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文檔簡介
1、http:/ 學(xué)時(shí))http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ 冷擠壓的主要特點(diǎn)冷擠壓的主要特點(diǎn) n6.2 冷擠壓工藝的分類冷擠壓工藝的分類 n6.3 冷擠壓的變形分析冷擠壓的變形分析 n6.4 冷擠壓材料冷擠壓材料 n6.5 冷擠壓件的結(jié)構(gòu)工藝性冷擠壓件的結(jié)構(gòu)工藝性 n6.6 冷冷 擠擠 壓壓 力力 n6.7 冷擠壓模具冷擠壓模具 http:/ 正擠壓:被擠金屬的流動(dòng)方向與加壓方向相同,如圖正擠壓:被擠金屬的流動(dòng)方向與加壓方向相同,如圖6-1所示。所示。n(2) 反擠壓:被擠金屬的流動(dòng)方向與加壓方向相反,如圖反擠壓:被擠金屬
2、的流動(dòng)方向與加壓方向相反,如圖6-2所示。所示。n(3) 復(fù)合擠壓:一部分被擠金屬的流動(dòng)方向與加壓方向相同,一部分與復(fù)合擠壓:一部分被擠金屬的流動(dòng)方向與加壓方向相同,一部分與加壓方向相反,如圖加壓方向相反,如圖6-3(a)所示。所示。n(4) 徑向擠壓:被擠金屬的流動(dòng)方向與加壓方向相垂直,金屬在模具中徑向擠壓:被擠金屬的流動(dòng)方向與加壓方向相垂直,金屬在模具中作徑向流動(dòng),如圖作徑向流動(dòng),如圖6-3(b)所示。所示。n(5) 減徑擠壓:也稱減徑擠壓:也稱“開式擠壓開式擠壓”或或“無約束正擠壓無約束正擠壓”,是一種變形程,是一種變形程度較小的正擠壓法,毛坯斷面僅作輕度縮減,這種擠壓主要用于制造直度較
3、小的正擠壓法,毛坯斷面僅作輕度縮減,這種擠壓主要用于制造直徑差不大的階梯軸類擠壓件以及作為深孔薄壁杯形件的修整工序,如圖徑差不大的階梯軸類擠壓件以及作為深孔薄壁杯形件的修整工序,如圖6-4所示。所示。http:/ 正擠壓 http:/ 反擠壓 http:/ (b) 圖6-3 復(fù)合擠壓與徑向擠壓 http:/ 減徑擠壓 http:/ 冷擠壓的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài)冷擠壓的應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài) u6.3.2 冷擠壓的變形程度冷擠壓的變形程度 http:/ http:/ 正擠壓變形的分區(qū)及變形區(qū)應(yīng)力與應(yīng)變狀態(tài)圖 http:/ 復(fù)合擠壓復(fù)合擠壓n復(fù)合擠壓是正擠壓和反擠壓的組合。復(fù)合擠壓存在復(fù)合擠壓是正擠壓和反擠壓的
4、組合。復(fù)合擠壓存在向不同出口擠出的流動(dòng)的分界面向不同出口擠出的流動(dòng)的分界面(分流面分流面)。分流面。分流面位置影響兩端金屬的相對(duì)擠出量,但由于受到零件位置影響兩端金屬的相對(duì)擠出量,但由于受到零件形狀及變形條件形狀及變形條件(如模具結(jié)構(gòu)、摩擦與潤滑等如模具結(jié)構(gòu)、摩擦與潤滑等)的影的影響,分流面較難確定具體位置。圖響,分流面較難確定具體位置。圖6-8為復(fù)合擠壓為復(fù)合擠壓的變形網(wǎng)格示意圖,此法可以制造雙杯類零件、杯的變形網(wǎng)格示意圖,此法可以制造雙杯類零件、杯桿類零件和桿類零件。桿類零件和桿類零件。 http:/ h0/d0=1,毛坯經(jīng)退火軟化、表面磷皂化處理。各種常見金屬材料一次擠壓的極限毛坯經(jīng)退火
