第 6章冷擠壓工藝與模具 設(shè)計(jì)

1、冷擠壓工藝的分類及擠壓金屬的變形特冷擠壓工藝的分類及擠壓金屬的變形特 點(diǎn)點(diǎn) 6.1 冷擠壓力的確定冷擠壓力的確定 6.3 冷擠壓原材料與毛坯的制備冷擠壓原材料與毛坯的制備 6.2 冷擠壓的工藝設(shè)計(jì)冷擠壓的工藝設(shè)計(jì) 6.4 冷擠壓模具設(shè)計(jì)冷擠壓模具設(shè)計(jì) 6.5 冷擠壓是在室溫將毛坯放入模具型腔，在強(qiáng)大壓力和冷擠壓是在室溫將毛坯放入模具型腔，在強(qiáng)大壓力和 一定速度作用下，迫使金屬從形腔中擠出而獲得一定形狀、一定速度作用下，迫使金屬從形腔中擠出而獲得一定形狀、 尺寸和力學(xué)性能的制件。尺寸和力學(xué)性能的制件。 主要的優(yōu)點(diǎn)：主要的優(yōu)點(diǎn)： 1 1）因在冷態(tài)下擠壓成形，擠壓件質(zhì)量好、精度高、其）因在冷態(tài)下擠壓

2、成形，擠壓件質(zhì)量好、精度高、其 強(qiáng)度性能也好；強(qiáng)度性能也好； 2 2）冷擠壓屬于少、無切削加工，節(jié)省原材料；）冷擠壓屬于少、無切削加工，節(jié)省原材料； 3 3）冷擠壓是利用模具來成形的，其生產(chǎn)效率很高；）冷擠壓是利用模具來成形的，其生產(chǎn)效率很高； 4 4）可以加工其它工藝難于加工的零件）可以加工其它工藝難于加工的零件 特殊要求特殊要求: 1）要求設(shè)備噸位較大）要求設(shè)備噸位較大 冷擠壓的變形抗力大，單位擠冷擠壓的變形抗力大，單位擠 壓力可能高達(dá)壓力可能高達(dá) 2）對(duì)模具要求高）對(duì)模具要求高 冷擠壓力時(shí)常接近甚至超過現(xiàn)有模冷擠壓力時(shí)常接近甚至超過現(xiàn)有模 具材料的抗壓強(qiáng)度，所以對(duì)模具材料要求很高具材料的

3、抗壓強(qiáng)度，所以對(duì)模具材料要求很高. 3）對(duì)所加工的原材料要求高）對(duì)所加工的原材料要求高 冷擠壓時(shí)，材料在冷態(tài)冷擠壓時(shí)，材料在冷態(tài) 下發(fā)生很大的變形。下發(fā)生很大的變形。 4）所用毛坯往往要進(jìn)行軟化退火和表面磷化等潤滑處）所用毛坯往往要進(jìn)行軟化退火和表面磷化等潤滑處 理。理。 6.1.6.1.、冷擠壓工藝的分類及應(yīng)用、冷擠壓工藝的分類及應(yīng)用 正擠壓正擠壓: 金屬被擠出方向與加壓方向相同金屬被擠出方向與加壓方向相同(如圖如圖6.1.1ab) 反擠壓：反擠壓： 金屬被擠出方向與加壓方向相反金屬被擠出方向與加壓方向相反(圖圖6.1.1c) 復(fù)合擠壓：復(fù)合擠壓： 一部分金屬的擠出方向與加壓方向相同，另一部

4、分金一部分金屬的擠出方向與加壓方向相同，另一部分金 屬的擠出方向與加壓方向相反，是正擠和反擠的復(fù)合（屬的擠出方向與加壓方向相反，是正擠和反擠的復(fù)合（如如 圖圖6.1.1d） 徑向擠壓：徑向擠壓： 擠壓時(shí)金屬的流動(dòng)方向與凸模軸線方向相垂直（擠壓時(shí)金屬的流動(dòng)方向與凸模軸線方向相垂直（如圖如圖 6.1.2）所示）所示 減徑擠壓：減徑擠壓： 是一種變形程度較小的變態(tài)正擠壓法，毛坯斷面僅作是一種變形程度較小的變態(tài)正擠壓法，毛坯斷面僅作 輕度縮減（輕度縮減（如圖如圖6.1.3）擠壓花鍵（）擠壓花鍵（如圖如圖6.1.4) 6.1.2 6.1.2 冷擠壓金屬的變形分析冷擠壓金屬的變形分析 1. 正擠壓變形分析

