冷鐓(擠壓)工藝中主要工模具概要課件

冷鐓（擠壓）工藝中主要

工模具概要

主講人：程從志冷鐓（擠壓）工藝中主要

工模具概要主講人：程從志1冷鐓（擠壓）工藝中主要工模具概要工模具在冷鐓工藝生產(chǎn)中具有重要的作用。它除了滿足產(chǎn)品形狀的尺寸要求以外，還要滿足特殊的冷鐓工藝沖擊韌性及強度的要求，保證有較高的使用壽命來適應自動化、大批量生產(chǎn)的需要，因此對工模具的結構設計、材料選擇、熱處理等皆有獨特的要求。冷鐓（擠壓）工藝中主要工模具概要工模具在冷鐓工藝生產(chǎn)中具有重21冷鐓用工模具結構

1.1工模具分類a.按產(chǎn)品名稱分類這是常用的習慣分類方法。a)桿形件模具：包括螺栓模具、內六角圓柱頭螺釘模具、機器螺釘模具、鉚釘模具等。b)螺母類模具。b.按模具形狀分類a)凸模，又稱上模，一般固定在設備滑塊的模具夾持器上。b)凹模，又稱下模、頂模，一般固定在設備床身的模座上。c.配套輔助工具主要指冷鐓生產(chǎn)緊固件所需模具以外的相關工具。如送料輪、加工內、外螺紋的絲錐、搓絲板、滾絲輪等。1冷鐓用工模具結構

1.1工模具分類a.按產(chǎn)品名稱分類31.2主要工模具設計概要

1.2.1送料輥輪送料輥輪由一對輥輪組成，如圖36-56所示。冷鐓機床的滑塊往復一次，輥輪轉動一定角度，將夾持的線材送出一定的長度。輪槽R尺寸根據(jù)線材粗細,由公式36-28確定。1.2主要工模具設計概要

1.2.1送料輥輪送料輥輪由一4

R=R料max+(0.05～0.15)mm（公式36-28）式中：R料max——線材最大直徑

,mmR大小選擇要適宜，過大會把線材壓扁；過小會將線材壓出四條線痕，影響產(chǎn)品質量。表36-17列出了輪槽R尺寸選用表。送料輪可選用高碳工具鋼或40Cr制造。輪槽采用表面淬火，硬度為58～60HRC。輪槽拉傷或磨損,可拆下,經(jīng)退火后進行修復。輥輪可反復修磨3～5次，直至兩輪中心距不能保證壓緊線材而影響送料時，則可報廢。線材直徑R線材直徑R2.5～3.01.55.8～6.73.353.0～3.61.86.7～7.83.93.6～4.32.157.8～8.94.454.3～5.02.58.9～1055.0～5.82.910～11.35.65R=R料max+(0.05～0.15)mm51.2.2切料模具a.切料模切料模又稱割模，如圖36-57所示?？讖絛的選擇可按公式36-29計算：d=d材max+(0.05～0.1)mm（公式36-29）式中：d材max——線材最大直徑,mm。切料模進料端有30°喇叭口，使線材端部容易通過。切料模刃口容易磨損，可選用合金工具鋼或高速工具鋼制造，熱處理硬度60～62HRC。為提高切料模使用壽命，切料?？设傆操|合金。常用的A型及B型切料模型式與尺寸及技術要求,您表36-18及表36-19。1.2.2切料模具6b.切料刀板切料刀板如圖36-58所示。刃口部分R尺寸可按公式36-30計算。式中：d材max——線材最大直徑/mmδ——制造公差。?。?.03～0.05）/mm刀板刃口R一定要圓整、光滑，刀板與切料模的間隙一般在0.1mm左右。刀板材料選用T10或9CrSi、GCr15，刃口部分熱處理硬度58～60HRC。為提高刀板壽命，可在刃口部分鑲上硬質合金。一般單、雙擊冷鐓機和多工位冷鐓機上采用連切帶送的切料方式。即切刀將線材切斷后，由切刀上的彈簧壓鉗夾緊，將坯料送至第一工位的鐓制中心。常用的A型、B型與C型切料刀型式與尺寸及技術要求,如圖36-59、圖36-60及表36-20(1),(2),(3)表36-21(1),(2)表36-22(1),(2)表36-23(1),(2)所示。b.切料刀板71.2.3初鐓沖頭初鐓沖頭又稱初沖，用于雙擊自動冷鐓或兩次以上的鐓鍛工藝。初鐓沖頭，主要是錐形工作模腔的設計。主要工藝尺寸參數(shù)由變形工藝及計算公式確定。常用的初鐓沖頭型式與尺寸及技術要求,如表36-24(1),(2)所示。