5、軟化、表面磷皂化處理。各種常見金屬材料一次擠壓的極限變形程度值見表變形程度值見表6-1。其他材料及其他擠壓方法的極限變形程度請(qǐng)查閱。其他材料及其他擠壓方法的極限變形程度請(qǐng)查閱有關(guān)資料。有關(guān)資料。http:/ 黑色金屬正擠壓的極限變形程度 http:/ 常用冷擠壓材料常用冷擠壓材料 u6.4.2 冷擠壓工藝對(duì)毛坯的質(zhì)量要求冷擠壓工藝對(duì)毛坯的質(zhì)量要求 u6.4.3 冷擠壓毛坯的準(zhǔn)備冷擠壓毛坯的準(zhǔn)備 http:/ LY12、LD10等等)、紫銅與無氧銅、紫銅與無氧銅(T1、T2、T3、TU1、TU2等等)、黃銅、黃銅(H62、H68等等)、錫青銅、錫青銅(QSn6.5-0.1等等)、鎳、鎳(N1、N
6、2等等)、鋅及鋅鎘合金、純鐵、碳素鋼、鋅及鋅鎘合金、純鐵、碳素鋼(Q195、Q215、Q235、Q255、08、10、15、20、25、30、35、40、45、50號(hào)鋼等號(hào)鋼等)、低、低合金鋼合金鋼(15Cr、20Cr、20MnB、16Mn、30CrMnSiA、12CrNiTi、35CrMnSi等等)和不銹鋼和不銹鋼(1Cr13、2Cr13、1Cr18Ni9Ti等等)。此外,對(duì)。此外,對(duì)于鈦和某些鈦合金、鉭、鋯合金等也可進(jìn)行冷擠壓,甚至對(duì)強(qiáng)度和硬度于鈦和某些鈦合金、鉭、鋯合金等也可進(jìn)行冷擠壓,甚至對(duì)強(qiáng)度和硬度均較高的軸承鋼均較高的軸承鋼GCr9、GCr15及高速鋼及高速鋼W6Mo5Cr4V2也
7、可進(jìn)行一定也可進(jìn)行一定變形量的冷擠壓加工。變形量的冷擠壓加工。 http:/ 0.10.2mm,以便毛坯放,以便毛坯放入凹模;同理,毛坯內(nèi)徑一般比零件內(nèi)孔入凹模;同理,毛坯內(nèi)徑一般比零件內(nèi)孔(或芯棒或芯棒)大大0.10.2mm,但當(dāng)工件內(nèi),但當(dāng)工件內(nèi)孔精度要求很高時(shí),毛坯內(nèi)徑一般取比擠壓件孔徑小孔精度要求很高時(shí),毛坯內(nèi)徑一般取比擠壓件孔徑小0.010.05mm。http:/ http:/ 3040g,碳酸鈉,碳酸鈉(Na2CO3)46g,亞硝酸鈉,亞硝酸鈉(NaNO2)0.1 0.2g,水,水(H2O)1kg。混合配制后總酸度。混合配制后總酸度5070點(diǎn),游離酸度點(diǎn),游離酸度35點(diǎn),處理溫度點(diǎn)
8、,處理溫度4050;處理;處理時(shí)間時(shí)間1015分鐘。配制方法是先配制濃縮母液,再用分鐘。配制方法是先配制濃縮母液,再用10倍的水進(jìn)行稀釋。倍的水進(jìn)行稀釋。n碳鋼毛坯經(jīng)磷化處理后還需進(jìn)行潤滑處理,潤滑的方法較多,其中皂化就是一種最常用的碳鋼毛坯經(jīng)磷化處理后還需進(jìn)行潤滑處理,潤滑的方法較多,其中皂化就是一種最常用的方法。皂化處理是在硬脂酸鈉溶液中浸泡一段時(shí)間,使毛坯表面牢固地附上一層皂化層作方法。皂化處理是在硬脂酸鈉溶液中浸泡一段時(shí)間,使毛坯表面牢固地附上一層皂化層作潤滑劑。此外,采用機(jī)油添加適量的二硫化鉬作潤滑劑,其潤滑效果也很好。奧氏體不銹潤滑劑。此外,采用機(jī)油添加適量的二硫化鉬作潤滑劑,其潤