5、正擠壓變形分析 正擠壓實(shí)心件的金屬流動(dòng)網(wǎng)格圖（正擠壓實(shí)心件的金屬流動(dòng)網(wǎng)格圖（如圖如圖6.1.5) 正擠壓時(shí)坯料大致分為：正擠壓時(shí)坯料大致分為： 變形區(qū)、不變形區(qū)（又分為待變形區(qū)、已變形區(qū)）變形區(qū)、不變形區(qū)（又分為待變形區(qū)、已變形區(qū)） 和死角區(qū)。（和死角區(qū)。（如圖如圖6.1.6a） 變形區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系（變形區(qū)的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系（如圖如圖6.1.6b）單元體所示。）單元體所示。 擠壓時(shí)變形區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)是三向受壓。其變形是兩向擠壓時(shí)變形區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)是三向受壓。其變形是兩向 收縮、一向伸長的應(yīng)變狀態(tài)收縮、一向伸長的應(yīng)變狀態(tài). .反擠壓的變形分析反擠壓的變形分析 根據(jù)反擠壓的變形網(wǎng)格圖（根據(jù)反擠壓的變形網(wǎng)

6、格圖（如圖如圖6.1.7)和反擠壓的和反擠壓的 變形分區(qū)（變形分區(qū)（如圖如圖6.） 3.復(fù)合擠壓變形分析復(fù)合擠壓變形分析 復(fù)合擠壓是正擠壓、反擠壓的組合，有很多種復(fù)復(fù)合擠壓是正擠壓、反擠壓的組合，有很多種復(fù) 合的情況（合的情況（見圖見圖6.1.9） 6.1.36.1.3、冷擠壓的變形程度、冷擠壓的變形程度 1.表示方法：表示方法： 1）斷面縮減率：）斷面縮減率： 式中：式中： 2）擠壓比：）擠壓比： 3）對(duì)數(shù)變形程度：）對(duì)數(shù)變形程度： %100 0 10 A AA A ) ) 2 1 2 0 mmA mmA 面積（擠壓變形后毛坯的橫斷 面積（擠壓變形前毛坯的橫斷 1 0 A A G 1 0 0

7、 A A Ln .冷擠壓許用變形程度冷擠壓許用變形程度 擠壓的許用變形程度擠壓的許用變形程度:模具強(qiáng)度允許的條件下一次擠模具強(qiáng)度允許的條件下一次擠 壓的變形程度壓的變形程度. 影響因素：影響因素： 擠壓材料的力學(xué)性能、模具強(qiáng)度、擠壓變形方式、毛擠壓材料的力學(xué)性能、模具強(qiáng)度、擠壓變形方式、毛 坯表面處理、潤滑等。坯表面處理、潤滑等。 擠壓（擠壓（如圖如圖6.1.10） 、反擠壓（、反擠壓（如圖如圖6.1.11）分別表）分別表 達(dá)了毛坯材料硬度與許用變形程度的關(guān)系。曲線由實(shí)驗(yàn)測(cè)達(dá)了毛坯材料硬度與許用變形程度的關(guān)系。曲線由實(shí)驗(yàn)測(cè) 得，其試驗(yàn)條件是：得，其試驗(yàn)條件是： 毛坯的相對(duì)高度毛坯經(jīng)退火軟化、表

8、面毛坯的相對(duì)高度毛坯經(jīng)退火軟化、表面 磷皂化處理磷皂化處理 . 1/ 00 dh 圖圖6.1.1 冷擠壓的基本工藝類型冷擠壓的基本工藝類型 a)實(shí)心件正擠壓實(shí)心件正擠壓 b)空心件擠壓空心件擠壓 c)反擠壓反擠壓 d)復(fù)合擠壓復(fù)合擠壓 圖圖6.1.2 徑向擠壓徑向擠壓 圖圖6.1.3 減徑擠壓減徑擠壓 圖圖6.1.4 擠壓花鍵擠壓花鍵 圖圖6.1.5 正擠壓變形的網(wǎng)格示意圖正擠壓變形的網(wǎng)格示意圖 a) 變形前變形前 b)理想變形理想變形 c)理想潤滑時(shí)的變形理想潤滑時(shí)的變形 d)實(shí)際變形實(shí)際變形 圖圖6.1.6 正擠壓變形分區(qū)正擠壓變形分區(qū) 圖圖6.1.7 反擠壓的變形網(wǎng)格反擠壓的變形網(wǎng)格 a

9、)開始狀態(tài)開始狀態(tài) b)穩(wěn)定變形狀態(tài)穩(wěn)定變形狀態(tài) c)終了狀態(tài)終了狀態(tài) 圖圖6.1.8 反擠壓的變形分區(qū)反擠壓的變形分區(qū) 圖圖6.1.9 復(fù)合擠壓變形的網(wǎng)格圖復(fù)合擠壓變形的網(wǎng)格圖 圖圖6.1.10 黑色金屬正擠壓的許用變形程度黑色金屬正擠壓的許用變形程度 圖圖6.1.11 黑色金屬反擠壓的許用變形程度黑色金屬反擠壓的許用變形程度 6.2.1 6.2.1 常用原材料常用原材料 目前可供冷擠壓的金屬材料有：鉛、錫、銀、純鋁目前可供冷擠壓的金屬材料有：鉛、錫、銀、純鋁 （L1L5）、鋁合金（）、鋁合金（LF21、LY11、LY12、）、紫銅與無、）、紫銅與無 氧銅（氧銅（T1、T2、T3、TU1、T