1.2.4終鐓沖頭終鐓沖頭又稱光沖，用于雙擊自動冷鐓機和多工位自動冷鐓機。型式與尺寸及技術要求,如表36-25所示。1.2.5沖裁模1.2.5.1.切邊模切邊模適用于多工位自動冷鐓機、自動切邊機、沖床等專用設備。常用切邊模的型式與尺寸及技術要求,如表36-26所示。切邊模的刃口厚度尺寸h很重要。h過大,切邊時易啃模,使模具斷裂,頂針頂料時費勁,易折斷,同時產(chǎn)品的切面s也粗糙,螺栓桿部容易彎曲;h大小,使產(chǎn)品的s面切的不平,呈波浪形。一般坯料材質較軟,h宜取小,材質較硬h宜取大。1.2.3初鐓沖頭8切邊模的材質可選用Gr12MoV或9CrSi、LD鋼,熱處理硬度為58～60HRC。2.內六角圓柱頭螺釘沖模按冷鐓內六角圓柱頭螺釘變形工藝，沖模分預沖模和精沖模。圖36-61為預鐓內六角沖頭組合結構圖，圖36-62為精鐓內六角沖頭組合結構圖。2.1用于雙擊整模自動冷鐓機的內六角預鐓沖頭適用于雙擊整模自動冷鐓機的內六角預鐓沖頭如圖36-61所示，預鐓沖頭頂桿2，在工作行程中相對整個組合沖模不動，而預鐓沖頭1則在沖頭沖擊時，能向后退縮，在返回時又靠彈簧5的力作用下向外伸出，在沖擊開始時，沖頭1即可將坯件推入下模，避免了沖模和夾鉗相碰，還可用直孔部分將坯件籠住，增加坯件的穩(wěn)定性，使坯件在鐓鍛過程中不產(chǎn)生彎曲，使坯件在下模內變形形成預想的頭部形狀。適用于雙擊整模自動冷鐓機的A型預鐓沖頭及A型預鐓沖頭頂桿的型式、尺寸及技術要求,如表36-27、表36-28所示。

切邊模的材質可選用Gr12MoV或9CrSi、LD鋼,熱處理92.2用于多工位自動冷鐓機的內六角預鐓沖頭圖36-63所示為多工位自動冷鐓機使用的內六角上、下模工作圖。圖36-64為預鐓內六角沖頭組合圖。預鐓內六角沖頭1在工作行程中與下模配合鐓出錐形球頭。由于沖頭承受軸向力，R凹穴又比較淺，因此預鐓沖頭不會從沖頭套脫出。沖頭和套采用過盈配合（H8/S7）。適用于多工位自動冷鐓機的內六角預鐓沖頭的型式、尺寸及技術要求,如表36-29所示。表36-30所示為二序沖頭，即精鐓內六角沖頭圖的型式和尺寸。圖中可以看出，它與預鐓沖頭只是沖頭的頭部幾何形狀不同，而沖頭材料及熱處理硬度與預鐓沖頭相同。2.3精鐓沖頭：圖36-65、圖36-66、圖36-67示出了適用于多工位自動冷鐓機的B、C及D型三種精鐓內六角沖頭組合圖。

