階梯方鋁罩模具畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 I 摘要 階梯形零件是多種復(fù)雜形狀的組合，其成形工藝較難，在工藝設(shè)計(jì)和變形方案的制定上，有其獨(dú)自的特點(diǎn)。這類零件一般可采用板料多道拉深來成形。但是對(duì)于本設(shè)計(jì)中的階梯方鋁罩零件來說，其內(nèi)外都呈現(xiàn)階梯狀且形狀不一致辭，并且由于中間過渡部分形狀不規(guī)則，因此不可能用板材成形工藝成形，而只能采用擠壓等其他方法成形。對(duì)于復(fù)雜的階梯形零件 ,一次擠壓不容易達(dá)到預(yù)期成形效果。因此，一般采用有預(yù)成形的多道次擠壓工藝。其中的關(guān)鍵是如何合理分配材料變形程度，控制材料流動(dòng)，減少過度變形，從而得到合格的零件。 本文探討了階梯方鋁罩?jǐn)D壓的可 行性，通過對(duì)產(chǎn)品零件圖的分析，制定了幾種工藝方案并進(jìn)行分析比較，在選擇最優(yōu)方案的同時(shí)也制定了工藝流程。在此基礎(chǔ)上詳細(xì)地介紹了階梯方鋁罩?jǐn)D壓模具的設(shè)計(jì)過程。采用冷擠壓工藝加工后，提高了零件的精度和表面質(zhì)量，改善了強(qiáng)度和韌性，減少了切削加工量，節(jié)約了原材料，提高了生產(chǎn)效率，也改善了零件的組織性能。 關(guān)鍵詞： 階梯方鋁罩，成形工藝，冷擠壓，模具設(shè)計(jì) 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 is a is is So it in of be of in is so in is At is so it is to to we to to It is no to is so It So is to of of in of on is By of is is is is it of 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 錄 第 1 章 冷擠壓技術(shù)的介紹 . 1 . 1 . 1 . 2 . 2 . 3 第 2 章 工藝分析及制定 . 3 . 3 . 4 第 3 章 毛坯制備及處理 . 11 . 11 . 13 . 14 第 4 章 冷擠壓力 . 15 . 16 . 16 . 17 第 5 章 冷擠壓設(shè)備的選擇 . 17 . 17 . 18 第 6 章 冷擠壓模具設(shè)計(jì) . 19 . 19 . 20 模設(shè)計(jì) . 21 . 21 . 22 模制造公差 . 25 第 7 章 模具結(jié)構(gòu)部件設(shè)計(jì) . 25 . 25 . 27 . 28 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 . 29 . 30 第 8 章 冷擠壓模具材料的選擇 . 33 . 33 . 34 . 34 第 9 章 工藝卡片 . 35 結(jié) 論 . 38 考參文獻(xiàn) . 39 致 謝 . 40 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 1 第 1 章 冷擠壓技術(shù)的介紹 擠壓工藝的實(shí)質(zhì) 冷擠壓是精密塑性體積成形技術(shù)中的一個(gè)重要組成部分。冷擠壓是指在冷態(tài)下將金屬毛坯放入模具模腔內(nèi)，在強(qiáng)大的壓力和一定的速度作用下，迫使金屬?gòu)哪Ｇ恢袛D出，從而獲得所需形狀、尺寸以及具有一定力學(xué)性能的 擠壓件。顯然，冷擠壓加工是靠模具來控制金屬流動(dòng)，靠金屬體積的大量轉(zhuǎn)移來成形零件的。 根據(jù)擠壓時(shí)金屬流動(dòng)方向與凸棋運(yùn)動(dòng)方向之間的關(guān)系，常用的擠壓方法可以分為正擠壓 ,反擠壓 , 復(fù)合擠壓 和 徑 向 擠壓 。 正擠壓 就是 擠壓時(shí)，金屬的流動(dòng)方向與凸 模 的運(yùn)動(dòng)方向相一致。正擠壓又分為實(shí)心件正擠壓空心件正擠壓兩種。正擠壓法可以制造各種形狀的實(shí)心件和空心件，如螺釘、心軸、管子和 彈殼等。 而反擠壓是擠壓時(shí)， 金屬的流動(dòng)方向與凸 模 的運(yùn)動(dòng)方向相 反。反 擠壓法 是將圓形毛坯擠壓成筒形零件， 可以制造各種 儀表罩殼 、 萬(wàn)向節(jié)軸承套 、 連桿襯套等。 復(fù)合擠壓 是指擠壓時(shí)， 金屬的流動(dòng)方向 朝 凸 模 的運(yùn)動(dòng)方向 和 相 反方向同時(shí)運(yùn)動(dòng)。復(fù)合擠壓可生產(chǎn)兩端直徑不同的筒形零件，也可生產(chǎn)雙杯形零件，如汽車的活塞銷，也可制造杯桿形零件等。 