擠壓模具設(shè)計細則一、概述

擠壓模具設(shè)計是金屬成型工藝中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響產(chǎn)品的尺寸精度、表面質(zhì)量及生產(chǎn)效率。本細則旨在提供一套系統(tǒng)化、規(guī)范化的設(shè)計流程與標準，確保模具設(shè)計的科學(xué)性與實用性。設(shè)計過程需綜合考慮材料特性、擠壓工藝參數(shù)、設(shè)備能力及經(jīng)濟性等因素，通過精確計算與結(jié)構(gòu)優(yōu)化，實現(xiàn)高效、穩(wěn)定的擠壓生產(chǎn)。

二、設(shè)計準備階段

（一）技術(shù)資料收集

1.收集產(chǎn)品圖紙及技術(shù)要求，明確擠壓件的形狀、尺寸公差及表面粗糙度。

2.獲取材料性能數(shù)據(jù)，包括屈服強度、抗拉強度、延伸率等力學(xué)參數(shù)。

3.確定擠壓工藝方案，如等溫擠壓、等速擠壓等，并標注工藝參數(shù)（如擠壓溫度、速度范圍）。

（二）設(shè)備與模具匹配性分析

1.核查擠壓機噸位是否滿足模具工作力需求，參考公式：F=K·A·σ（F為所需壓力，K為安全系數(shù)，A為擠壓橫截面積，σ為材料屈服強度）。

2.確認擠壓筒、模套等核心部件的尺寸與擠壓機規(guī)格相符。

三、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計

（一）擠壓?；窘Y(jié)構(gòu)

1.模具主要由模架、工作帶、分流孔（如適用）及導(dǎo)向裝置組成。

2.工作帶設(shè)計需保證金屬流動均勻，推薦采用漸變型或恒定型工作帶，長度根據(jù)擠壓速度調(diào)整（通常占模孔長度的30%-50%）。

（二）?？自O(shè)計要點

1.按照產(chǎn)品輪廓繪制模孔，預(yù)留0.5-1.0mm的加工余量。

2.分流孔設(shè)計需考慮金屬填充率，一般控制在60%-75%，孔徑與擠壓筒內(nèi)徑匹配（如內(nèi)徑比D/d=1.05-1.15）。

3.對于復(fù)雜截面，可采用多孔分流模，分步成型（如先預(yù)成型再終成型）。

（三）強度校核

1.模具工作帶應(yīng)力計算：σ=P·h/(b·t)，其中σ為剪切應(yīng)力，P為擠壓力，h為工作帶高度，b為?？讓挾?，t為材料厚度。

2.校核模孔彎曲應(yīng)力，確?？箯潖姸炔坏陀诓牧峡估瓘姸鹊?0%。

四、材料與熱處理工藝

（一）模具材料選擇

1.推薦使用Cr12MoV或H13鋼，因其高硬度（≥58HRC）與耐磨性。

2.特殊工況可選用進口牌號（如SKD61），需提供供應(yīng)商技術(shù)認證。

（二）熱處理規(guī)范

1.淬火溫度設(shè)定在980-1020℃，油冷或空冷，隨后進行回火處理。

2.最終硬度需達到56-62HRC，并檢測脫碳層厚度（≤0.2mm）。

五、制造與裝配流程

（一）模孔加工步驟

1.粗加工：采用電火花或線切割預(yù)留0.3mm精加工余量。

2.精加工：使用精密銑削或電鑄成型，保證Ra≤0.8μm。

（二）裝配要求

1.模具各部件需涂防銹油，避免磕碰損傷。

2.模套與擠壓筒配合間隙控制在0.02-0.05mm，使用專用壓裝工具裝配。

六、質(zhì)量檢驗標準

（一）外觀檢測

1.檢查工作帶表面粗糙度，不允許有劃痕或裂紋。

2.?？纵喞睢?.02mm，平行度誤差＜0.01mm。

（二）功能測試

1.模具試擠3-5件，記錄填充率與表面缺陷。

2.測試?？卓箟簭姸?，確保承受≥800MPa載荷30分鐘無變形。

七、維護與保養(yǎng)建議

（一）日常維護

1.每次使用后清理模具，重點去除工作帶金屬堆積。

2.存放環(huán)境需控溫（10-25℃），濕度≤50%。

（二）故障排查

1.如出現(xiàn)填充不足，檢查工作帶磨損或擠壓溫度是否偏低。

2.異響需立即停機，檢查模具松動或卡料情況。

一、概述

擠壓模具設(shè)計是金屬成型工藝中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響產(chǎn)品的尺寸精度、表面質(zhì)量及生產(chǎn)效率。本細則旨在提供一套系統(tǒng)化、規(guī)范化的設(shè)計流程與標準，確保模具設(shè)計的科學(xué)性與實用性。設(shè)計過程需綜合考慮材料特性、擠壓工藝參數(shù)、設(shè)備能力及經(jīng)濟性等因素，通過精確計算與結(jié)構(gòu)優(yōu)化，實現(xiàn)高效、穩(wěn)定的擠壓生產(chǎn)。

