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上下模板是冷擠壓壓力的主要支承部分，由于冷擠壓的單位壓力較高，上下模板不能采用鑄鐵材料。上下模板加導(dǎo)柱、導(dǎo)套就組成有導(dǎo)向的冷擠壓模架，無導(dǎo)柱、導(dǎo)套者則為無導(dǎo)向模架
圖1為在導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向通用反擠壓模具。卸年亦有導(dǎo)向，其導(dǎo)向的基準(zhǔn)仍為模架的導(dǎo)柱。反擠壓時擠壓件的端面往往是不平的，缺件時使凸模受力不均勻，可能造成凸模偏移而折斷。缺件有強有力的導(dǎo)向時，提高了凸模的穩(wěn)定性，這是因為卸件板與凸劃亦有導(dǎo)向的緣故。反擠壓適用模架兼作為下擠壓及復(fù)合擠壓使用。
圖2為有導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向正擠壓通用模具。
圖3為鐓擠復(fù)合模具。
通用反擠、正擠和鐓擠復(fù)合模架中的組合凹模在相同噸位的壓力機上都設(shè)計成可以互換的，提高了模具的使用范圍。
模架精度可分為三級，其技術(shù)指標(biāo)見表1，用于不同擠壓件選用，常用的為Ⅱ級。
卸件板與頂件桿：擠壓有時粘在凸模上，有時粘在凹模中，有此部件，能將打主擠壓件取出。卸件板與頂件桿都是用于制件脫模的零件。
凸模與凹模墊板：通用冷擠壓模具中，采用了多層墊板。為了防止高的擠壓單位壓力直接傳遞給模板而造成局部凹陷或變形，必須在凹模底端加上墊板，以便把加工壓力均勻分散傳遞，起到緩沖作用。
凸模固定器及定位環(huán)：凸模固定器是將凸模安裝在上模上，而定位環(huán)則可考慮擠壓件的不同直徑快速交換，提高了模具的通用性能。
凸模與凹模：冷擠壓模具的工作部件，在設(shè)計時必須認(rèn)真對待。應(yīng)選用具一定韌性的高強度鋼材制造。凸模與凹模承受了最大的冷擠壓單位壓力。為了加強凹模的強度，通常采用預(yù)應(yīng)力組合凹模，可以用二層或三層組合而成。
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表1 |
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圖1 |
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圖2 |
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圖3 |
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在冷擠壓模具中，凸模是最關(guān)鍵的零件之一。凸模在冷擠壓過程中，承受的單位擠壓力最大，極易磨損與破壞。為此凸模的設(shè)計和加工就顯得特別重要。
1．反擠壓凸模
圖1是用于黑色金屬冷擠壓的幾種凸模。A、b兩種凸模效果較好，在生產(chǎn)中盡量使用。C的平端面工作部分的凸模，由于冷擠壓件需要平的底部，在生產(chǎn)中也常用，但單位擠壓力比錐形帶平底的凸模約高20%。無平臺的錐形凸模α一般為5°～9°，也有用到27°的。但不要超過27°。角α過大，會因為毛坯端面不平面導(dǎo)致杯形件的壁厚差過大，使凸模受到很大的側(cè)向力，在擠壓過程中折斷。反擠壓凸模工作高度及凸模后隙直徑見公式1。
圖2為純鋁等有色金屬反擠壓凸模工作部分的幾種型式。其設(shè)計原則與上述基本一致。純鋁的塑性較好，強度較低，其反擠壓杯壓形件往往是薄壁深孔件，應(yīng)盡可能減小凸模工作帶的高度。一般取g=0.5～1.5mm。角α=12°～25°。
有色金屬反擠壓凸模工作帶高度一般是均勻的，如果在擠壓變形不均的杯形件時，凸模工作帶的高度在變形程度大的部位和變形阻力較大的部位，應(yīng)適當(dāng)減小凸模工作帶的高度，即制造成不等的凸模工作帶。
對于純鋁的反擠壓細(xì)長凸模，為了增加其縱向穩(wěn)定性，可以在工作端面上作出工藝凹槽（圖3）。凸模借工藝凹槽在開始擠壓的瞬間將毛坯'咬住'而提高其穩(wěn)定性。凹槽的形狀須對稱于凸模中心，保持良好的同心度，否則反而會在擠壓時發(fā)生偏移，造成凸模折斷。
工藝凹槽的槽寬一般取0.3～0.8mm，深0.3～0.6mm。工藝凹槽頂部應(yīng)用小圓弧光滑相連。 2．正擠壓凸模
在黑色金屬冷擠壓中，反擠壓凸模的長徑比一般較小，而正擠壓的凸模長徑比就往往較大。為了不使凸模縱向失穩(wěn)，有進還需加上凸模保護套。
圖4是正擠壓所用凸模的幾種型式。實心凸�？砂葱褪絘設(shè)計，在各臺階相接處應(yīng)用光滑弧連接，不允許有加工刀痕存在。對于正擠壓純鋁空心件的凸模，可采用型式b設(shè)計，凸模與芯軸制作成整體。
擠壓黑色金屬空心件，整體式凸模就不宜采用，在凸模本體與芯軸的直徑急劇過渡區(qū)就很易斷裂。應(yīng)當(dāng)采用型式c與型式d的組合式，使凸模本體與芯軸組合而成。
組合芯軸分固定式c與活動式d。固定用于芯軸直徑較大，而活動式用于芯軸直徑較小的環(huán)形件。活動芯軸可隨變形金屬同時向下滑動一鍛距離，從而改善了芯軸的受拉情況，防止芯軸被拉斷。
圖5為下擠壓凸模頂端形狀的又一種型式。此型式有下列特點：
（1）端面有0.5°～1°斜角，其作用是保證凸模的穩(wěn)定性。特別是毛坯二端不平時尤為重要。
（2）同凹模配合的有效長度為3～5mm，而不是全直筒式的。凸模在高的單位擠壓力作用下，有時會使凸模直徑脹大，增加了凸模下移的阻力。僅有3～5mm有效長度，就能確保凸模的使用精度。
（3）后角3°的存在，采用小圓弧相聯(lián)，具有較低的應(yīng)力集中系數(shù)，保證凸模具有較高的壽命。為此，這種型式的凸模亦廣為采用。
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公式1 |
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圖1 |
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圖2 |
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圖3 |
