组合芯轴分固定式c与活动式d。固定用于芯轴直径较大,而活动式用于芯轴直径较小的环形件。活动芯轴可随变形金属同时向下滑动一锻距离,从而改善了芯轴的受拉情况,防止芯轴被拉断。 图5为下挤压凸模顶端形状的又一种型式。此型式有下列特点: (1)端面有0.5°~1°斜角,其作用是保证凸模的稳定性。特别是毛坯二端不平时尤为重要。 (2)同凹模配合的有效长度为3~5mm,而不是全直筒式的。凸模在高的单位挤压力作用下,有时会使凸模直径胀大,增加了凸模下移的阻力。仅有3~5mm有效长度,就能确保凸模的使用精度。 (3)后角3°的存在,采用小圆弧相联,具有较低的应力集中系数,保证凸模具有较高的寿命。为此,这种型式的凸模亦广为采用。
公式1
图1
图2
图3
图4
图5
1. 反挤压凹模 图1是常见的反挤压凹模结构型式。A、b、c、d四种凹模主要用于不需要顶出装置的挤压件。反挤压有色金属薄壁件可以采用这些型式凹模。整体凹模结构筒单,制造方便,但在R转角处极易开裂,故不常用。为防止整体凹模在底部R转角处因应力集中而开裂,对凹模采用横向分割型式d型及纵向佞割型(如c、e型)。 反挤压凹模的模膛深度:见公式1。 2. 正挤压凹模 图2为几种常见的正挤压凹模的结构,型式a为整体结构,凹模容易发生横向开裂。其余的凹模型式为横向分割型和纵向分割型。图3为一般的正挤压凹模结构。 凹模入口角:α=90°~120° 工作带高: g=1.0~3.0mm,有色金属。 g=2.0~4.0mm,黑色金属。 后隙:b=0.05~0.1mm 凹模模膛深度:见公式2。 凹模工作带以下高度:0.7倍的模膛直径。 带矫正的正挤压凹模结构见图4。 多台阶的正挤压凹模结构见图5。
公式1
公式2
图1
图2
图3
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图5
设计组合凹模时,首先须决定多层直径,然后再决定多圈的径向过盈量与轴向压合量。 1) 两层组合凹模的设计 (1) 计算凹模多圈直径:组合凹模的总直径比α=4~6,对二层组合凹模则:见公式1。 因此: 凹模内腔直径d1为已知,二层组合凹模的外径既可按上式决定。D2直径的数值必须选择合理,否则会影响到凹械的强度。 二层组合凹模的中层直径比:见公式2。 (2) 计算径向过盈量与轴向压合量:首先按图2查出径向过盈系数,按图3查出轴向压 合系数与C2的数值可按公式2计算。 2) 三层组合凹模的设计 组合凹模的总直径比α=4~6,则得公式3。 三层组合凹模的外径可按上式计算。直径d2与d3的数值必须选取合理,否则会影响凹模的强度。直径的合理值按公式4计算。 计算径向过盈量U2、U3与轴向压合量C2、C3:图5为三层组合凹模的轴向压合量C2和C3。图6为三层组合凹模的过盈系数。从图6与图7分别可查出径向过盈系数与轴向压合系数,然后按公式4计算。 3)组合凹模的压合工艺 组合凹模的压合方法有二种:一种是冷压合,另一种是热压合。 冷压合的压合角一般采用1°30ˊ,压合角不宜超过3°。配合面必须研磨,其面的相互接触面积,不小于70%。对冷压合来说,按压合角的放置方向有正装法与倒装法之分。应当注意各圈压合后,凹模内腔直径有所缩小,收缩量约为0.3%。当挤压件精度要求高时,压合后应对凹模内腔的尺寸进行修正。 中外圈的材料选择: 中层预应力圈:40Cr、35CrMoA热处理硬度HRC40~42; 外层预应力圈:45、40Cr热处理硬度; 中层预应力圈:HRC36~38 中圈与外圈在反复使用的条件下,应进行200度的低温回火,以去除内应力。 各圈压合时,在压力机外必须装设有机玻璃挡板,以保证安全。
公式1
公式2
公式3
公式4
公式5
公式6
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图2
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