如何设计组合凹模？

1.组合凹模设计要点

为了解决凹模的横向裂纹，生产中常采用横向或纵向分割的凹模结构。为了提高凹模强度，防止纵向裂纹产生，生产中普遍使用预应力组合凹模，预应力组合凹模的优点是：提高了凹模强度，减小了凹模圈尺寸，节约了合金工具钢，便于进行热处理，提高了凹模热处理质量，凹模圈损坏后，可以更换内圈。其缺点是：层数越多，加工面也越多，各接合面加工精度较高，加工压合工艺要求高，为此只推荐二至三层组合凹模。

表7 - 36 凸模与凹模工作部分尺寸计算

注：式中 D_max、d_max——制件上极限尺寸（mm）；

d_min、d_1min——制件下极限尺寸（mm）；

Δ——制件公差（mm）；

δ——制件壁厚（mm）；

δ_p、δ_1p、δ_d——凸、凹模制造偏差（mm）。

设计组合凹模时，必须确定以下4个具体问题：

1）根据冷挤压单位压力的大小，首先应确定凹模结构形式，见表7-37。

2）在已知凹模型腔孔径d₁的条件下，确定各层凹模的直径d₂、d₃与d₄。d₃=（4～6）d₁，d₄=（4～6）d₁。

3）确定各层凹模的径向（双面）过盈量δ与轴向压合量C。

4）如何对组合凹模施加预应力。

表7 - 37 组合凹模的形式

2.二层组合凹模的设计

二层组合凹模结构如图7-37所示，具体参数见表7-38。

3.三层组合凹模的设计

三层组合凹模结构如图7-38所示，具体参数见表7-39，组合凹模径向过盈系数经验值见表7-40。

图7-37 二层组合凹模(www.xing528.com)

d₁—凹模内径 d₃=（4～6）d₁C₂—d₂处轴向压合量（C₂=δ₂d₂） U₂—d₂处径向过盈量（U₂=β₂d₂） γ=1°30′（锥度可向上，也可向下） δ₂—d₂处轴向压合系数

图7-38 三层组合凹模

d₁—凹模内径 d₄=（4～6）d₁C₂—d₂处轴向压合量（C₂=δ₂d₂） U₂—d₂处径向过盈量（U₂=β₂d₂） C₃—d₃处轴向压合量（C₃=δ₃d₃） U₃—d₃处径向过盈量（U₃=β₃d₃）

4.组合凹模压合方法

组合凹模压合方法见表7-41，组合凹模压合顺序见表7-42。

表7 - 38 二层组合凹模设计参数

表7 - 39 三层组合凹模设计参数

表7 - 40 组合凹模径向过盈系数经验值

表7 - 41 组合凹模压合方法

表7-42 组合凹模压合顺序

注：拆卸时，应是先压出凹模，再压出中圈。

组合凹模中圈与外圈材料可按如下选择

中层预应力圈：5CrNiMo、40Cr、35CrMoA、30CrMnSiA，淬火、回火后硬度为45～47HRC。

外层预应力圈：5CrNiMo、40Cr、35CrMoA、45、0CrNiMo，淬火、回火后硬度为40～42HRC。