表36-31、表36-32、表36-33示出了適用于多工位自動冷鐓機的B、C及D型三種常用的精鐓內六角沖頭的型式、尺寸及技術要求。2.2用于多工位自動冷鐓機的內六角預鐓沖頭103六角螺母用沖孔沖頭3.1常用的型式按沖孔螺母的規(guī)格大小、孔沖及其組合方式可分為A、B及C種型式,如圖36-68、圖36-69、圖36-70所示。3.2型式與尺寸相應的六角螺母沖孔沖頭及沖頭模套的型式、尺寸及技術要求,如表36-34(1),(2)表36-35(1),(2)表36-36(1),(2),(3)表36-37表36-38(1),(2)表36-39所示。3.3沖頭的頭部形狀六角螺母沖孔沖頭的頭部形狀與沖孔質量及使用壽命有很大關系，圖36-71為孔沖頭部形狀，頂部做成150°錐角，便于與螺母凹穴對中定位。刃帶d的高度h不宜過厚,否則沖孔時摩擦力大，易發(fā)熱，退料時增大拉力;也不宜太薄，如果太薄,d尺寸很快被磨損，使d尺寸不均，沖孔不符合尺寸要求。3六角螺母用沖孔沖頭11h取（1～2）mm，d1與d用光滑圓弧連接，其他數(shù)據(jù)為：d=d小max（公式36-31）d1=d-(0.3～0.8)mm（公式36-32）D1=d公稱（公式36-33）D=D1+(4～6)mm（公式36-34）式中：d小max——螺孔小徑最大尺寸,mm;d公稱——螺母公稱直徑,mm。以上介紹了六角頭螺栓切邊模、圓柱頭內六角螺釘初鐓、精鐓沖頭及六角螺母沖孔沖頭。從它們的服役條件分析，皆是在沖擊狀態(tài)下工作，因此它們的共性是要求有足夠的沖擊韌性，使受沖擊載荷而不易折斷。此外，它們的工作帶處于沖切狀態(tài)，受著較強的拉應力，常產(chǎn)生工作帶尺寸因磨損而超差。實際上在生產(chǎn)中,這類模具常常是工作刃部掉渣、崩裂或折斷而使模具報廢。因此對這類沖裁類模具應有足夠的沖擊韌性和耐磨性。h?。?～2）mm，d1與d用光滑圓弧連接，其他數(shù)據(jù)為：124下模下模又稱凹模、頂模等，它在坯件的冷鐓變形中起著承受坯件在工作型腔里成型的作用。它要經(jīng)受很大的沖擊力、摩擦力及張力等，因此要求下模要有相當?shù)膹婍g性和耐磨性。因為它起著坯件最后成型的作用，尺寸精度、形位公差都要有嚴格要求。4.1冷鐓桿形件用下模分類冷鐓桿形件產(chǎn)品用下模按結構形狀可分為三大類：a.開式下模開式下模用于Z14、Z15類單、雙擊分模自動冷鐓機，下模結構形狀見圖36-72，由正方形截面并帶凹模的兩塊長方體組成。工作時由分模夾緊機構將兩塊開式凹模合在一起，形成一個完整的模腔，其一端為成型用，另一端為剪切線材用。當某一個槽形磨損超差，可轉換另一面與之組合繼續(xù)使用。4下模13開式下模加工的產(chǎn)品，在頭桿結合處及桿部兩塊分模的分合處會形成一道細小的飛邊筋。飛邊的大小決定于分模的加工精度及閉合時的夾緊程度。開式下模不能縮徑，僅適用于加工細桿、頭部形狀簡單的沉頭、半沉頭、扁圓頭等螺釘。開式下模可用T10或低合金工具鋼制造。b.整體式下模除頭部形狀簡單、桿部較長的產(chǎn)品可使用開式下模以外，一般如六角頭螺栓、圓柱頭內六角螺釘、螺母等產(chǎn)品用下模大都用整體式下模。整體式下模與上模的分模面視產(chǎn)品頭部形狀而定。由于頂料桿一般都裝在下模內，所以，通常以產(chǎn)品頭部最大截面處為分模面。如半圓頭形狀的產(chǎn)品，易于脫模，其頭部可在上模內成型。而沉頭、內六角圓柱頭、方頭、六角頭等需在下模內成型，這時的下模型腔應制出拔模斜度。圖36-73示出了幾種整體式下模。c.組合式下模當下模的成型型腔為多邊形等形狀比較復雜時，為了模具制造容易，防止臺階、轉角處應力集中，根據(jù)“未裂先分”的原則，常將型腔部分進行剖分，由幾部分組成成型模塊（片）。使用時與下模下孔部分（制成的頂鍛模芯），借助模套的過盈預緊力鑲配在一起。圖36-74示出了幾種成型下模模塊（片）。開式下模加工的產(chǎn)品，在頭桿結合處及桿部兩塊分模的分合處會形成14成型模片的型腔應制有0°10′～0°15′的出模斜度，多邊成型模片的棱角處，要以圓角過度，防止應力集中損壞模具。與直孔模芯鑲配使用的成型模片，在兩者結合處應制有排氣槽，以便金屬流動時充滿模腔。4.2下模設計原則由于下模承受坯件的變形力較大，多數(shù)情況下，它既要承受壓應力，又要承受軸向拉應力、徑向拉應力等多種應力，受力情況復雜。因此下模的使用壽命是生產(chǎn)合格產(chǎn)品，保證設備正常開動的關鍵。如何提高下模的使用壽命，是工模具設計者要考慮的首要問題。用普通材料制成的整體式下模是不可能達到高壽命的。因此，設計者常從模具結構、選用材料及處理工藝上著手考慮。下模類模具的設計原則主要有以下幾個方面：a.以組合式下模代替整體式下模。設計組合式下模時，其組合原則應從應力集中處著眼，遵循“未裂先分”的原則，使模具從結構上就消除了應力集中區(qū)；b.模芯材料選用具有較高碳化物的、耐磨性好的，并且有一定韌性的材料，如YG20C；c.