二、設(shè)計準備階段

（一）技術(shù)資料收集

1.產(chǎn)品圖紙與技術(shù)要求：

-詳細獲取擠壓件的二維/三維圖紙，標注關(guān)鍵尺寸（如外徑、壁厚、長度）及公差等級（IT5-IT7級）。

-明確表面質(zhì)量要求，如允許的麻點、劃痕深度（≤0.02mm）及紋理方向。

-列出特殊性能需求，例如導(dǎo)電性、耐腐蝕性等對應(yīng)的材料牌號。

2.材料性能數(shù)據(jù)：

-收集基礎(chǔ)力學(xué)參數(shù)：屈服強度（200-1000MPa）、延伸率（10%-40%）及維氏硬度（HV200-600）。

-考慮高溫性能，如奧氏體不銹鋼的再結(jié)晶溫度（通?！?00℃）。

-提供熱穩(wěn)定性數(shù)據(jù)，如鈦合金的相變溫度區(qū)間。

3.擠壓工藝方案：

-確定工藝類型：等溫擠壓（適用于高合金鋼）、等速擠壓（保證壁厚均勻）或徑向擠壓（生產(chǎn)空心管材）。

-標注工藝窗口：擠壓溫度范圍（800-1200℃）、速度區(qū)間（0.5-5m/min）。

（二）設(shè)備與模具匹配性分析

1.擠壓機噸位核算：

-使用公式估算所需壓力：F=K·A·σ，其中K為安全系數(shù)（1.2-1.5），A為擠壓前橫截面積，σ為材料塑性變形抗力。

-示例：鋁硅合金（σ=150MPa）直徑50mm的棒材擠壓，F(xiàn)≈11.3t（采用K=1.3）。

2.核心部件匹配：

-擠壓筒內(nèi)徑需比坯料外徑大1%-2%，避免摩擦過快導(dǎo)致壁厚減薄。

-檢查擠壓桿直徑是否滿足壓強要求（P≤800MPa）。

三、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計

（一）擠壓?；窘Y(jié)構(gòu)

