一、前言
　　生產(chǎn)實踐證明，熱擠壓是一種生產(chǎn)效率高、勞動強(qiáng)度低、加工質(zhì)量好、省料、省工和成本低的金屬壓力加工方法。這種先進(jìn)的加工方法，可以取代或部分取代金屬切削加工，為機(jī)械加工實現(xiàn)少無切削創(chuàng)造了條件，現(xiàn)以解放CA10B萬向節(jié)軸承套為例，介紹其熱擠壓模具設(shè)計。
　　圖1是解放CA10B萬向節(jié)軸承套的產(chǎn)品零件圖，材料為15Mn。從零件形狀看，該零件應(yīng)采用反擠壓工藝；從零件的尺寸精度和表面粗糙度要求來看，均超過熱擠壓所能達(dá)到的要求，故應(yīng)放一定的加工余量，以留作熱擠壓后的機(jī)械加工。

 
圖1解放CA10B萬向節(jié)軸承套產(chǎn)品零件圖

　　二、擠壓件圖的設(shè)計
　　根據(jù)圖1的產(chǎn)品零件圖，可知D＝39mm,H/d=17.5/31＜1.6 ，查表1求得單邊余量為1mm ，徑向公差為+0.5高度方向公差為+1.0和中心偏差為0.3mm。可繪制軸承套的熱擠壓件圖，如圖2所示

 
圖2萬向節(jié)軸承套熱擠壓件圖

表1鋼質(zhì)機(jī)械零件熱擠壓件的余量和公差
 

　　三、模具的設(shè)計與計算
　　1.反擠壓模結(jié)構(gòu)
　　我廠所用反擠壓模如圖3所示。由圖中可以看出，凹模24以凹模墊板15與下模板12定位。凹模與凹模壓緊圈18采用錐面配合，用內(nèi)六角螺釘19與下模板緊緊連接。 
　　由頂桿導(dǎo)向套16和頂桿17組成頂出機(jī)構(gòu)，在氣墊的作用下將擠壓件從凹模內(nèi)頂出。頂桿導(dǎo)向套的一部分伸出下模板，主要是為了解決壓力機(jī)閉合高度不夠而采取的措施，將熱擠壓模安裝到壓力機(jī)上時，它將伸進(jìn)壓力機(jī)工作臺孔內(nèi)。

 
圖3反擠壓模結(jié)構(gòu)圖

　　脫料板22和帶凸肩螺釘13及彈簧7組成卸料機(jī)構(gòu)，用于將箍在凸模23上的擠壓件脫下，彈簧的作用是支承脫料板，并能保證脫料板和帶凸肩螺釘上下移動，從而減少凸模的長度，彌補(bǔ)壓力機(jī)行程不夠大的不足。
　　凸模23與凸模壓緊圈4也采用錐面配合，以凸模壓緊圈的凸肩和上模板2的凹槽定位，用內(nèi)六角螺釘3與上模板緊緊連接。
　　導(dǎo)套6和導(dǎo)柱11用壓配合分別壓入上模板和下模板而組成導(dǎo)向系統(tǒng)，使熱擠壓模有較高的精度和工作可靠。由于導(dǎo)向系統(tǒng)的連接，從而構(gòu)成了一套完整的反擠壓模。
　　將自來水由管接頭20通入，實現(xiàn)凹模冷卻。反擠壓凹模可做成整體式或鑲套式。
　　在反擠壓模的側(cè)面，由上砧塊5，下砧塊8，高度調(diào)節(jié)塊9，柱銷21和調(diào)節(jié)螺釘14等組成鐓粗臺。設(shè)置鐓粗臺的目的，主要是為了清除氧化鐵皮和改變坯料直徑。
　　整副反擠壓模在壓力機(jī)上安裝時，是靠模柄1與壓力機(jī)定位的。由圖3可以看出，只要更換凸模，凹模和脫料板，便可生產(chǎn)不同規(guī)格的反擠壓杯形擠壓件。 
　　2.反擠壓凹模主要尺寸的計算
　　組合式擠壓凹模如圖4所示。其尺寸的計算，通常是根據(jù)擠壓件的外徑先算出凹模型腔的工作直徑，然后根據(jù)凹模型腔的工作直徑算出其它各部分尺寸。

 
圖4反擠壓模凹模

　　1）凹模內(nèi)腔直徑 （ 即工作直徑 ）
　　D＝D`+δ`D`
　　式中D——擠壓件的外徑，δ`——鋼的收縮率，可取δ`＝1.2%～1.5%
　?。?）凹模外套底部外徑
　　D1＝（2.5～3.0）D
　　（3）凹模外套底部墊板孔直徑
　　D2＝D1-（20mm～30mm）
　?。?）凹模內(nèi)套承壓面直徑
　　D3＝（1.3～1.7）D
　?。?）凹模內(nèi)套外徑
　　D5＝（1.2～1.3）D
　?。?）凹模內(nèi)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 ——凹模入口處圓角半徑，一般取2～5mm 
　　（7）凹模與模板定位高度
　　h`＝（0.1～0.2）D
　　（8）凹模外套高度
　　H＝h+h
　?。?）凹模外圓錐度
　　α＝（10°～15°）
　?。?0）凹模型腔的內(nèi)壁錐度（即出模斜度） 
　　β＝（0°10`～0°20`）
　　反擠壓凹模的材料，一般可以用3Cr2W8V和5CrMnMo，熱處理硬度為HRC50～55，模具壽命一般可達(dá)3000件左右。
　　3.反擠壓凸模主要尺寸的計算
　　在進(jìn)行反擠壓凸模（圖5）主要尺寸的計算時，首先必須滿足擠壓件圖的要求，在確定凸模工作直徑 d 的基礎(chǔ)上才能計算其余各部分尺寸。

 
圖5反擠壓模凸模

　　（1）凸模工作直徑
　　d＝D＂+δD ＂
　　式中D＂——擠壓件的內(nèi)徑，
　?。?）凸模端部直徑
　　d2＝（0.5～0.7）d
　?。?）凸模桿部直徑
　　d1＝0.95d
　　（4）凸模緊固部分直徑
　　D＝d+（1+2htanα）
　?。?）凸模自由部分高度
　　H＝（2～7）d1
　?。?）凸模緊固部分高度
　　h＝（1.3～1.8）d
　?。?）凸模工作部分高度
　　h1＝（0.3～0.5）d
　　（8）凸模變徑過渡部分高度 
　　h2＝（0.3～0.7）d1 
　?。?）凸模緊固部分錐度
　　α＝（10°～15°）
　?。?0）凸模工作錐度
　　β＝（120°～160°）
　　反擠壓凸模的材料，一般可用3Cr2W8V和5CrMnMo，熱處理硬度HRC55～60，模具使用壽命可達(dá)3000～5000件。