擠壓工藝的優(yōu)點(diǎn) 目前，隨著計(jì)算機(jī)、快速造型及數(shù)字化等現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展及應(yīng)用，使冷擠壓工藝進(jìn)一步得到開拓用采用。與其他制造方法相比，冷擠壓工藝已成為金屬塑性變形中最先進(jìn)工藝之一，在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上它都有很多的顯著優(yōu)點(diǎn)。 1）顯著降低原材料的消耗 冷擠壓是一種金屬塑性成形加工方法。它在不破壞金屬的前提下使金屬體積作出塑性轉(zhuǎn)移，達(dá)到少切屑無切屑 而使金屬成形，制得所需的形狀及零件。這樣就避免了在切削加工時(shí)而形成的大量金屬?gòu)U屑，大大節(jié)約了各種有色金屬及鋼鐵原材料。 2）提高勞動(dòng)生產(chǎn)率 冷擠壓零件是在壓力機(jī)上進(jìn)行的，操作方便，容易掌握，生產(chǎn)率很高。同時(shí)也減少了一些中間工序的進(jìn)行。 3）可成形復(fù)雜形狀的零件。 4）在冷擠壓過程中，金屬材料處于三向不等的壓應(yīng)力作用下。擠壓變形后，金買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 2 屬材料的晶粒組織更加致密。同時(shí)冷擠壓利用了金屬材料冷變形的加工硬化特性。使冷擠壓件的強(qiáng)度大為提高。從而提供了低強(qiáng)度鋼代替高強(qiáng)度鋼的可能性。 5）可獲得得較高尺寸精度及較小表面粗糙 值的零件。 經(jīng)冷擠壓成形的零件的表面質(zhì)量是十分良好的。在冷擠壓過程中，金屬表面在高壓下受到模具光滑表面的熨平，因此零件的表面粗糙度值很小，表面強(qiáng)度也大為提高。 6）減少工序，縮短生產(chǎn)周期。冷擠壓工藝是在閉式模具型腔中進(jìn)行金屬塑性變形，所得到的擠壓件是沒有飛邊的，故不再需要切邊（或沖孔）后續(xù)工序，從而縮短了和產(chǎn)周期。 7）減少設(shè)備投資。與模鍛相比，因冷擠壓不產(chǎn)生飛邊，故可省去切邊模及切邊壓力機(jī)，明顯地減少了設(shè)備投資。 8）降低零件的生產(chǎn)成本。 擠壓工藝的缺點(diǎn) 在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中，與其他制造工藝相比，冷 擠壓雖然表現(xiàn)出很多的優(yōu)點(diǎn)，但往往還存在一定的的問題。冷擠壓工藝的缺點(diǎn)如下所述。 1）變形抗力高 冷擠壓時(shí)，被擠壓材料的變形抗力較高，其中最有實(shí)用意義的是鋼的冷擠壓，其變形抗力高達(dá) 2000上。這樣的超高壓力，對(duì)模具材質(zhì)，結(jié)構(gòu)以及加工制造等提出了更高的要求。 2） 模具壽命短 由于冷掠奪模具承受著很大的單位壓力作用，最高可達(dá) 3000具容易磨損、易破壞：雖然在模具材料和模具結(jié)構(gòu)等方面采用了很多有效的措施，但與沖壓模具相比，其使用壽命還是不高的。 3）對(duì)毛坯的要求較高 冷擠壓加工時(shí)對(duì)毛坯的要求比其他金屬 塑性成形加工工藝都高，否則，會(huì)使模具受到損壞。對(duì)于冷擠壓毛坯，除了要求毛坯具有準(zhǔn)確的幾何形狀和較高的尺寸精度外，還要求在冷擠壓變形之前對(duì)毛坯進(jìn)行一定的軟化退火處理及表面潤(rùn)滑處理。 4） 對(duì)冷擠壓設(shè)備要求較高 當(dāng)實(shí)施冷擠壓工藝過程時(shí)，除了要求冷擠壓設(shè)備應(yīng)用較大的強(qiáng)度以外，還要求有較好的剛度。此外，還要求設(shè)備具有良好的精度并具有可靠的保險(xiǎn)裝置。 擠壓工藝的應(yīng)用范圍 冷擠壓加工方法是一種“優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗、低成本”的先進(jìn)工藝。在技術(shù)買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 3 上與經(jīng)濟(jì)上都有很高的應(yīng)用價(jià)值。目前冷擠壓技術(shù)在機(jī)械、汽車、般天般空、儀表、軍工 、電子通信和輕工民用產(chǎn)品中（如鐘表、自行車、照相機(jī)等）已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，已成為金屬塑性成形技術(shù)中不可缺少的重要加工之一。 冷擠壓作為一種少無切削的新工藝，已經(jīng)成為先進(jìn)制造技術(shù)中極具特色的一個(gè)門類。冷擠壓加工的缺點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn)相比是次要的，是相對(duì)于當(dāng)前技術(shù)條件而言的，隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，模具鋼新材料的研究及開發(fā)，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理化，缺點(diǎn)問題會(huì)被解決，優(yōu)越性將會(huì)得到充分發(fā)揮。 