
(2)按導向裝置分類
有無導向模、導柱模、導板模、模口導向模、套筒式導向模等。
1)無導向模凸模的導向完全依靠擠壓設備的導軌來保證,要求設備有較高的導向精度與較好的剛度。這種模具製出的零件精度低,但模具簡單,製造成本低。
2)導柱模上、下模的對中完全依靠上模板的導套和下模板的導柱來保證,擠壓件精度高,能製得壁厚均勻的杯形件,可避免或減少由於受力不均而損壞模具。模具安裝、調整較方便,適於大量生產。導柱導套通常采用H6/h5~H7/h6配合。這種模具結構複雜,製造成本高。
3)導板模凸、凹對中由導板來保證,為了保證正確的導向,導板的引導部分應有一定長度,故模具閉合高度增加,但製件的加工精度比無導向模高,壁厚差小(當然不及導柱模生產的製件精度高)。
4)模口導向模直接用凹模口來導向,擠壓件有很高的同心度和均勻的壁厚。導板導向模和模口導向模的加工要求較高,即凸模、凹模的外形與內孔有很高的同心度。若加工時產生較大的誤差,則在模具調整中很難得到補償,嚴重時會使模具報廢。采用可調整位置的凹模,則加工精度允許降低一點。模口導向模可製得壁厚允差為0.03mm的擠壓件。雖然模口導向模比導柱模簡單,但模具閉合高度增加。
5)套筒式導向模與模口導向模相似,但引導部分要長得多,導向精度優於模口導向模,加工精度要求高,要求壓力機具有較高的封閉高度,目前未獲得廣泛應用。這種模具的凸模采用浮動結構,以消除壓力機的導向誤差,保證凸模上下移動時不易卡死。