模芯用的中套、外套選用強度較高的材料，如60Si2Mn、5CrNiMo等，中套與外套過盈壓配。成型模片的型腔應制有0°10′～0°15′的出模斜度，多邊成15d.設計模具時，應同時考慮加工工藝，進行綜合經(jīng)濟分析，考慮模具的標準化、系列化和通用化。4.3下模設計實例分析以冷鐓扁圓頭螺栓下模的設計為例,對下模結構設計實例進行分析。如圖36-75所示，其使用壽命很低，主要失效形式因工作型腔崩裂約占80%以上。原因是轉角處沒有足夠的圓弧過渡，模具在使用中發(fā)生嚴重的應力集中，在應力集中區(qū)（見圖36-76）的金屬處于三向拉應力狀態(tài)，加速了產(chǎn)生脆性斷裂，導致模具早期失效。設想，將三向拉應力狀態(tài)變?yōu)槿驂簯顟B(tài)，則將使應力集中區(qū)消除。圖36-77所示的組合下模結構設計，就是將工作型腔轉折處的應力集中區(qū)分開，經(jīng)過過盈壓配，組成組合式下模。則內芯5處于三向壓應力狀態(tài)之下，使之從脆性狀態(tài)轉變成了韌性狀態(tài)，從而使模具使用壽命大幅度提高。如將此組合式下模的結構，設計成如圖36-78所示的型式，由于無斜面，加工也方便，容易裝配。模片4的設計消除了應力集中，由于三層組合，對內芯而言，壓力更強。內芯可采用硬質合金YG20C，中套、內套、模片均采用60Si2Mn鋼。據(jù)生產(chǎn)實踐，M12～M16的下模，平均使用壽命可達20～30萬件/只，比整體式下模的使用壽命高出50～60倍。d.設計模具時，應同時考慮加工工藝，進行綜合經(jīng)濟分析，考慮16設計三層組合凹模時，各層模套的直徑可根據(jù)經(jīng)驗公式計算。圖36-79表示三層組合下模，d1為組合下模內徑，d4為最大外徑，d2、d3為中套的內徑和外徑。d4/d1稱為總直徑比,用a41表示，則：設計三層組合凹模時，各層模套的直徑可根據(jù)經(jīng)驗公式計算。圖3617a21合理、a32合理的數(shù)值與總直徑比a41之間的關系見圖36-80。a21=d2/d1、a41=d4/d1、a32=d3/d2a21=0.07a41+1.15a32=0.1a41+1.2各層徑向過盈量可按下式計算：u2=β2d2（公式36-44）u3=β3d3（公式36-45）式中：u2——d2處的徑向過盈量；u3——d3處的徑向過盈量；β2——d2處的徑向過盈量系數(shù)；β3——d3處的徑向過盈量系數(shù)。徑向過盈量系數(shù)β2、β3與總直徑比a41之間的關系見圖36-81。各層套的技術條件是：內芯59～61HRC，中套45～48HRC，外套40～45HRC。a21合理、a32合理的數(shù)值與總直徑比a41之間的關系見圖3185縮徑模5.1導入角與定徑帶六角頭螺栓、內六角圓柱頭螺釘?shù)葪U類螺紋件螺坯部分的加工，視線材的粗細,采用一次或一次以上的縮徑，使之達到螺坯尺寸要求。不管幾次縮徑，均需使用縮徑模進行縮徑。縮徑模的工作尺寸見圖36-82，導入角α，定徑帶h是兩個主要參數(shù)。導入角是使坯件順利進入定徑帶的關鍵尺寸。導入角過大，坯件未進入定徑帶前就被鐓粗，使坯料進入定徑帶受阻；導入角過小，坯料難以往縮徑模進料。經(jīng)驗表明，縮徑模導入角在28°～30°為宜。定徑帶是縮徑模的主要工作部分，它起著螺坯尺寸的最后定徑作用。定徑帶h寬度應適宜，過寬，不僅縮徑力增大，還會引起桿部拉毛，即產(chǎn)生熱膠合。h過窄，會引起桿部嚴重彎曲。一般h=(1～2)mm定徑帶的寬度也要求均勻，見圖36-83，ha>hb，金屬在縮徑變形中，定徑帶較寬的一面（ha）的阻力將大于定徑帶較窄的一面（hb），由于受力不均，金屬流動的多少也勢必不均，因此使桿部產(chǎn)生彎曲。5.2縮徑模型式與尺寸縮徑模的型式、尺寸及技術要求,見表36-40。5縮徑模195.3冷鐓六角螺母的下模設計六角下模是使螺母成型的重要模具。六角下模采用整體結構，見圖36-84，在冷鐓過程中，可能在坯料稍大，坯料硬度過高或出現(xiàn)鐓雙料（即重帽）時，在六角棱角處產(chǎn)生應力集中,導致裂紋。即使在正常工作情況下，也會因整體模芯在成型區(qū)形成高的徑向應力使六角棱角處產(chǎn)生疲勞裂紋，逐漸因應力集中而產(chǎn)生開裂，模芯報廢。整體結構的六角下模是由于應力集中而引致開裂，要解決開裂問題，必須避免應力集中，因此，應用“未裂先分”的原理，將整體下模從應力容易集中的棱角處進行剖分，即將整體下模剖分成六塊扇形塊，組成組合下模，稱六瓣組合下模，見圖36-85。這樣可以消除棱角處的應力集中，使整個模具的應力趨于均勻化。這樣就大大提高了模具的使用壽命。模芯扇形塊采用YG20C硬質合金制造。中套、外套采用60Si2Mn制造，熱處理硬度45～50HRC。壓配過盈配合。由硬質合金制造的六瓣結構六角下模，平均使用壽命比Cr12MoV鋼制造的整體六角下模，使用壽命高出200倍左右。5.3冷鐓六角螺母的下模設計20冷鐓（擠壓）工藝中主要