擠壓工藝的的發(fā)展方向 由于冷擠壓技術(shù)具有最有效的節(jié)約材料、提高生產(chǎn)效率、提高機(jī)械產(chǎn)品性能、適合大批量生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，所以進(jìn)一步研 究與推廣應(yīng)用冷擠壓技術(shù)，在我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)中有著廣闊的前景。 冷擠壓工藝的發(fā)展方向主要有以下幾個(gè)方面： 1）進(jìn)一步擴(kuò)大冷擠壓的應(yīng)用，在一定范圍內(nèi)逐步代替鑄造、鍛造、拉深、旋壓、擺輾及切削加工； 2）除了應(yīng)用于有色金屬和黑色金屬以外，進(jìn)一步擴(kuò)大可供冷擠壓用的材料種類； 3）在合理許可的范圍內(nèi)提高每次冷擠壓工序的變形量； 4）滿足冷擠壓零件形狀的復(fù)雜性，使之可以成形更復(fù)雜的，甚至外形不對(duì)稱的零件； 5）延長(zhǎng)冷擠壓模具的使用壽命； 6）提高冷擠壓的生產(chǎn)率； 7）在小批量生產(chǎn)中擴(kuò)大冷擠壓的使用； 8）先進(jìn)的智能化、敏 捷化與數(shù)字化等現(xiàn)代技術(shù)在冷擠壓生產(chǎn)中得到進(jìn)一步應(yīng)用。 第 2 章 工藝分析及制定 品零件的分析 本設(shè)計(jì)的產(chǎn)品為階梯方鋁罩，其產(chǎn)品示意圖與零件圖如圖 示： 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 4 圖 階梯方鋁罩 本零件屬于階梯形空心件，做為零件罩來說，其主要起 保護(hù)作用，所以需要一定的強(qiáng)度。 對(duì)此產(chǎn)品的要求來說，其表面 不允許破裂、起皺且無拉掛傷痕。在實(shí)際生產(chǎn)中為小批量生產(chǎn)。 從零件圖上，我們可以直觀地看出此零件為一個(gè)外形和內(nèi)孔都有階梯的零件。形狀比較規(guī)則，呈軸對(duì)稱圖形，上部分方形尖頂處用半徑為 3圓弧連接。下部分為長(zhǎng) 圓形，上下部分由圓弧過渡。產(chǎn)品壁厚為 對(duì)比較薄。上方開口，下部分有厚度為 底部。產(chǎn)品的材料為純鋁 牌號(hào)為 1050A。純鋁 有色金屬，也是輕金屬。在尺寸方面上看，零件精度要求比較高。 藝方案的分析 主要根據(jù)產(chǎn)品零件圖，具體的生產(chǎn)條件、用途和相關(guān)資料進(jìn)行工藝方案的設(shè)計(jì)。通過各種可行方案的制訂、分析、比較，選出合理的工藝方案。由此我們可以從這些方面來選擇最佳的工藝方案。 對(duì)于金屬來說，成型工藝有多種選擇。例如直接機(jī)加工成型、壓鑄成型、沖壓成買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 5 型、擠壓成型等等。下面將分別對(duì)這四 種成型工藝進(jìn)行分析，從而得到最佳的工藝方案。 1直接機(jī)加工成型 機(jī)加工成型，即通過機(jī)床直接對(duì)坯料進(jìn)行切削加工成型，機(jī)加工主要是對(duì)坯料進(jìn)行形狀尺寸的加工，一般不會(huì)改變其內(nèi)部的物理性能。 工藝過程：坯料 機(jī)加工 成品 從零件圖上知道產(chǎn)品的形狀雖然比較規(guī)則，但是其內(nèi)外形都有階梯，上下部分的形狀不一致，且上下部分是由圓形過渡而成，零件厚度極薄，這樣在進(jìn)行機(jī)加工時(shí)操作不方便，同時(shí)本零件的尺寸較小，不便在普通機(jī)床上加工，并且在精度上無法保證。另外可考慮選用數(shù)控加工，這雖然能保證良好的加工精度。但是由于產(chǎn)品的材料是 鋁材，費(fèi)時(shí)費(fèi)勁，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，成本高。同時(shí)這種加工強(qiáng)度不夠，材料利用率極低，僅為 對(duì)于生產(chǎn)來說，生產(chǎn)效率低，經(jīng)濟(jì)效益極差，故不采用。 2壓鑄成型 壓鑄成型即在高壓作用下，使液態(tài)或半液態(tài)金屬以較高的速度充填型腔，并在壓力下成形和凝固而獲得鑄件的方法。這種成型方法所獲得的尺寸精度高，且材料利用率高，加工量少。 對(duì)于階梯鋁罩來說，用壓鑄成型方法是最為簡(jiǎn)單容易的，材料利用率高。但是注意到本零件采用的材料是純鋁，其鑄造性能差，容易氧化，在壓鑄過程中容易發(fā)生粘?，F(xiàn)像，給壓鑄工藝帶來一定程度的不便。