1.模架組成：

-支撐部件：模座需采用45鋼調(diào)質(zhì)處理（HB240-320），保證剛性。

-導(dǎo)向裝置：采用滾珠導(dǎo)套（精度等級C5）減少滑動阻力。

2.工作帶設(shè)計：

-漸變型工作帶：入口錐角5°-10°，出口錐角1°-3°，逐步減小金屬流速。

-恒定型工作帶：適用于長桿件，保持速度恒定，減少壁厚波動。

-建議工作帶傾斜角（α）：0.5°-2°，與擠壓速度正相關(guān)。

（二）?？自O(shè)計要點

1.輪廓繪制規(guī)范：

-復(fù)雜截面需分步成型，如先預(yù)成型（預(yù)留2-3mm余量）再終成型。

-檢查過渡圓角半徑（R≥0.5mm），防止應(yīng)力集中。

2.分流孔設(shè)計：

-填充率計算：金屬通過分流孔時的截面積占比（60%-70%為佳）。

-示例：銅合金擠壓，分流孔直徑比擠壓筒內(nèi)徑小15%-20%。

3.多孔模布局：

-孔間距：120-180mm（直徑<100mm）或150-250mm（直徑>100mm），避免相互干擾。

（三）強度校核

1.工作帶剪切應(yīng)力：

-計算公式：τ=P·h/(b·L)，其中τ為剪切應(yīng)力，b為工作帶寬，L為有效長度。

-許用值：Cr12MoV材料≤800MPa，H13鋼≤1000MPa。

2.?？讖澢鷳?yīng)力：

-計算公式：σ_b=3P·R/(b·t2)，其中σ_b為彎曲應(yīng)力，R為?？浊拾霃健?/p>

-要求σ_b≤0.7σ_u（σ_u為材料抗拉強度）。

四、材料與熱處理工藝

（一）模具材料選擇

1.常規(guī)牌號：

-Cr12MoV：適用于碳素鋼擠壓（硬度58-62HRC），熱處理前需退火（820℃空冷）。

-H13鋼：耐熱性優(yōu)異，推薦用于高溫合金（如鎳基合金），需真空淬火。

2.進口材料對比：

-SKD61（日本）：抗磨損性優(yōu)于Cr12，但成本增加30%-40%。

-6F7（德國）：鈷含量高，適合高硬度工況（≥62HRC）。

（二）熱處理規(guī)范

1.淬火工藝：

-工藝曲線：950℃油淬（冷卻速度≥10℃/s），保溫時間t=30×D（D為模孔最大尺寸，單位mm）。

-示例：D=100mm時，t=3000s（50分鐘）。

2.回火處理：

-分級回火：400℃×2h→550℃×3h→空冷，最終硬度均勻性偏差≤2HRC。

-脫碳層檢測：采用顯微硬度法（HV≤830μm）。

五、制造與裝配流程

（一）?？准庸げ襟E

1.粗加工：

-電火花加工：電流密度5-8A/mm2，加工間隙0.1-0.2mm。

-預(yù)留余量：單邊0.1-0.15mm，用于精加工。

2.精加工：

-銑削加工：刀具轉(zhuǎn)速1200-1500rpm，進給量0.05-0.08mm/轉(zhuǎn)。

-研磨工序：使用金剛石研磨膏（粒度800-1500），表面粗糙度Ra≤0.6μm。

（二）裝配要求

1.部件清潔：

-?？撞捎贸暡ㄇ逑矗l率40kHz，時間10分鐘），去除油污。

-干燥方式：氮氣吹掃（壓力0.5MPa），避免水分殘留。

2.壓裝工藝：

-模具總成：使用液壓壓裝機（壓力等級200-300MPa），分3階段加載（30%-60%-100%）。

-檢查標準：壓裝后?？字本€度偏差≤0.03mm/100mm。

六、質(zhì)量檢驗標準

（一）外觀檢測

1.表面檢查：

-光學(xué)顯微鏡（×50倍）檢測工作帶磨損率（≤5%）。

-毛細管測試法（壓差0.1MPa）檢測微小裂紋。

2.尺寸測量：

-三坐標測量機（CMM）檢測?？纵喞睢?.02mm。

-量規(guī)檢測平行度，要求≤0.01mm/100mm。

（二）功能測試

1.試擠評估：

-連續(xù)擠壓3件合格品，填充率控制在98%-102%。

-表面缺陷統(tǒng)計：允許輕微麻點（直徑≤0.2mm，數(shù)量≤3處/件）。

2.載荷測試：

-模孔抗壓實驗：加載800-1200MPa，保持30分鐘，變形量≤0.1mm。

-振動測試：頻率范圍20-2000Hz，阻尼比≥0.3。

七、維護與保養(yǎng)建議

（一）日常維護

1.清潔規(guī)程：

-每次使用后，用尼龍刷清除工作帶金屬碎屑，避免黏結(jié)。

-定期（每周）用酒精擦拭模具，存放在干燥箱（濕度≤40%）。

2.潤滑管理：

-使用專用模具油（如MOBIL1），涂抹量占工作帶面積10%-15%。

（二）故障排查

1.填充不足：

-檢查工作帶磨損（磨損深度＞0.1mm需修整）。

-校準擠壓溫度（偏差＞20℃需調(diào)整）。

2.異常噪音：

-松動檢測：用扭矩扳手（精度±1%）緊固所有螺栓。

-卡料分析：查看擠壓筒內(nèi)壁是否附著金屬（可用內(nèi)窺鏡檢測）。

一、概述

擠壓模具設(shè)計是金屬成型工藝中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響產(chǎn)品的尺寸精度、表面質(zhì)量及生產(chǎn)效率。本細則旨在提供一套系統(tǒng)化、規(guī)范化的設(shè)計流程與標準，確保模具設(shè)計的科學(xué)性與實用性。設(shè)計過程需綜合考慮材料特性、擠壓工藝參數(shù)、設(shè)備能力及經(jīng)濟性等因素，通過精確計算與結(jié)構(gòu)優(yōu)化，實現(xiàn)高效、穩(wěn)定的擠壓生產(chǎn)。

二、設(shè)計準備階段

（一）技術(shù)資料收集

1.收集產(chǎn)品圖紙及技術(shù)要求，明確擠壓件的形狀、尺寸公差及表面粗糙度。

2.獲取材料性能數(shù)據(jù)，包括屈服強度、抗拉強度、延伸率等力學(xué)參數(shù)。

3.確定擠壓工藝方案，如等溫擠壓、等速擠壓等，并標注工藝參數(shù)（如擠壓溫度、速度范圍）。

（二）設(shè)備與模具匹配性分析

1.核查擠壓機噸位是否滿足模具工作力需求，參考公式：F=K·A·σ（F為所需壓力，K為安全系數(shù)，A為擠壓橫截面積，σ為材料屈服強度）。

2.確認擠壓筒、模套等核心部件的尺寸與擠壓機規(guī)格相符。

三、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計

（一）擠壓?；窘Y(jié)構(gòu)