工模具概要

主講人：程從志冷鐓（擠壓）工藝中主要

工模具概要主講人：程從志21冷鐓（擠壓）工藝中主要工模具概要工模具在冷鐓工藝生產(chǎn)中具有重要的作用。它除了滿足產(chǎn)品形狀的尺寸要求以外，還要滿足特殊的冷鐓工藝沖擊韌性及強度的要求，保證有較高的使用壽命來適應自動化、大批量生產(chǎn)的需要，因此對工模具的結構設計、材料選擇、熱處理等皆有獨特的要求。冷鐓（擠壓）工藝中主要工模具概要工模具在冷鐓工藝生產(chǎn)中具有重221冷鐓用工模具結構

1.1工模具分類a.按產(chǎn)品名稱分類這是常用的習慣分類方法。a)桿形件模具：包括螺栓模具、內六角圓柱頭螺釘模具、機器螺釘模具、鉚釘模具等。b)螺母類模具。b.按模具形狀分類a)凸模，又稱上模，一般固定在設備滑塊的模具夾持器上。b)凹模，又稱下模、頂模，一般固定在設備床身的模座上。c.配套輔助工具主要指冷鐓生產(chǎn)緊固件所需模具以外的相關工具。如送料輪、加工內、外螺紋的絲錐、搓絲板、滾絲輪等。1冷鐓用工模具結構

1.1工模具分類a.按產(chǎn)品名稱分類231.2主要工模具設計概要

1.2.1送料輥輪送料輥輪由一對輥輪組成，如圖36-56所示。冷鐓機床的滑塊往復一次，輥輪轉動一定角度，將夾持的線材送出一定的長度。輪槽R尺寸根據(jù)線材粗細,由公式36-28確定。1.2主要工模具設計概要