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圖4 |
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圖5 |
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1． 反擠壓凹模
圖1是常見的反擠壓凹模結(jié)構(gòu)型式。A、b、c、d四種凹模主要用于不需要頂出裝置的擠壓件。反擠壓有色金屬薄壁件可以采用這些型式凹模。整體凹模結(jié)構(gòu)筒單，制造方便，但在R轉(zhuǎn)角處極易開裂，故不常用。為防止整體凹模在底部R轉(zhuǎn)角處因應(yīng)力集中而開裂，對凹模采用橫向分割型式d型及縱向佞割型（如c、e型）。
反擠壓凹模的模膛深度：見公式1。
2． 正擠壓凹模
圖2為幾種常見的正擠壓凹模的結(jié)構(gòu)，型式a為整體結(jié)構(gòu)，凹模容易發(fā)生橫向開裂。其余的凹模型式為橫向分割型和縱向分割型。圖3為一般的正擠壓凹模結(jié)構(gòu)。
凹模入口角：α=90°～120°
工作帶高：
g=1.0～3.0mm，有色金屬。
g=2.0～4.0mm，黑色金屬。
后隙：b=0.05～0.1mm
凹模模膛深度：見公式2。
凹模工作帶以下高度：0.7倍的模膛直徑。
帶矯正的正擠壓凹模結(jié)構(gòu)見圖4。
多臺階的正擠壓凹模結(jié)構(gòu)見圖5。
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公式1 |
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公式2 |
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圖1 |
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圖2 |
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圖3 |
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圖4 |
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圖5 |
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設(shè)計組合凹模時，首先須決定多層直徑，然后再決定多圈的徑向過盈量與軸向壓合量。
1） 兩層組合凹模的設(shè)計
（1） 計算凹模多圈直徑：組合凹模的總直徑比α=4～6，對二層組合凹模則：見公式1。
因此：
凹模內(nèi)腔直徑d1為已知，二層組合凹模的外徑既可按上式?jīng)Q定。Ｄ2直徑的數(shù)值必須選擇合理，否則會影響到凹械的強度。
二層組合凹模的中層直徑比：見公式2。
（2） 計算徑向過盈量與軸向壓合量：首先按圖2查出徑向過盈系數(shù)，按圖3查出軸向壓 合系數(shù)與C2的數(shù)值可按公式2計算。
2） 三層組合凹模的設(shè)計
組合凹模的總直徑比α=4～6，則得公式3。
三層組合凹模的外徑可按上式計算。直徑d2與d3的數(shù)值必須選取合理，否則會影響凹模的強度。直徑的合理值按公式4計算。
計算徑向過盈量U2、U3與軸向壓合量C2、C3：圖5為三層組合凹模的軸向壓合量C2和C3。圖6為三層組合凹模的過盈系數(shù)。從圖6與圖7分別可查出徑向過盈系數(shù)與軸向壓合系數(shù)，然后按公式4計算。
3）組合凹模的壓合工藝
組合凹模的壓合方法有二種：一種是冷壓合，另一種是熱壓合。
冷壓合的壓合角一般采用1°30ˊ，壓合角不宜超過3°。配合面必須研磨，其面的相互接觸面積，不小于70%。對冷壓合來說，按壓合角的放置方向有正裝法與倒裝法之分。應(yīng)當(dāng)注意各圈壓合后，凹模內(nèi)腔直徑有所縮小，收縮量約為0.3%。當(dāng)擠壓件精度要求高時，壓合后應(yīng)對凹模內(nèi)腔的尺寸進行修正。
中外圈的材料選擇：
中層預(yù)應(yīng)力圈：40Cr、35CrMoA熱處理硬度HRC40～42；
外層預(yù)應(yīng)力圈：45、40Cr熱處理硬度；
中層預(yù)應(yīng)力圈：HRC36～38
中圈與外圈在反復(fù)使用的條件下，應(yīng)進行200度的低溫回火，以去除內(nèi)應(yīng)力。
各圈壓合時，在壓力機外必須裝設(shè)有機玻璃擋板，以保證安全。
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公式1 |
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公式2 |
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公式3 |
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公式4 |
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公式5 |
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公式6 |
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圖1 |
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圖2 |
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圖3 |
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圖4 |
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圖5 |
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圖6 |
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圖7 |