1.模具主要由模架、工作帶、分流孔（如適用）及導(dǎo)向裝置組成。

2.工作帶設(shè)計需保證金屬流動均勻，推薦采用漸變型或恒定型工作帶，長度根據(jù)擠壓速度調(diào)整（通常占?？组L度的30%-50%）。

（二）?？自O(shè)計要點

1.按照產(chǎn)品輪廓繪制?？?，預(yù)留0.5-1.0mm的加工余量。

2.分流孔設(shè)計需考慮金屬填充率，一般控制在60%-75%，孔徑與擠壓筒內(nèi)徑匹配（如內(nèi)徑比D/d=1.05-1.15）。

3.對于復(fù)雜截面，可采用多孔分流模，分步成型（如先預(yù)成型再終成型）。

（三）強度校核

1.模具工作帶應(yīng)力計算：σ=P·h/(b·t)，其中σ為剪切應(yīng)力，P為擠壓力，h為工作帶高度，b為?？讓挾龋瑃為材料厚度。

2.校核?？讖澢鷳?yīng)力，確?？箯潖姸炔坏陀诓牧峡估瓘姸鹊?0%。

四、材料與熱處理工藝

（一）模具材料選擇

1.推薦使用Cr12MoV或H13鋼，因其高硬度（≥58HRC）與耐磨性。

2.特殊工況可選用進口牌號（如SKD61），需提供供應(yīng)商技術(shù)認證。

（二）熱處理規(guī)范

1.淬火溫度設(shè)定在980-1020℃，油冷或空冷，隨后進行回火處理。

2.最終硬度需達到56-62HRC，并檢測脫碳層厚度（≤0.2mm）。

五、制造與裝配流程

（一）?？准庸げ襟E

1.粗加工：采用電火花或線切割預(yù)留0.3mm精加工余量。

2.精加工：使用精密銑削或電鑄成型，保證Ra≤0.8μm。

（二）裝配要求

1.模具各部件需涂防銹油，避免磕碰損傷。

2.模套與擠壓筒配合間隙控制在0.02-0.05mm，使用專用壓裝工具裝配。

六、質(zhì)量檢驗標準

（一）外觀檢測

1.檢查工作帶表面粗糙度，不允許有劃痕或裂紋。

2.?？纵喞睢?.02mm，平行度誤差＜0.01mm。

（二）功能測試

1.模具試擠3-5件，記錄填充率與表面缺陷。

2.測試?？卓箟簭姸龋_保承受≥800MPa載荷30分鐘無變形。

七、維護與保養(yǎng)建議

（一）日常維護

1.每次使用后清理模具，重點去除工作帶金屬堆積。

2.存放環(huán)境需控溫（10-25℃），濕度≤50%。

（二）故障排查

1.如出現(xiàn)填充不足，檢查工作帶磨損或擠壓溫度是否偏低。

2.異響需立即停機，檢查模具松動或卡料情況。

一、概述

擠壓模具設(shè)計是金屬成型工藝中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響產(chǎn)品的尺寸精度、表面質(zhì)量及生產(chǎn)效率。本細則旨在提供一套系統(tǒng)化、規(guī)范化的設(shè)計流程與標準，確保模具設(shè)計的科學(xué)性與實用性。設(shè)計過程需綜合考慮材料特性、擠壓工藝參數(shù)、設(shè)備能力及經(jīng)濟性等因素，通過精確計算與結(jié)構(gòu)優(yōu)化，實現(xiàn)高效、穩(wěn)定的擠壓生產(chǎn)。