同時(shí)本產(chǎn)品的 生產(chǎn)為小批量生產(chǎn)，由于壓鑄機(jī)和壓鑄模費(fèi)用昂貴，對(duì)小批量生產(chǎn)來說不經(jīng)濟(jì)。 另外本產(chǎn)品的壁厚只有 厚太小，在鑄造過程中存在凝固收縮，對(duì)于鋁來說有相當(dāng)大的體收縮率，易在最后凝固處生成大的集中縮孔，并且可能存在夾雜等現(xiàn)象。故不采用。 3沖壓成型 沖壓成型即利用安裝在壓力機(jī)上的沖模對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。 從零件圖上看出，該零件的壁厚只有 沖壓工藝上看，可直接采用平板材料進(jìn)行拉深成型。首先分析零件特征，本零件為階梯方盒形，盒形件是由圓角和直邊兩部分組成的。盒形件的拉深，在變形性質(zhì)上與圓筒形零件相同。但是，盒形件在拉深時(shí)受直邊的影響，其周邊變形是不均勻的。盒形件在拉深過程中兩個(gè)部分是聯(lián)在一起的整體，在拉深過程中必然會(huì)產(chǎn)生相互作用與影響。 另外從拉深高度大于工件的直徑較多，從拉深工藝知道必須進(jìn)行多次拉深并進(jìn)行整形，使圓角減小，從而得到零件，工序較多。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 6 在確定多次拉深工序件的形狀與尺寸之前，應(yīng)先確定盒形件的拉深次數(shù)。易求得毛坯的體積為 3766 由于采用不變薄拉深工藝，可計(jì)算得其厚度為 毛坯，其直徑為 毛坯的相對(duì)厚度（即毛坯厚度與直徑的比值為 盒形件多次拉深能達(dá)到的最大相對(duì)高度（零件高度與最小直徑比）為 ，即 查 1表 5初步確定拉深次數(shù)為 5 次。 拉深工藝過程：落料 5 次拉深 整形 從這可以看來，要獲得所需產(chǎn)品，采用沖壓工藝需要 7 道工序。對(duì)于生產(chǎn)來說模具成本高，同時(shí)由于在生產(chǎn)過程中由于產(chǎn)品上下部分的連接處因?yàn)橛袃蛇叺膱A角較大，如圖 示。在拉深時(shí)容易拉破?？偟膩碚f方形四邊，變形不一致，金屬流動(dòng)不均勻，容易產(chǎn)生拉破、起皺現(xiàn)象。 且廢品率比較高。故本零件不適合采用拉深工藝。 4冷擠壓成型 冷擠壓成型即在室溫下，利用壓力機(jī)的簡(jiǎn)單往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使放在冷擠壓模腔內(nèi)的金屬毛坯，在強(qiáng)大的壓力和一定的速度作用下，迫使金屬產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需要尺寸、形狀并具有一定機(jī)械性能的零件。 與沖壓工藝相比來說，冷擠壓工藝的優(yōu)點(diǎn)之一是可以用少量的冷擠壓工藝來代替多道的拉深工序。從金屬塑性成形原理中知道，由于不同的工藝方法，金屬在成形過程中其應(yīng)力狀態(tài)是不同的，由于冷擠壓加工中處于接近三向應(yīng)力狀態(tài)，因而大大提高了金屬的塑性。而在拉深過程中，我們知道在拉深件凸 緣處的應(yīng)力狀態(tài)是兩向壓縮（壓邊力產(chǎn)生的壓力小，可以忽略），即切向受壓縮，而徑向受拉，在側(cè)壁部分則是單向拉伸。 由材料上看純鋁 1050A）含 高達(dá) 99%以上，是一種很理想的冷擠壓材料。它不僅變形抗力小，塑性好，且變形時(shí)幾乎不產(chǎn)生加工硬化，因此模具壽命較長(zhǎng)，是一種冷擠壓性能良好的材料。因些可以利用這一優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行冷擠壓加工成型，并結(jié)合機(jī)加工進(jìn)行尺寸的精確。 采用這樣的工藝，可以明顯看出，材料的利用率的提高，約為 80%左右，大大節(jié)約了原材料，經(jīng)濟(jì)效益好，且效率高，同時(shí)可保證精度要求。 常用于冷擠壓的工業(yè)純 鋁的化學(xué)成分及力學(xué)性能，見表 表 鋁 化學(xué)成分及力學(xué)性能 2 牌號(hào) 主要化學(xué)成（質(zhì)量分?jǐn)?shù)， %） 力學(xué)性能 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 7 1050A 質(zhì) 狀態(tài) 抗拉強(qiáng)度屈服強(qiáng)度伸長(zhǎng)率(%) 斷面收縮率 (%) 布氏硬度 火 70 110 50 80 35 80 15 25 從擠壓工藝分析來看，冷擠壓工藝又可分為幾種方案，現(xiàn)將各方案分析如下。 1）成形工藝方案 工藝過程：落料 無氧軟化退火 硬脂酸鋅潤(rùn)滑 復(fù)合冷擠壓 (a)落料 (b)復(fù)合擠壓成形 圖 成形工藝方案 此方案在通過落料獲得毛坯后，直接采用了復(fù)合擠壓成形，一次擠壓成形。