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万向节轴承套热挤压模具设计

更新时间:2008-9-1 16:04:17 文章来源:互联网 点击:

摘要:介绍了万向节轴承套热挤压件图的设计和热挤压模的结构,对反挤压凹模和反挤压凸模的主要尺寸进行了计算。
关键词:万向节轴承;热挤压;模具设计

一、前言

生产实践证明,热挤压是一种生产效率高、劳动强度低、加工质量好、省料、省工和成本低的金属压力加工方法。这种先进的加工方法,可以取代或部分取代金属切削加工,为机械加工实现少无切削创造了条件,现以解放CA10B万向节轴承套为例,介绍其热挤压模具设计。

图1是解放CA10B万向节轴承套的产品零件图,材料为15Mn。从零件形状看,该零件应采用反挤压工艺;从零件的尺寸精度和表面粗糙度要求来看,均超过热挤压所能达到的要求,故应放一定的加工余量,以留作热挤压后的机械加工。


图1解放CA10B万向节轴承套产品零件图

二、挤压件图的设计

根据图1的产品零件图,可知D=39mm,H/d=17.5/31<1.6,查表1求得单边余量为1mm,径向公差为 +0.5高度方向公差为+1.0和中心偏差为0.3mm。可绘制轴承套的热挤压件图,如图2所示


图2万向节轴承套热挤压件图

表1钢质机械零件热挤压件的余量和公差

三、模具的设计与计算

1.反挤压模结构

我厂所用反挤压模如图3所示。由图中可以看出,凹模24以凹模垫板15与下模板12定位。凹模与凹模压紧圈18采用锥面配合,用内六角螺钉19与下模板紧紧连接。

由顶杆导向套16和顶杆17组成顶出机构,在气垫的作用下将挤压件从凹模内顶出。顶杆导向套的一部分伸出下模板,主要是为了解决压力机闭合高度不够而采取的措施,将热挤压模安装到压力机上时,它将伸进压力机工作台孔内。


图3反挤压模结构图

脱料板22和带凸肩螺钉13及弹簧7组成卸料机构,用于将箍在凸模23上的挤压件脱下,弹簧的作用是支承脱料板,并能保证脱料板和带凸肩螺钉上下移动,从而减少凸模的长度,弥补压力机行程不够大的不足。

凸模23与凸模压紧圈4也采用锥面配合,以凸模压紧圈的凸肩和上模板2的凹槽定位,用内六角螺钉3与上模板紧紧连接。

导套6和导柱11用压配合分别压入上模板和下模板而组成导向系统,使热挤压模有较高的精度和工作可靠。由于导向系统的连接,从而构成了一套完整的反挤压模。

将自来水由管接头20通入,实现凹模冷却。反挤压凹模可做成整体式或镶套式。

在反挤压模的侧面,由上砧块5,下砧块8,高度调节块9,柱销21和调节螺钉14等组成镦粗台。设置镦粗台的目的,主要是为了清除氧化铁皮和改变坯料直径。

整副反挤压模在压力机上安装时,是靠模柄1与压力机定位的。由图3可以看出,只要更换凸模,凹模和脱料板,便可生产不同规格的反挤压杯形挤压件。

2.反挤压凹模主要尺寸的计算

组合式挤压凹模如图4所示。其尺寸的计算,通常是根据挤压件的外径先算出凹模型腔的工作直径,然后根据凹模型腔的工作直径算出其它各部分尺寸。


图4反挤压模凹模

(1)凹模内腔直径(即工作直径)

D=D`+δ`D`

式中D——挤压件的外径,mm
δ`——钢的收缩率,可取δ`=1.2%~1.5%

(2)凹模外套底部外径

D1=(2.5~3.0)D

(3)凹模外套底部垫板孔直径

D2=D1-(20mm~30mm)

(4)凹模内套承压面直径

D3=(1.3~1.7)D

(5)凹模内套外径

D5=(1.2~1.3)D

(6)凹模内套高度

h=h0+(3~5)R

式中h0——坯料在模腔中的高度,本模具取h0=35mm
R——凹模入口处圆角半径,一般取2~5mm

(7)凹模与模板定位高度

h`=(0.1~0.2)D

(8)凹模外套高度

H=h+h

(9)凹模外圆锥度

α=(10°~15°)

(10)凹模型腔的内壁锥度(即出模斜度)

β=(0°10`~0°20`)

反挤压凹模的材料,一般可以用3Cr2W8V和5CrMnMo,热处理硬度为HRC50~55,模具寿命一般可达3000件左右。

3.反挤压凸模主要尺寸的计算

在进行反挤压凸模(图5)主要尺寸的计算时,首先必须满足挤压件图的要求,在确定凸模工作直径d的基础上才能计算其余各部分尺寸。


图5反挤压模凸模

(1)凸模工作直径

d=D"+δD"

式中D"——挤压件的内径,mm

(2)凸模端部直径

d2=(0.5~0.7)d

(3)凸模杆部直径

d1=0.95d

(4)凸模紧固部分直径

D=d+(1+2htanα)

(5)凸模自由部分高度

H=(2~7)d1

(6)凸模紧固部分高度

h=(1.3~1.8)d

(7)凸模工作部分高度

h1=(0.3~0.5)d

(8)凸模变径过渡部分高度

h2=(0.3~0.7)d1

(9)凸模紧固部分锥度

α=(10°~15°)

(10)凸模工作锥度

β=(120°~160°)

反挤压凸模的材料,一般可用3Cr2W8V和5CrMnMo,热处理硬度HRC55~60,模具使用寿命可达3000~5000件




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