9、滑效果也很好。奧氏體不銹鋼鋼(1Cr18Ni9Ti)與磷酸鹽溶液不發(fā)生作用,應(yīng)采用草酸鹽進(jìn)行表面處理;硬鋁用氧化、與磷酸鹽溶液不發(fā)生作用,應(yīng)采用草酸鹽進(jìn)行表面處理;硬鋁用氧化、磷化或氟硅化處理;銅及銅合金毛坯用鈍化處理。這些表面處理方法與磷化處理一樣能使磷化或氟硅化處理;銅及銅合金毛坯用鈍化處理。這些表面處理方法與磷化處理一樣能使?jié)櫥行?、可靠。潤滑更有效、可靠。n雖然磷化和皂化的方法有效性很好,但是操作工序多,生產(chǎn)周期長,改用專門研制的高分雖然磷化和皂化的方法有效性很好,但是操作工序多,生產(chǎn)周期長,改用專門研制的高分子涂劑及專用配方的潤滑液也可以滿足冷擠壓工藝的要求。子涂劑及專用配方的潤滑
10、液也可以滿足冷擠壓工藝的要求。 http:/ 對(duì)稱性對(duì)稱性n冷擠壓件的形狀最好是軸對(duì)稱旋轉(zhuǎn)體,其次是對(duì)稱冷擠壓件的形狀最好是軸對(duì)稱旋轉(zhuǎn)體,其次是對(duì)稱的非旋轉(zhuǎn)體,如方形、矩形、正多邊形、齒形等,的非旋轉(zhuǎn)體,如方形、矩形、正多邊形、齒形等,如圖如圖6-11所示。冷擠壓件為非對(duì)稱形時(shí),模具受側(cè)所示。冷擠壓件為非對(duì)稱形時(shí),模具受側(cè)向力作用,容易損壞。向力作用,容易損壞。http:/ 對(duì)稱性 http:/ 斷面積差斷面積差n零件的不同斷面上,特別是相鄰斷面上的斷零件的不同斷面上,特別是相鄰斷面上的斷面積差設(shè)計(jì)得越小越有利。斷面積差較大的面積差設(shè)計(jì)得越小越有利。斷面積差較大的冷擠壓件,可以通過改變成形方法
11、,增加變冷擠壓件,可以通過改變成形方法,增加變形工序來獲得,如圖形工序來獲得,如圖6-12所示。所示。http:/ 斷面過渡及圓角過渡斷面過渡及圓角過渡n冷擠壓件斷面有差別時(shí),通常應(yīng)設(shè)計(jì)成從一個(gè)斷面冷擠壓件斷面有差別時(shí),通常應(yīng)設(shè)計(jì)成從一個(gè)斷面緩慢地過渡到另一個(gè)斷面,避免斷面的急劇變化,緩慢地過渡到另一個(gè)斷面,避免斷面的急劇變化,可用錐形面或中間臺(tái)階來逐步過渡,且過渡處要有可用錐形面或中間臺(tái)階來逐步過渡,且過渡處要有足夠大的圓角,如圖足夠大的圓角,如圖6-13所示。所示。 http:/ 斷面的合理過渡http:/ 斷面形狀斷面形狀n錐形件冷擠壓會(huì)產(chǎn)生一個(gè)有害的水平分力,故冷擠壓時(shí)應(yīng)先冷擠加工成錐
12、形件冷擠壓會(huì)產(chǎn)生一個(gè)有害的水平分力,故冷擠壓時(shí)應(yīng)先冷擠加工成圓筒形,然后單獨(dú)鐓出外部錐體或切削加工出內(nèi)錐體;階梯形件適宜于圓筒形,然后單獨(dú)鐓出外部錐體或切削加工出內(nèi)錐體;階梯形件適宜于正擠壓或減徑擠壓,但差異很小的階梯冷擠壓則不經(jīng)濟(jì),階梯之間的尺正擠壓或減徑擠壓,但差異很小的階梯冷擠壓則不經(jīng)濟(jì),階梯之間的尺寸相差很小,最好擠成大階梯形或簡單空心件,然后切削出來;冷擠壓寸相差很小,最好擠成大階梯形或簡單空心件,然后切削出來;冷擠壓直徑過小的孔或槽是很困難的,也是不經(jīng)濟(jì)的,應(yīng)盡量避免,若零件要直徑過小的孔或槽是很困難的,也是不經(jīng)濟(jì)的,應(yīng)盡量避免,若零件要求有小孔或窄槽,在冷擠壓時(shí)可以不考慮擠出,而