雖然這樣通過一次擠壓就能得到復(fù)雜零件，擠壓力較低，但是由于材料變形太大，在進(jìn)行復(fù)合擠壓的過程中，金屬變形復(fù)雜，金屬流動(dòng)不易控制，因此在尺寸上不容易控制，會(huì) 影響產(chǎn)品質(zhì)量與精度，從而無法保證產(chǎn)品的質(zhì)量。并且在擠壓后，擠壓件會(huì)很緊地包在凸模上，卸件過程中很容易使凸模斷裂，減少凸模的使用壽命。采用這種方案，由于產(chǎn)品形狀的原因，需要有兩個(gè)工作帶才能完成，因此擠壓過程中會(huì)存在兩個(gè)工作帶，這樣對(duì)金屬的流動(dòng)將造成阻礙，可能造成擠壓力過大。同時(shí)由于擠壓件緊包凸模，買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 8 且壁厚較薄，在卸料過程中，所需要的卸料力較大，可能會(huì)使產(chǎn)品在卸料過程中發(fā)生變化，因此不宜采用這種方案。 2）成形工藝方案 工藝過程：落料 無氧軟化退火 硬脂酸鋅潤(rùn)滑 正擠壓 反擠壓成型 (a)落料 (b)正擠壓 (c)復(fù)合擠壓成形 圖 成形工藝方案 本方案與方案的區(qū)別在于通過落料后，先采用正擠壓進(jìn)行擠壓，而后通過復(fù)合擠壓成形。這與方案一相比較來說，比較容易控制高度方向上的尺寸，但是同樣存在方案一所存在的問題：復(fù)合擠壓后，由于擠壓后，擠壓件會(huì)緊緊包住凸模，由于擠壓件長(zhǎng)徑比較大，容易使凸模斷裂，同時(shí)存在兩個(gè)工作帶的問題。故不采用。 3）成形工藝方案 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 9 工藝過程：落料 無氧軟化退火 硬脂酸鋅潤(rùn)滑 正擠壓 反擠壓方孔 反擠壓小孔 (a)落料 (b)正擠壓 (c)反擠壓方孔 (d)反擠壓小孔 圖 成形工藝方案 本方案通過四道擠壓工序可獲得所需要的產(chǎn)品，通過各個(gè)工序，可以保證各部分的尺寸及質(zhì)量要求，但是中間成形工序較多。模具簡(jiǎn)單，但是需要多套模具才能完成。 本方案的毛坯是通過板料沖裁下料獲得的，其優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)效率高，坯料尺寸精度較高，端面平整。獲得毛坯后，采用了復(fù)合擠壓。由于正擠壓小頭變形小，在成形時(shí)先正擠，而后反擠出方形部分。這樣金屬流 動(dòng)變形有序，容易控制。反擠壓下部分的定位操作也容易。因此該方案可行。其缺點(diǎn)是材料得用率低，一般只有 60%左右。同時(shí)由于沖裁是在拉應(yīng)力作用下進(jìn)行的，必將產(chǎn)生撕裂，破斷面顯得很粗糙。對(duì)于有色金屬的擠壓件，特別是純鋁或純銅的薄壁零件的冷擠壓件，如為坯料的斷面不光潔，擠壓時(shí)會(huì)在擠壓件表面上出現(xiàn)裂紋。因此在落料后必須對(duì)坯料進(jìn)行修邊。 4）成形工藝方案 工藝過程：剪切下料 冷鐓預(yù)成形 無氧軟化退火 硬脂酸鋅潤(rùn)滑 反買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 10 擠壓方孔 反擠壓小孔 (a)下料 (b)正擠壓 (c)反擠壓方孔 (d)反擠壓小孔 圖 成形工藝方案 本方案與方案的區(qū)別在于毛坯的獲得形式不同。本方案的毛坯制備與下料選擇是通過對(duì)棒材的剪切下料再進(jìn)行冷鐓預(yù)成形。剪切是生產(chǎn)毛坯方法中最迅速和最經(jīng)濟(jì)的一種，常用來生產(chǎn)中小尺寸直徑的毛坯。剪切時(shí)，幾乎沒有材料損耗，尺寸精度較高。這是從經(jīng)濟(jì)效益上來看的。近年來，由于有色金屬價(jià)格的上漲，因此在成本上必須對(duì)材料進(jìn)行控制。通過查詢，在市場(chǎng)上，圓材的價(jià)格比方材、板材要便宜些。同時(shí)這樣也就避免了沖裁落料缺陷及其材料利用率低的問題。剪切下料的優(yōu) 點(diǎn)是剪切時(shí)，幾乎沒有材料損耗，而且生產(chǎn)效率高。 綜上所述，本設(shè)計(jì)采取方案作為本零件的擠壓工藝。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 11 第 3 章 毛坯制備及處理 擠壓件毛坯的制備 毛坯制備，是從毛坯的下料開始到制備出符合冷擠壓工藝要求的毛坯為止的過程。制備價(jià)廉、質(zhì)量良好的毛坯是關(guān)系到擠壓件質(zhì)量、生產(chǎn)率和成本的大問題。 1冷擠壓成形尺寸的確定 本設(shè)計(jì)中的擠壓件如圖 示，其中因考慮到存在壓余厚度及尺寸偏差，由 2表 3知其修邊余量為 5 在長(zhǎng)度方向上加了 5 L=5圖 圖 零件的成形尺寸 2擠壓件坯料的形狀的確定及下料方法 毛坯的形狀和尺寸不僅取決于擠壓件的形狀和尺寸，而且還取決于所設(shè)計(jì)的工藝方案。