1.2.1送料輥輪送料輥輪由一24

R=R料max+(0.05～0.15)mm（公式36-28）式中：R料max——線材最大直徑

,mmR大小選擇要適宜，過大會把線材壓扁；過小會將線材壓出四條線痕，影響產(chǎn)品質量。表36-17列出了輪槽R尺寸選用表。送料輪可選用高碳工具鋼或40Cr制造。輪槽采用表面淬火，硬度為58～60HRC。輪槽拉傷或磨損,可拆下,經(jīng)退火后進行修復。輥輪可反復修磨3～5次，直至兩輪中心距不能保證壓緊線材而影響送料時，則可報廢。線材直徑R線材直徑R2.5～3.01.55.8～6.73.353.0～3.61.86.7～7.83.93.6～4.32.157.8～8.94.454.3～5.02.58.9～1055.0～5.82.910～11.35.65R=R料max+(0.05～0.15)mm251.2.2切料模具a.切料模切料模又稱割模，如圖36-57所示。孔徑d的選擇可按公式36-29計算：d=d材max+(0.05～0.1)mm（公式36-29）式中：d材max——線材最大直徑,mm。切料模進料端有30°喇叭口，使線材端部容易通過。切料模刃口容易磨損，可選用合金工具鋼或高速工具鋼制造，熱處理硬度60～62HRC。為提高切料模使用壽命，切料模可鑲硬質合金。常用的A型及B型切料模型式與尺寸及技術要求,您表36-18及表36-19。1.2.2切料模具26b.切料刀板切料刀板如圖36-58所示。刃口部分R尺寸可按公式36-30計算。式中：d材max——線材最大直徑/mmδ——制造公差。?。?.03～0.05）/mm刀板刃口R一定要圓整、光滑，刀板與切料模的間隙一般在0.1mm左右。刀板材料選用T10或9CrSi、GCr15，刃口部分熱處理硬度58～60HRC。為提高刀板壽命，可在刃口部分鑲上硬質合金。一般單、雙擊冷鐓機和多工位冷鐓機上采用連切帶送的切料方式。即切刀將線材切斷后，由切刀上的彈簧壓鉗夾緊，將坯料送至第一工位的鐓制中心。常用的A型、B型與C型切料刀型式與尺寸及技術要求,如圖36-59、圖36-60及表36-20(1),(2),(3)表36-21(1),(2)表36-22(1),(2)表36-23(1),(2)所示。b.切料刀板271.2.3初鐓沖頭初鐓沖頭又稱初沖，用于雙擊自動冷鐓或兩次以上的鐓鍛工藝。初鐓沖頭，主要是錐形工作模腔的設計。主要工藝尺寸參數(shù)由變形工藝及計算公式確定。常用的初鐓沖頭型式與尺寸及技術要求,如表36-24(1),(2)所示。

1.2.4終鐓沖頭終鐓沖頭又稱光沖，用于雙擊自動冷鐓機和多工位自動冷鐓機。型式與尺寸及技術要求,如表36-25所示。1.2.5沖裁模1.2.5.1.切邊模切邊模適用于多工位自動冷鐓機、自動切邊機、沖床等專用設備。常用切邊模的型式與尺寸及技術要求,如表36-26所示。切邊模的刃口厚度尺寸h很重要。h過大,切邊時易啃模,使模具斷裂,頂針頂料時費勁,易折斷,同時產(chǎn)品的切面s也粗糙,螺栓桿部容易彎曲;h大小,使產(chǎn)品的s面切的不平,呈波浪形。一般坯料材質較軟,h宜取小,材質較硬h宜取大。1.2.3初鐓沖頭28切邊模的材質可選用Gr12MoV或9CrSi、LD鋼,熱處理硬度為58～60HRC。2.內六角圓柱頭螺釘沖模按冷鐓內六角圓柱頭螺釘變形工藝，沖模分預沖模和精沖模。圖36-61為預鐓內六角沖頭組合結構圖，圖36-62為精鐓內六角沖頭組合結構圖。2.1用于雙擊整模自動冷鐓機的內六角預鐓沖頭適用于雙擊整模自動冷鐓機的內六角預鐓沖頭如圖36-61所示，預鐓沖頭頂桿2，在工作行程中相對整個組合沖模不動，而預鐓沖頭1則在沖頭沖擊時，能向后退縮，在返回時又靠彈簧5的力作用下向外伸出，在沖擊開始時，沖頭1即可將坯件推入下模，避免了沖模和夾鉗相碰，還可用直孔部分將坯件籠住，增加坯件的穩(wěn)定性，使坯件在鐓鍛過程中不產(chǎn)生彎曲，使坯件在下模內變形形成預想的頭部形狀。適用于雙擊整模自動冷鐓機的A型預鐓沖頭及A型預鐓沖頭頂桿的型式、尺寸及技術要求,如表36-27、表36-28所示。