13、在擠壓成形后,通過求有小孔或窄槽,在冷擠壓時(shí)可以不考慮擠出,而在擠壓成形后,通過鉆、銑或電火花加工等方法加工出來。鉆、銑或電火花加工等方法加工出來。n5. 擠壓壓余厚度擠壓壓余厚度n擠壓的壓余厚度不宜過小,否則會(huì)使單位擠壓力急劇增大,并且容易產(chǎn)擠壓的壓余厚度不宜過小,否則會(huì)使單位擠壓力急劇增大,并且容易產(chǎn)生如縮孔等的擠壓缺陷。生如縮孔等的擠壓缺陷。http:/ 影響擠壓力的主要因素影響擠壓力的主要因素 u6.6.2 冷擠壓力的確定和壓力機(jī)的選擇冷擠壓力的確定和壓力機(jī)的選擇 http:/ http:/ 擠壓金屬的力學(xué)性能擠壓金屬的力學(xué)性能n強(qiáng)度指標(biāo)和硬化指數(shù)越大,材料變形抗力也越大;鋼的含碳量越
14、高,其強(qiáng)度指標(biāo)和硬化指數(shù)越大,材料變形抗力也越大;鋼的含碳量越高,其變形抗力越大;金屬材料純度越高,其變形抗力越小。變形抗力越大;金屬材料純度越高,其變形抗力越小。n2. 變形程度變形程度n正擠壓單位壓力隨變形程度的增加而增加;反擠壓單位壓力先降后升,正擠壓單位壓力隨變形程度的增加而增加;反擠壓單位壓力先降后升,在斷面縮減率達(dá)在斷面縮減率達(dá)40%50%時(shí)單位壓力最低,當(dāng)斷面收縮率大于時(shí)單位壓力最低,當(dāng)斷面收縮率大于50%時(shí),單位壓力將隨變形程度的增加而增加,如圖時(shí),單位壓力將隨變形程度的增加而增加,如圖6-14所示。所示。http:/ 變形程度與單位擠壓力的關(guān)系 http:/ 模具的幾何形狀模
15、具的幾何形狀n模具的幾何形狀對(duì)單位擠壓力影響較大,影響最顯著的是正擠壓時(shí)的凹模錐角模具的幾何形狀對(duì)單位擠壓力影響較大,影響最顯著的是正擠壓時(shí)的凹模錐角和反擠壓時(shí)凸模的形狀。擠壓力最小的正擠壓凹模合理錐角為和反擠壓時(shí)凸模的形狀。擠壓力最小的正擠壓凹模合理錐角為=(4066)。但是,在生產(chǎn)實(shí)際中較多使用但是,在生產(chǎn)實(shí)際中較多使用=(90 126),因?yàn)榘寄eF角較小時(shí)、擠壓,因?yàn)榘寄eF角較小時(shí)、擠壓件的錐角部位加長,造成擠后的切削余量增多,浪費(fèi)工時(shí)也浪費(fèi)材料。但錐角件的錐角部位加長,造成擠后的切削余量增多,浪費(fèi)工時(shí)也浪費(fèi)材料。但錐角過大,又會(huì)導(dǎo)致擠壓變形的死區(qū)加大。另外,凹模的工作帶長度一般為過大,