毛坯形狀和尺寸設(shè)計(jì)的合理與否，將會(huì)對(duì)金屬流動(dòng)、擠壓件的形狀和尺寸，以及模具使用壽命等產(chǎn)生明顯的影響。 冷擠壓毛坯的斷面形狀，可以根據(jù)擠壓件的相應(yīng)斷面形狀來確定。由本設(shè)計(jì)所采取的工藝方案可以知道，本設(shè)計(jì)采用直徑有 8鋁材進(jìn)行剪切下料。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 12 3下料毛坯尺寸的確定 根據(jù)體積不變?cè)瓌t，我們可以從冷擠壓件的成形尺寸、體積反推出坯料的體積。坯料體積的計(jì)算如下。 毛坯總體積的計(jì)算 ： 0V= V （ 16)6 222 )5 2222 10）3 . 53 . 1 4 43 . 1 4（0 . 5)84 43 . 1 4( + 222)210( 式中 坯料體積， V 工件體積， 為了下料方便，毛坯的高徑比應(yīng)大于 1，根據(jù)鋁材的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，取直徑為 8可計(jì)算其下料毛坯長(zhǎng)度為 4預(yù)成形冷鐓計(jì)算 毛坯的內(nèi)外徑尺寸可根據(jù)凸模和凹模的相應(yīng)尺寸決定。通常情況下，毛坯的外徑尺寸要接近成品零件的直徑。 為便于將毛坯自由地放入模具型腔內(nèi)，毛坯外徑應(yīng)比凹模型腔小 此根據(jù)毛坯放入冷擠壓模腔的要求，本設(shè)計(jì)取直徑為 15.9 計(jì)算后其尺寸如下圖所示。毛坯及毛坯預(yù)成形如圖 示。 (a)下料毛坯 (b)預(yù)成形毛坯 圖 毛坯及毛坯預(yù)成形圖 由 2式 12知冷鐓的變形程度為 =（ H h） / H 100% （ 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 13 = (100% = 式中， 為冷鐓時(shí)的變形程度（ %）；為毛坯鐓粗前的高度（ 。 由 2表 12鋁冷鐓時(shí)的許用變形程度為 80%， 故冷鐓變形是允許的，不會(huì)產(chǎn)生鐓裂。 5中間成形工序的尺寸及形狀確定 中間工序是成品擠壓成形的半成品的擠壓工序。它既不同于毛坯的預(yù)成形工序，又區(qū)別于成品的擠壓工序，是從毛坯向擠壓件過渡的、具有中間特定開關(guān)的準(zhǔn)備工序。在中間工序里，主要進(jìn)行材料體積和變形量的分配，為成品擠壓件作形狀和尺寸等方面的準(zhǔn)備工作。 本設(shè)計(jì)中的中間工序?yàn)榉磾D壓，其形狀及尺寸分布如圖 圖 中間工序的形狀及尺寸分布 擠壓件材料的軟化熱處理 對(duì)坯料進(jìn)行軟件熱處理的目的：一是為了達(dá)到降低材料的硬度，提高材料的塑性，得到良好的金相組織與消除內(nèi)應(yīng)力。二 是為了達(dá)到降低單位擠壓力，提高模具的使用壽命，保證產(chǎn)品質(zhì)量。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 14 軟化熱處理，即把材料進(jìn)行加熱到某一溫度，然后保溫一段時(shí)間，最后隨爐冷卻，達(dá)到材料的軟化目的。 由 3表 得知純鋁 軟化熱處理規(guī)范如下： 表 純鋁擠壓的軟化熱處理規(guī)范 3 冷擠壓毛壞 熱處理 規(guī)范 處理前 硬度（ 處理后 硬度（ 純鋁（ 退火 400 450o h,隨爐冷卻 12 25 擠壓件的表面處理與 潤(rùn)滑 為了降低冷擠壓件與冷擠壓模工作部分的摩擦，降低冷擠壓的單位擠壓力，提高冷擠壓的表面質(zhì)量，減少模具的磨損，對(duì)冷擠壓毛坯進(jìn)行潤(rùn)滑與表面處理。 純鋁和防銹鋁的冷擠壓毛坯，在冷擠前一般不進(jìn)行表面處理。 由 4表 3知道純鋁冷擠壓時(shí)所用的潤(rùn)滑有以下幾種，見表 表 純鋁的潤(rùn)滑方法及使用效果 4 序號(hào) 坯料 潤(rùn)滑劑成分 (質(zhì)量分?jǐn)?shù) ) 配制與使用方法 應(yīng)用效果與說明 1 純鋁 豬油 100% 天冷時(shí)易凝固，涂擦不便，不易涂擦均勻，易 產(chǎn)生“流散”現(xiàn)象，擠壓力較大 2 豬油 5%、甘油5%、汽缸油 15%、四氯化碳 75% 豬油、甘油加熱至 200，冷卻到40 以下，加四氯化碳攪拌均勻，加汽缸油 金屬的流動(dòng)性及潤(rùn)滑性皆好，擠壓件表面粗糙度在 下 3 豬油 25%、液體石蠟 30%、十二醇 10%、四氯化碳 35% 豬油加熱至 200，冷卻后加四氯化碳，攪拌均勻后加入十二醇，冷卻后加入液體石蠟 金屬的流動(dòng)性及潤(rùn)滑性皆好 ,擠壓件表面粗糙度在 下 4 將經(jīng)表面處理好的坯料與粉狀 冷擠件壁厚均勻 ,金屬流買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 15 硬脂酸鋅 硬脂酸鋅一起放在滾筒內(nèi)滾動(dòng)15坯料牢固而均勻地涂上一層硬脂酸鋅 動(dòng)性好 ,卸料力小 ,擠件表面粗糙度在 下 5 十四醇 80%、 酒精 20% 按規(guī)定比例混合后就可使用。