冷冲压工艺与模具设计第7章 冷挤压工艺与模具设计.pptx

第7章 冷挤压工艺与模具设计 ;;7.2 概述 7.2.1 冷挤压的概念 冷挤压是将冷挤压模具装在压力机上，利用压力机 简单的往复运动，使金属在模腔内产生塑性变形，从而 获得所需要的尺寸、形状及一定性能的机械零件。 7.2.2 冷挤压方法 1.正挤压 ;a） b） 反挤压 a）挤压示意图 b）毛坯与挤压零件 ;4.径向挤压;5.实例挤压方式的选择 冷挤压成形工艺方案： 1）采用圆柱毛坯，径向挤压成形凸缘部分；反挤压成形筒部。 2）采用圆柱毛坯，预成形杯形；正挤压达到工件要求。 3）采用圆柱毛坯，复合挤压一次成形。 分析： 方案一凸缘R8处不易充满，易产生缺陷；方案二不能同时将底部凹台挤压成形，模具结构复杂；方案三挤压力大，要求模具具有较高的强度。 在实际生产中，一般采用第三种方案。;7.2.3 采用冷挤压必须解决的主要问题和模具结构的要求 1.采用冷挤压必须解决的主要问题 1）冷挤压加工的材料 2）冷挤压工艺方案 3）毛坯软化热处理方案 4）毛坯表面处理方法及润滑剂 5）模具结构 6）冷挤压模具材料及其热处理方法 7）机器与设备;2.对冷挤压模具结构的要求 1）模具的强度和刚度 2）模具工作部分的形状和尺寸 3）模具的材料选择、加工方案和热处理规范 4）模具安装、易损件的更换、拆卸、安装 5）模具导向 6）模具制造、成本 7）放、取制件的操作;7.3 冷挤压工艺性分析 7.3.1 冷挤压变形特征 1.正挤压时的金属流动;2.反挤压时的金属流动;3.影响金属流动的主要因素 1）摩擦力的影响 2）模具形状的影响 3）变形程度的影响 4）其它因素的影响;7.3.2 冷挤压工艺性要求 1.冷挤压件的尺寸设计原则 1）金属流动剧烈处的过渡圆角半径R应尽可能增大，与挤压力方向垂直的受力面应增大斜度α。 2）为防止变形抗力急剧增大及延长模具寿命，应控制凹模与凸模间的金属在成形终了时的最小厚度s和b。 3）挤压件的最终尺寸d和D不能太小或相差太大，应在允许的变形程度范围内。 2.挤压件的精度和表面粗糙度 精度见表7-2~表7-4 表面粗糙度： 有色金属为Ra0.4mm；黑色金属为Ra0.8mm。 ;3.实例工艺性分析 根据零件???作图结构形状分析，该零件不能用冷挤 压成形的方法完全成形，孔2×Φ3.5应采用成形后用钻销 方法再加工成形。Φ31阶梯孔不利于挤压成形，应在成 形后用镗销方法加工成形。因此，将该零件转换成可挤 压成形的形状，如图所示。;7.4 冷挤压工艺参数计算 7.4.1 毛坯尺寸的确定 1.毛坯直径 采用实心圆柱毛坯，其直径为工件筒部外径，则 D=工件外径=Φ36 2.毛坯体积 毛坯尺寸计算的原则为等体积法计算。即： 毛坯体积=工件体积 （1）工件筒部体积;（2）筒部凸缘部分体积 （3）毛坯高度尺寸H;7.4.2 冷挤压变形程度的计算 常用断面缩减率εS来表示，也可用挤压比R或对数 挤压比φ来表示，计算方法见表7-4。 实例采用端面缩减率εS计算挤压变形程度。 径向挤压部分的变形程度εS 反挤压部分的变形程度ε′S ε′S[εS] ，故可一次挤压成形。;7.4.3 冷挤压力的计算 实际工作中以查图表确定为主。 1.有色金属单位挤压力p的确定;2.黑色金属挤压力F的确定;总挤压力F的计算 有色金属挤压力F＝单位挤压力p×凸模工作部分横 截面积S 例题中引用工件的挤压力为： F=p×S=300×2295.2=688560N 关于S的计算参见毛坯尺寸确定部分，可知 S＝2295.2mm2 考虑一定的安全系数，可选用1000kN压力机。;7.5 冷挤压模具结构设计 7.5.1 冷挤压凸模设计 1.反挤压凸模 1）反挤压黑色金属常用的反挤压凸模结构;2）反挤压有色金属常用的反挤压凸模结构; 当挤压纯铝薄壁件凸模工作部分长度较长时，为增 加凸模的稳定性，可将凸模下端面开出工艺凹槽。;2.实例用凸模结构 ;7.5.2 冷挤压凹模设计 1.反挤压凹模 ;2.正挤压凹模 ;3.组合凹模 （1）凹模的总体结构 分为整体式和预应力组合凹模。组合凹模可分为两 层和三层结构式。 ;（2）二层组合凹模;（4）组合凹模压合方法 1）加热压合（热装） 将外圈加热到适当温度，套装到内圈上，待外圈冷 却后将内圈压紧。热装时可不必加工出斜度。 2）强力压合 将各配合面做成一定的锥度，在室温下用液压机进 行压合。;7.5.3 凸