切邊模的材質可選用Gr12MoV或9CrSi、LD鋼,熱處理292.2用于多工位自動冷鐓機的內六角預鐓沖頭圖36-63所示為多工位自動冷鐓機使用的內六角上、下模工作圖。圖36-64為預鐓內六角沖頭組合圖。預鐓內六角沖頭1在工作行程中與下模配合鐓出錐形球頭。由于沖頭承受軸向力，R凹穴又比較淺，因此預鐓沖頭不會從沖頭套脫出。沖頭和套采用過盈配合（H8/S7）。適用于多工位自動冷鐓機的內六角預鐓沖頭的型式、尺寸及技術要求,如表36-29所示。表36-30所示為二序沖頭，即精鐓內六角沖頭圖的型式和尺寸。圖中可以看出，它與預鐓沖頭只是沖頭的頭部幾何形狀不同，而沖頭材料及熱處理硬度與預鐓沖頭相同。2.3精鐓沖頭：圖36-65、圖36-66、圖36-67示出了適用于多工位自動冷鐓機的B、C及D型三種精鐓內六角沖頭組合圖。

表36-31、表36-32、表36-33示出了適用于多工位自動冷鐓機的B、C及D型三種常用的精鐓內六角沖頭的型式、尺寸及技術要求。2.2用于多工位自動冷鐓機的內六角預鐓沖頭303六角螺母用沖孔沖頭3.1常用的型式按沖孔螺母的規(guī)格大小、孔沖及其組合方式可分為A、B及C種型式,如圖36-68、圖36-69、圖36-70所示。3.2型式與尺寸相應的六角螺母沖孔沖頭及沖頭模套的型式、尺寸及技術要求,如表36-34(1),(2)表36-35(1),(2)表36-36(1),(2),(3)表36-37表36-38(1),(2)表36-39所示。3.3沖頭的頭部形狀六角螺母沖孔沖頭的頭部形狀與沖孔質量及使用壽命有很大關系，圖36-71為孔沖頭部形狀，頂部做成150°錐角，便于與螺母凹穴對中定位。刃帶d的高度h不宜過厚,否則沖孔時摩擦力大，易發(fā)熱，退料時增大拉力;也不宜太薄，如果太薄,d尺寸很快被磨損，使d尺寸不均，沖孔不符合尺寸要求。3六角螺母用沖孔沖頭31h?。?～2）mm，d1與d用光滑圓弧連接，其他數(shù)據(jù)為：d=d小max（公式36-31）d1=d-(0.3～0.8)mm（公式36-32）D1=d公稱（公式36-33）D=D1+(4～6)mm（公式36-34）式中：d小max——螺孔小徑最大尺寸,mm;d公稱——螺母公稱直徑,mm。以上介紹了六角頭螺栓切邊模、圓柱頭內六角螺釘初鐓、精鐓沖頭及六角螺母沖孔沖頭。從它們的服役條件分析，皆是在沖擊狀態(tài)下工作，因此它們的共性是要求有足夠的沖擊韌性，使受沖擊載荷而不易折斷。此外，它們的工作帶處于沖切狀態(tài)，受著較強的拉應力，常產(chǎn)生工作帶尺寸因磨損而超差。實際上在生產(chǎn)中,這類模具常常是工作刃部掉渣、崩裂或折斷而使模具報廢。因此對這類沖裁類模具應有足夠的沖擊韌性和耐磨性。h取（1～2）mm，d1與d用光滑圓弧連接，其他數(shù)據(jù)為：324下模下模又稱凹模、頂模等，它在坯件的冷鐓變形中起著承受坯件在工作型腔里成型的作用。它要經(jīng)受很大的沖擊力、摩擦力及張力等，因此要求下模要有相當?shù)膹婍g性和耐磨性。因為它起著坯件最后成型的作用，尺寸精度、形位公差都要有嚴格要求。4.1冷鐓桿形件用下模分類冷鐓桿形件產(chǎn)品用下模按結構形狀可分為三大類：a.開式下模開式下模用于Z14、Z15類單、雙擊分模自動冷鐓機，下模結構形狀見圖36-72，由正方形截面并帶凹模的兩塊長方體組成。工作時由分模夾緊機構將兩塊開式凹模合在一起，形成一個完整的模腔，其一端為成型用，另一端為剪切線材用。當某一個槽形磨損超差，可轉換另一面與之組合繼續(xù)使用。4下模33開式下模加工的產(chǎn)品，在頭桿結合處及桿部兩塊分模的分合處會形成一道細小的飛邊筋。飛邊的大小決定于分模的加工精度及閉合時的夾緊程度。開式下模不能縮徑，僅適用于加工細桿、頭部形狀簡單的沉頭、半沉頭、扁圓頭等螺釘。開式下?？捎肨10或低合金工具鋼制造。b.