但當(dāng)氣溫較低時(shí)十四醇應(yīng)加熱，以增加其流動(dòng)性，使與酒精混合良好 效果較好 綜合考慮，本設(shè)計(jì)采用硬脂酸鋅進(jìn)行表面潤(rùn)滑。 第 4 章 冷擠壓力 由于在冷擠壓工藝中的單位擠壓力 的單位擠壓力大得多，因此，在進(jìn)行冷擠壓工藝設(shè)計(jì)時(shí) ,首先要分析單位冷擠壓力的大小及影響因素。 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 16 響冷擠壓壓力的主要因素 在冷擠壓過程中，影響冷擠壓壓力的主要因素有： 材料性質(zhì)。被擠壓材料的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能對(duì)單位擠壓力的影響很大，是決定單位擠壓力的基本因素。例如含碳量越高的鋼材，變形抗力大，不利于擠壓；冷擠壓前，對(duì)毛坯進(jìn)行軟化處理可以降低變形抗力等。 冷擠壓的變形方式。對(duì)于同種金屬材料來說，冷擠壓變形方式不同，所需的單位擠壓力也不同。 冷擠壓變形程度大小。 模具的幾何形狀。擠壓模的凸 模和凹模形狀，對(duì)單位擠壓力有很大的影響。模具幾何形狀設(shè)計(jì)得合理，易使毛坯在型腔中流動(dòng)，可以改善摩擦情況，減少金屬流動(dòng)阻力，不僅能顯著地提高模具的使用壽命，而且能減小單位擠壓力。 擠壓毛坯的相對(duì)高度。毛坯高度的變化，影響到毛坯與凸模真實(shí)接觸率的改變，進(jìn)而影響到摩擦阻力的變化，因此，毛坯的高度對(duì)單位擠壓力也有一定的影響。 潤(rùn)滑狀態(tài)。潤(rùn)滑狀態(tài)對(duì)降低單位擠壓力影響較大，良好的潤(rùn)滑狀態(tài)，可以使真實(shí)接觸面積率大大減小，摩擦阻力也大大減小，因此，單位擠壓力較低。 形程度 每道冷擠壓工序能擠出合格產(chǎn)品的最大變形 程度稱為許用變形程度。在保證產(chǎn)品質(zhì)量、模具壽命的前提下，按照使冷擠壓工序數(shù)減少到最低限度的原則來選用冷擠壓的變形程度。 在其他條件相同的的情況下，冷擠壓的變形程度不同，其單位擠壓力是不同的。冷擠壓的變形程度越大，擠壓的變形抗力也就越大，它會(huì)引起 凸、凹模等的破裂。因此對(duì)不同的材料，都應(yīng)選擇合適的變形程度。變形程度的表示方法常用斷面縮減率 F來表示。 （ 式中 0F 冷擠壓變形前毛坯的橫截面積， 1F 冷擠壓變形后工件的橫截面積， 由此可以分別計(jì)算反擠壓成形時(shí)的變形程度。 反擠壓小孔時(shí)的變形程度為： F =（ 10 ） / 0F %100010 F 文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 17 = /4+4 +4 7） /（ /4+4 = 由 3表 得純鋁在正擠壓時(shí)的許用變形程度為 95% 99%，在反擠壓時(shí)的許用變形程度為 90% 99%。故本設(shè)計(jì)可行。 擠壓力的計(jì)算 冷擠壓力即冷擠壓變形所需要的作用力。它是設(shè)計(jì)模具、選擇設(shè)備的依據(jù)，并可衡量冷擠壓變形的難易程度。例如，若冷擠壓變形時(shí)作用在模具單位面積上的壓力超過 2500 3000 ， 模具就容易磨損或損壞，另一方面如果總變形力超過壓力機(jī)的許用載荷，就會(huì)使壓力機(jī)損壞。因此必須對(duì)冷擠壓的單位擠壓力和總變形力進(jìn)行計(jì)算，以便為設(shè)計(jì)冷擠壓模具和選用冷擠壓設(shè)備提供依據(jù)。 在冷擠壓過程中，由于一系列工藝因素的影響，擠壓力難以準(zhǔn)確計(jì)算，冷擠壓力的計(jì)算方法主要有：理論計(jì)算法、公式計(jì)算法、圖算法、查表法。 本設(shè)計(jì)采用圖算法來求冷擠壓力。 由實(shí)用冷擠壓技術(shù) 可查得。 最后的反擠壓成形擠壓力計(jì)算如下： 由圖 ，由斷面縮減率 F =上投影與所擠 壓的材料曲線 交后，沿水平方向向右投影與毛坯高度與零件壁厚之比 (0h/s =4)斜線相交，再垂直向下投影求得單位擠壓力 p=400 由 4公式 總擠壓力的計(jì)算如下： P = （ = 400（ 7 4 = 26586N = 中， p 為單位擠壓力（ F 為凸模工作部分橫斷面積。 第 5 章 冷擠壓設(shè)備的選擇 擠壓設(shè)備的基本要求 擠壓設(shè)備的正確選擇及合理使用將決定擠壓生產(chǎn)能否順利進(jìn)行，并與產(chǎn)品質(zhì)量、模具壽命、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品成本等密切相關(guān)，所以必須合理選擇和正確地使用擠壓設(shè)買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 18 備。