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1、毕业设计论文转子零件的挤压模具设计摘 要冷挤压技术以低耗高效广泛运用于工业生产。本文是关于转子零件的冷挤压模具设计，并通过 Pro/E 软件进行了建模、装配、仿真、分析。本文的主要内容如下：本文对冷挤压基本概念、产生的历史背景、应用状况、发展趋势进行了简要的综述；并对计算机辅助设计软件 Pro/E 发展进行简单的回顾。进行了设计前的可行性分析，通过对工件的分析，验证了冷挤压方案的合理性。并构思出工件的冷挤压模具的结构。讨论了工件的冷挤压材料并结合工件的形状及工艺的要求对工件毛坯进行了制备。通过对冷挤压变形过程的分析，介绍了冷挤压力的计算和冷挤压设备的选择。通过对零件本身使用性能的分析及零件的相
2、互作用关系，合理的设计出模具的各个零件，并对零件进行了装配。通过对零件的使用性能、周围环境及零件本身结构的分析，介绍了模具材料的选择。介绍了模具零件实体制作，并对实体进行了装配。生动而形象的展示模具外形，使模具的合理性得到保证。最后对这套模具进行了总结，该套冷挤压模具通用性强，仅需要更换少量的模具零件就可以挤出多种型号的零件，从而大大增强了市场的竞争力。关键字 ：转子零件 ，冷挤压模具， Pro/E 软件ABSTRACTBecause of the low-consuming and high efficiency, the cold extrusion technology is widel
3、y used in industry. This paper describes the design of cold extrusion die on rotor componen. And the die has been modeled, assembled, analyzed by the pro/E software.The paper gives a brief introduction on the basic concept, historical background, applying status and developing tendency of the cold e
4、xtrusion. And it provides a brief review on the development of the Pro/E software. And has a feasibility analysis on the design, and proves its reasonability through the analysis of the work piece. The structure of the die is conceived .And then discusses the material of the work piece that is suita
5、ble for cold extrusion process and makes preparation for the blanks according to the work piece shape and process requirement. Then it introduces the calculation of cold extrusion force and the selection of mechanical press by analyzing the deformation of the metal that is pressed. After that, the p
6、arts of the die are designed and assembled by analyzing the service performance and the interaction of all the parts Afterwards it explains the selection of the die materials by analyzing the service performance, the circumstance and the own structure of the parts. And then it illustrates manufactur
7、ing and assembling of the die part entities, which display the external shape of the die vividly and assure its reasonableness. In the end, the whole paper is summed up. This set of the die can be widely used. Only by changing few die parts can it turn into many other kinds of valve stems. Thus, it
8、becomes much more competitive in the market.Keywords: Rotor Componen Cold extrusion die, Pro/E software目 录第 1 章 冷挤压的基本概念及其 Pro/E 的发展51.1 冷挤压的基本概念51.1.1 冷挤压的基本类型51.1.2 冷挤压技术的特点51.1.3 冷挤压技术的发展61.2 计算机辅助设计软件在机械设计制造过程中的发展7第 2 章 设计的总体分析82.1 课题的基本要求及零件的分析82.2 模具的大体设计9第 3 章 冷挤压的原材料及毛坯制备113.1 反挤压的变形分析及验证冷挤压
9、的可行性113.2 冷挤压毛坯的制备123.2.1 毛坯体积的计算123.2.2 坯料的制备方法133.2.3 冷挤压毛坯的软化处理143.2.4 冷挤压毛坯的润滑处理16第 4 章 冷挤压力174.1 冷挤压变形的三个阶段174.2 影响冷挤压力的因素184.3 冷挤压力的计算194.4 冷挤压设备的选择20第 5 章 冷挤压模具的设计225.1 冷挤压模具的分类与构造225.1.1 冷挤压模具设计的基本要求225.1.2 冷挤压模具的分类225.1.3 冷挤压模具的构造235.2 冷挤压模具的结构设计235.2.1 冷挤压模具结构设计的基本要求235.2.2 模架的基本类型235.3 上模
10、部分的设计245.3.1 凸模的设计265.3.2 模板的设计295.3.3 垫板的设计305.3.4 固定圈的设计315.3.5 衬套的设计315.4 下模部分的设计315.4.1 凹模的设计325.4.2 模座的设计355.4.3 模具其他部分零件设计36第 6 章 冷挤压模具材料376.1 冷挤压工作零件材料的要求376.2 材料的选择37第 7 章 实体的制作387.1 上模部分实体387.2 下模部分实体417.3 模具总装图45结论46致谢47参考文献48附录第 1 章 冷挤压的基本概念及其 Pro/E 的发展1.1 冷挤压基本知识冷挤压就是把金属毛坯放在冷挤压模腔中，在室温下，通
11、过压力机上固定的凸模向毛坯施加压力，使金属毛坯产生塑性变形而制得零件的加工方法。1.1.1 基本类型1.正挤压：正挤压时，金属的流动方向与凸模的运动方向一致。正挤压可以制造各种形状的实心件和空心件。2.反挤压：反挤压时，金属的流动方向与凸模的运动方向相反。反挤压可以获得各种形状的杯形件。3复合挤压：挤压时，毛坯一部分金属流动方向与凸模运动方向相同，而另一个部分金属流动方向与凸模运动方向相反。复合挤压可制得各种杯一杯、杯一杆、杯一筒零件。4径向挤压；挤压时，金属的流动方向与凸模运动方向相垂直。径向挤压又可分为向心挤压和离心挤压，径向挤压用来制造斜齿轮、花键盘等零件。5锻压：镦压时，金属毛坯径向向
12、外流动。镦压用于制造带法兰的轴类零件或凸缘的杯形零件。 1.1.2 冷挤压技术的特点1.挤压零件尺寸准确表面光洁：目前我国研制的冷挤压件一般尺寸精度可达89 级，陇度一般可达，若采用理想的润滑可达（指纯铝和紫铜零件），仅次于精抛光表面。因此用冷挤压方法制造的零件，一般不需要再加工，少量的只需精加工（磨削）。2.节约原材料：冷挤压件材料利用率通常可以达到 80以上。如解放牌汽车活塞销动切削加工材料利用率为 43.3，而用冷挤压时材料利用率提高到92；又如万向节轴承套改用冷挤压后，材料利用率由过去的 27.8提高到64。可见，采用冷挤压方法生产机械零件，可以节约大量钢材和有色金属材料。3.生产率高
13、：用冷挤压方法生产机械零件的效率是非常高的，特别是生产批量大的零件，用冷挤压方法生产可比切削加工提高几倍、几十倍、甚至几百倍。例如，汽车活塞销用冷挤压方法比用切削加工制造提高 3.2 倍，目前又用冷挤压活塞销自动机，使生产率进一步提高。一台冷挤压自动机的生产率相当于 100 台普通车床或 10 台四轴自动车床的生产率。4.可加工形状复杂的零件：如异形截面、内齿、异形孔及盲孔等，这些零件采用其它加工法难以完成，用冷挤压加工却十分方便。图 6 所示的零件，能方便的挤出。5.冷挤压件强度高、刚性好而重量轻：由于冷挤压采用金属材料冷变形的冷作强化特性，即挤压过程中金属毛坯处于三向压应力状态，变形后材料组织致密、且具有连续的纤维流向，因而制件的强度有较大提高。这样就可