16、又會(huì)導(dǎo)致擠壓變形的死區(qū)加大。另外,凹模的工作帶長度一般為24mm,過渡部分均用圓角連接。反擠壓時(shí)凸模的形狀對(duì)反擠壓單位壓力也,過渡部分均用圓角連接。反擠壓時(shí)凸模的形狀對(duì)反擠壓單位壓力也有明顯的影響,在其他條件相同的情況下,頭部為半球形的凸模比有錐度的錐有明顯的影響,在其他條件相同的情況下,頭部為半球形的凸模比有錐度的錐臺(tái)式凸模單位擠壓力要小;錐度小的錐臺(tái)式凸模又比錐度大的錐臺(tái)式凸模單位臺(tái)式凸模單位擠壓力要小;錐度小的錐臺(tái)式凸模又比錐度大的錐臺(tái)式凸模單位擠壓力要??;平底式凸模的單位擠壓力最大。擠壓力要??;平底式凸模的單位擠壓力最大。n4. 坯料的相對(duì)高度坯料的相對(duì)高度n坯料的相對(duì)高度坯料的相對(duì)高
17、度h0/d0反映了工件與模具之間的摩擦阻力關(guān)系。一般正擠壓時(shí),反映了工件與模具之間的摩擦阻力關(guān)系。一般正擠壓時(shí),隨著坯料相對(duì)高度的增加單位擠壓力也增大;反擠壓時(shí),若隨著坯料相對(duì)高度的增加單位擠壓力也增大;反擠壓時(shí),若h0/d01,則單位,則單位擠壓力隨相對(duì)高度的增大而增加,若擠壓力隨相對(duì)高度的增大而增加,若 h0/d01,則單位擠壓力不再隨相對(duì)高,則單位擠壓力不再隨相對(duì)高度的增加而增大,而是基本保持不變。度的增加而增大,而是基本保持不變。http:/ 變形方式變形方式n某些零件的成形加工,往往可以采用多種不同的擠壓方式,某些零件的成形加工,往往可以采用多種不同的擠壓方式,而且不同的方式其擠壓力
18、也不同。例如桿形件,既可以采用而且不同的方式其擠壓力也不同。例如桿形件,既可以采用正擠壓成形,也可采用反擠壓成形。從減小擠壓力正擠壓成形,也可采用反擠壓成形。從減小擠壓力(并非單并非單位擠壓力位擠壓力)角度出發(fā),桿形件以采用反擠壓為宜角度出發(fā),桿形件以采用反擠壓為宜(摩擦阻力更摩擦阻力更小小)。但實(shí)際多采用正擠壓,因?yàn)槠渖a(chǎn)操作方便。但實(shí)際多采用正擠壓,因?yàn)槠渖a(chǎn)操作方便。n6. 潤滑潤滑n摩擦越大,單位擠壓力越大,因此,生產(chǎn)實(shí)際中大都采用較摩擦越大,單位擠壓力越大,因此,生產(chǎn)實(shí)際中大都采用較好的潤滑方法。良好、可靠的潤滑可以有效地減小擠壓力。好的潤滑方法。良好、可靠的潤滑可以有效地減小擠壓力
19、。http:/ http:/ n(1) 凹模一般為組合式凹模一般為組合式(凸模也有組合式凸模也有組合式)結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。n(2) 上、下模板更厚,材料選擇得更好,滿足模具的強(qiáng)度要求。上、下模板更厚,材料選擇得更好,滿足模具的強(qiáng)度要求。n(3) 導(dǎo)柱直徑尺寸較大,滿足模具的剛度要求。導(dǎo)柱直徑尺寸較大,滿足模具的剛度要求。n(4) 工作零件尾部位置均加有淬硬的墊板。工作零件尾部位置均加有淬硬的墊板。n(5) 模具易損件的更換、拆卸更方便。模具易損件的更換、拆卸更方便。http:/ 130,最大不宜超過,最大不宜超過3,否則,否則在使用過程中各圈容易松脫。壓合時(shí),各圈的壓合順序原則上應(yīng)由外向內(nèi)壓,即先將中圈在使用過程中各圈容易松脫。壓合時(shí),各圈的壓合順序原則上應(yīng)由外向內(nèi)壓,即先將中圈壓入外圈后,再將內(nèi)圈壓入。拆卸時(shí)順序剛好相反。加熱
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