選用擠壓設(shè)備時(shí)主要應(yīng)考慮下述因素。 1）擠壓設(shè)備的類型和工作形式是否適用于應(yīng)完成的工序；是否符合安全生產(chǎn)和環(huán)保的要求。 2）擠壓設(shè)備的壓力和功率是否滿足應(yīng)完成工序的需要。 3）擠壓設(shè)備的裝模高度、工作臺(tái)面尺寸、行程等是否適合應(yīng)完成工序所用的模具。 4）擠壓設(shè)備的行程次數(shù)是否 滿足生產(chǎn)率的要求等。 5）備有可靠的超載保險(xiǎn)裝置。在冷擠壓中，往往由于預(yù)先未能估計(jì)到的原因而使壓力機(jī)超載，如毛坯尺寸超差及材質(zhì)熱處理不合理等到。為了保證在超載時(shí)壓力機(jī)不致?lián)p壞，必須使壓力機(jī)具有非?？煽康某?fù)荷保險(xiǎn)裝置。 6）能提供合適的擠壓速度。冷擠壓加工是將大斷面的毛坯壓縮成小斷面的擠壓件。因此在擠壓過程中會(huì)有沖擊作用；所以要求用于冷擠壓的壓力機(jī)能提供合適的擠壓速度。一般要求壓力機(jī)有較高的空程向下和回程速度，在上模接觸金屬毛坯前，速度能迅速下降，在擠壓過程中，擠壓速度應(yīng)盡可能保持均勻。 7）具有潤(rùn)滑冷卻裝 置。冷擠壓時(shí)單位擠壓力大，且在冷擠壓過程中又會(huì)產(chǎn)生大量熱量。因此要求壓力機(jī)有良好的潤(rùn)滑冷卻裝置，從而延長(zhǎng)模具的使用壽命。 擠壓設(shè)備的選擇 通常用于擠壓生產(chǎn)的設(shè)備主要有專用的擠壓壓力機(jī)，通用的曲柄壓力機(jī)、摩擦壓力機(jī)和萬(wàn)能液壓機(jī)。綜合考慮，本設(shè)計(jì)采用型號(hào)為 柱 式通用 液壓機(jī) 作為擠壓設(shè)備，其技術(shù)參數(shù)見表 表 柱式通 用液壓機(jī) 的技術(shù)參數(shù) 型號(hào) 稱壓力 00 液壓機(jī)最大工作壓力 5 頂出力 20 滑塊行程 50 頂出行程 50 滑塊下平面 到工作臺(tái)面最大距離 00 買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 19 工作臺(tái)尺寸（左右前后高度） 00 460 滑塊行程速度 空程 s 80 工作 s 25 回程 s 80 （資料來源于 ） 第 6 章 冷擠壓模具設(shè)計(jì) 擠壓模具特點(diǎn) 冷擠壓是在常溫下對(duì)金屬材料進(jìn)行塑性變形 ，其單位擠壓力相當(dāng)大，同時(shí)由于金屬材料的激烈流動(dòng)所產(chǎn)生的熱效應(yīng)可例模具工作部分溫度高達(dá) 200C 以上，加上劇烈的磨損和反復(fù)作用的載荷，模具的工作條件相當(dāng)惡劣。因此冷擠壓模具應(yīng)具有以下特買文檔就送您 紙全套， Q 號(hào)交流 401339828 或 11970985 20 點(diǎn)： 1）模具應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，要在冷熱交變應(yīng)力下正常工作。 2）模具工作部分零件材料應(yīng)具有高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性，并有一定的韌性。 3） 凸、凹模幾何形狀應(yīng)合理，過渡處盡量用較大的光滑圓弧過渡，避免應(yīng)力集中。 4）模具易損部分應(yīng)更換方便，對(duì)不同的擠壓零件要有互換性和通用性。 5） 為提高工作部分強(qiáng)度，凹模一般采用預(yù)應(yīng)力組合形式。 6）模具工作部分零件與上下模板之間一定要設(shè)置厚實(shí)的淬硬壓力墊板，以擴(kuò)大承壓面積，減小上下模板的單位壓力，以防止壓壞上下模板。 7）上下模板采用中碳鋼經(jīng)鍛造或直接用鋼板制成，應(yīng)有足夠的厚度，以保證模板具有較高的強(qiáng)度和剛度。 擠壓模架設(shè)計(jì) 模架是模具的安裝基礎(chǔ)，又是承受較大載荷、傳遞壓力的重要組件，是擠壓模具的主要組成部分。擠壓工藝可以在專用的擠壓壓力機(jī)、通用液壓機(jī)、通用曲柄壓力機(jī)或摩擦壓力機(jī)上進(jìn)行，因此模架的結(jié)構(gòu)也有所不同。除應(yīng)根據(jù)擠壓件的批量、品種不同并滿足不同設(shè)備要求外，還應(yīng)該滿足以下幾點(diǎn)。 1）承壓部分應(yīng)具有很好的剛性及強(qiáng)度，使框架精度穩(wěn)定。 2）凸、凹模工作部分能簡(jiǎn)便而可靠地固定在框架上，便于更換。 3）坯料和擠壓件進(jìn)出要方便，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化。 4）易損部分零件尺寸應(yīng)盡量統(tǒng)一，以便于制造和檢驗(yàn)。 5）保證操作人