整體式下模除頭部形狀簡單、桿部較長的產(chǎn)品可使用開式下模以外，一般如六角頭螺栓、圓柱頭內六角螺釘、螺母等產(chǎn)品用下模大都用整體式下模。整體式下模與上模的分模面視產(chǎn)品頭部形狀而定。由于頂料桿一般都裝在下模內，所以，通常以產(chǎn)品頭部最大截面處為分模面。如半圓頭形狀的產(chǎn)品，易于脫模，其頭部可在上模內成型。而沉頭、內六角圓柱頭、方頭、六角頭等需在下模內成型，這時的下模型腔應制出拔模斜度。圖36-73示出了幾種整體式下模。c.組合式下模當下模的成型型腔為多邊形等形狀比較復雜時，為了模具制造容易，防止臺階、轉角處應力集中，根據(jù)“未裂先分”的原則，常將型腔部分進行剖分，由幾部分組成成型模塊（片）。使用時與下模下孔部分（制成的頂鍛模芯），借助模套的過盈預緊力鑲配在一起。圖36-74示出了幾種成型下模模塊（片）。開式下模加工的產(chǎn)品，在頭桿結合處及桿部兩塊分模的分合處會形成34成型模片的型腔應制有0°10′～0°15′的出模斜度，多邊成型模片的棱角處，要以圓角過度，防止應力集中損壞模具。與直孔模芯鑲配使用的成型模片，在兩者結合處應制有排氣槽，以便金屬流動時充滿模腔。4.2下模設計原則由于下模承受坯件的變形力較大，多數(shù)情況下，它既要承受壓應力，又要承受軸向拉應力、徑向拉應力等多種應力，受力情況復雜。因此下模的使用壽命是生產(chǎn)合格產(chǎn)品，保證設備正常開動的關鍵。如何提高下模的使用壽命，是工模具設計者要考慮的首要問題。用普通材料制成的整體式下模是不可能達到高壽命的。因此，設計者常從模具結構、選用材料及處理工藝上著手考慮。下模類模具的設計原則主要有以下幾個方面：a.以組合式下模代替整體式下模。設計組合式下模時，其組合原則應從應力集中處著眼，遵循“未裂先分”的原則，使模具從結構上就消除了應力集中區(qū)；b.模芯材料選用具有較高碳化物的、耐磨性好的，并且有一定韌性的材料，如YG20C；c.模芯用的中套、外套選用強度較高的材料，如60Si2Mn、5CrNiMo等，中套與外套過盈壓配。成型模片的型腔應制有0°10′～0°15′的出模斜度，多邊成35d.設計模具時，應同時考慮加工工藝，進行綜合經(jīng)濟分析，考慮模具的標準化、系列化和通用化。4.3下模設計實例分析以冷鐓扁圓頭螺栓下模的設計為例,對下模結構設計實例進行分析。如圖36-75所示，其使用壽命很低，主要失效形式因工作型腔崩裂約占80%以上。原因是轉角處沒有足夠的圓弧過渡，模具在使用中發(fā)生嚴重的應力集中，在應力集中區(qū)（見圖36-76）的金屬處于三向拉應力狀態(tài)，加速了產(chǎn)生脆性斷裂，導致模具早期失效。設想，將三向拉應力狀態(tài)變?yōu)槿驂簯顟B(tài)，則將使應力集中區(qū)消除。圖36-77所示的組合下模結構設計，就是將工作型腔轉折處的應力集中區(qū)分開，經(jīng)過過盈壓配，組成組合式下模。則內芯5處于三向壓應力狀態(tài)之下，使之從脆性狀態(tài)轉變成了韌性狀態(tài)，從而使模具使用壽命大幅度提高。如將此組合式下模的結構，設計成如圖36-78所示的型式，由于無斜面，加工也方便，容易裝配。模片4的設計消除了應力集中，由于三層組合，對內芯而言，壓力更強。內芯可采用硬質合金YG20C，中套、內套、模片均采用60Si2Mn鋼。據(jù)生產(chǎn)實踐，M12～M16的下模，平均使用壽命可達20～30萬件/只，比整體式下模的使用壽命高出50～60倍。d.設計模具時，應同時考慮加工工藝，進行綜合經(jīng)濟分析，考慮36設計三層組合凹模時，各層模套的直徑可根據(jù)經(jīng)驗公式計算。圖36-79表示三層組合下模，d1為組合下模內徑，d4為最大外徑，d2、d3為中套的內徑和外徑。d4/d1稱為總直徑比,用a41表示，則：設計三層組合凹模時，各層模套的直徑可根據(jù)經(jīng)驗公式計算。