二、設(shè)計準備階段

（一）技術(shù)資料收集

1.產(chǎn)品圖紙與技術(shù)要求：

-詳細獲取擠壓件的二維/三維圖紙，標注關(guān)鍵尺寸（如外徑、壁厚、長度）及公差等級（IT5-IT7級）。

-明確表面質(zhì)量要求，如允許的麻點、劃痕深度（≤0.02mm）及紋理方向。

-列出特殊性能需求，例如導(dǎo)電性、耐腐蝕性等對應(yīng)的材料牌號。

2.材料性能數(shù)據(jù)：

-收集基礎(chǔ)力學(xué)參數(shù)：屈服強度（200-1000MPa）、延伸率（10%-40%）及維氏硬度（HV200-600）。

-考慮高溫性能，如奧氏體不銹鋼的再結(jié)晶溫度（通?！?00℃）。

-提供熱穩(wěn)定性數(shù)據(jù)，如鈦合金的相變溫度區(qū)間。

3.擠壓工藝方案：

-確定工藝類型：等溫擠壓（適用于高合金鋼）、等速擠壓（保證壁厚均勻）或徑向擠壓（生產(chǎn)空心管材）。

-標注工藝窗口：擠壓溫度范圍（800-1200℃）、速度區(qū)間（0.5-5m/min）。

（二）設(shè)備與模具匹配性分析

1.擠壓機噸位核算：

-使用公式估算所需壓力：F=K·A·σ，其中K為安全系數(shù)（1.2-1.5），A為擠壓前橫截面積，σ為材料塑性變形抗力。

-示例：鋁硅合金（σ=150MPa）直徑50mm的棒材擠壓，F(xiàn)≈11.3t（采用K=1.3）。

2.核心部件匹配：

-擠壓筒內(nèi)徑需比坯料外徑大1%-2%，避免摩擦過快導(dǎo)致壁厚減薄。

-檢查擠壓桿直徑是否滿足壓強要求（P≤800MPa）。

三、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計

（一）擠壓?；窘Y(jié)構(gòu)

1.模架組成：

-支撐部件：模座需采用45鋼調(diào)質(zhì)處理（HB240-320），保證剛性。

-導(dǎo)向裝置：采用滾珠導(dǎo)套（精度等級C5）減少滑動阻力。

2.工作帶設(shè)計：

-漸變型工作帶：入口錐角5°-10°，出口錐角1°-3°，逐步減小金屬流速。

-恒定型工作帶：適用于長桿件，保持速度恒定，減少壁厚波動。

-建議工作帶傾斜角（α）：0.5°-2°，與擠壓速度正相關(guān)。

（二）?？自O(shè)計要點

1.輪廓繪制規(guī)范：

-復(fù)雜截面需分步成型，如先預(yù)成型（預(yù)留2-3mm余量）再終成型。

-檢查過渡圓角半徑（R≥0.5mm），防止應(yīng)力集中。

2.分流孔設(shè)計：

-填充率計算：金屬通過分流孔時的截面積占比（60%-70%為佳）。

-示例：銅合金擠壓，分流孔直徑比擠壓筒內(nèi)徑小15%-20%。

3.多孔模布局：

-孔間距：120-180mm（直徑<100mm）或150-250mm（直徑>100mm），避免相互干擾。

（三）強度校核

1.工作帶剪切應(yīng)力：

-計算公式：τ=P·h/(b·L)，其中τ為剪切應(yīng)力，b為工作帶寬，L為有效長度。

-許用值：Cr12MoV材料≤800MPa，H13鋼≤1000MPa。

2.?？讖澢鷳?yīng)力：

-計算公式：σ_b=3P·R/(b·t2)，其中σ_b為彎曲應(yīng)力，R為?？浊拾霃健?/p>

-要求σ_b≤0.7σ_u（σ_u為材料抗拉強度）。

四、材料與熱處理工藝

（一）模具材料選擇

1.常規(guī)牌號：

-Cr12MoV：適用于碳素鋼擠壓（硬度58-62HRC），熱處理前需退火（820℃空冷）。

-H13鋼：耐熱性優(yōu)異，推薦用于高溫合金（如鎳基合金），需真空淬火。

2.進口材料對比：

-SKD61（日本）：抗磨損性優(yōu)于Cr12，但成本增加30%-40%。

-6F7（德國）：鈷含量高，適合高硬度工況（≥62HRC）。

（二）熱處理規(guī)范

1.淬火工藝：

-工藝曲線：950℃油淬（冷卻速度≥10℃/s），保溫時間t=30×D（D為?？鬃畲蟪叽?，單位mm）。

-示例：D=100mm時，t=3000s（50分鐘）。

2.回火處理：

-分級回火：400℃×2h→550℃×3h→空冷，最終硬度均勻性偏差≤2HRC。

-脫碳層檢測：采用顯微硬度法（HV≤830μm）。

五、制造與裝配流程

（一）模孔加工步驟

1.粗加工：

-電火花加工：電流密度5-8A/mm2，加工間隙0.1-0.2mm。

-預(yù)留余量：單邊0.1-0.15mm，用于精加工。

2.精加工：

-銑削加工：刀具轉(zhuǎn)速1200-1500rpm，進給量