10、U2等）、黃銅（等）、黃銅（H62、H68、 等）、錫磷青銅（等）、錫磷青銅（QSn6.5一一0.1等）、鎳（等）、鎳（N1、N2等）、鋅等）、鋅 及鋅鎘合金、純鐵、碳素鋼（及鋅鎘合金、純鐵、碳素鋼（Q195、Q215、Q235、Q255、) 低合金鋼（低合金鋼（15Cr、20Cr、20MnB、 16Mn、30CrMnSiA）和）和 不銹鋼（不銹鋼（1Cr13、2Cr13、1Cr18Ni9Ti等）等） 6.2.2 6.2.2 毛坯形狀和尺寸的確定毛坯形狀和尺寸的確定 1. 冷擠壓對(duì)毛坯的要求冷擠壓對(duì)毛坯的要求 1)冷擠壓毛坯的質(zhì)量冷擠壓毛坯的質(zhì)量 2）冷擠壓毛坯的幾何形狀（）冷擠壓毛坯的幾何形

11、狀（如圖如圖6.） 6.2 6.2 冷擠壓原材料與毛坯的制備冷擠壓原材料與毛坯的制備 2、毛坯形狀和尺寸的確定、毛坯形狀和尺寸的確定 毛坯尺寸是根據(jù)體積不變條件計(jì)算的。毛坯尺寸是根據(jù)體積不變條件計(jì)算的。 如果冷擠壓壓后還要進(jìn)行切削加工，則計(jì)算毛如果冷擠壓壓后還要進(jìn)行切削加工，則計(jì)算毛 坯體積還應(yīng)加上修邊量，即坯體積還應(yīng)加上修邊量，即 ： 式中：式中： 毛坯體積確定后，其高度為：毛坯體積確定后，其高度為： 修工坯 vvv 00 / Avh 坯 ) ) ) 3 3 3 mmv mmv mmv 修正余量體積（ 擠壓件體積（ 坯料體積（ 修 工 坯 6.2.3 6.2.3、擠壓毛坯的加工方法、擠壓毛坯

12、的加工方法 選擇：應(yīng)該根據(jù)坯料形狀、精度要求，選擇：應(yīng)該根據(jù)坯料形狀、精度要求， 材料利用率及生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際條件等因素進(jìn)材料利用率及生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際條件等因素進(jìn) 行選擇行選擇 . .切削切削 在批量不大時(shí)常用車削、銑削、鋸切法在批量不大時(shí)常用車削、銑削、鋸切法 加工擠壓毛坯加工擠壓毛坯 . .剪切剪切 剪切下料是在專用的棒料剪切機(jī)或沖剪切下料是在專用的棒料剪切機(jī)或沖 剪機(jī)上進(jìn)行的剪機(jī)上進(jìn)行的 . .沖裁沖裁 對(duì)于板形坯料，宜用沖裁方法加工。對(duì)于板形坯料，宜用沖裁方法加工。 6.2.4 6.2.4、冷擠壓毛坯的軟化和表面處理、冷擠壓毛坯的軟化和表面處理 1.1.毛坯的軟化毛坯的軟化 冷擠壓毛坯在擠

13、壓之前及工序之間，大都冷擠壓毛坯在擠壓之前及工序之間，大都 需進(jìn)行軟化熱處理，其目的是減小毛坯的硬需進(jìn)行軟化熱處理，其目的是減小毛坯的硬 度和強(qiáng)度，提高塑性，得到良好的金相組織，度和強(qiáng)度，提高塑性，得到良好的金相組織， 以利于冷擠壓變形的進(jìn)行以利于冷擠壓變形的進(jìn)行 . . 2. 2.坯料的潤滑與表面處理工藝坯料的潤滑與表面處理工藝 潤滑對(duì)冷擠壓是非常重要的。擠壓時(shí)摩擦潤滑對(duì)冷擠壓是非常重要的。擠壓時(shí)摩擦 不僅影響到金屬的變形及擠壓件的質(zhì)量，而不僅影響到金屬的變形及擠壓件的質(zhì)量，而 且也直接影響到單位擠壓力的大小、模具的且也直接影響到單位擠壓力的大小、模具的 壽命。所以要采用良好且可靠的潤滑方法

14、壽命。所以要采用良好且可靠的潤滑方法. . 圖圖6.2.1 毛坯的基本形狀毛坯的基本形狀 確定冷擠壓力的目的是：確定冷擠壓力的目的是： 確定擠壓凸模上所承受的單位壓力確定擠壓凸模上所承受的單位壓力p,作為設(shè)計(jì)模具作為設(shè)計(jì)模具 的重要依據(jù)；確定變形壓力的重要依據(jù)；確定變形壓力P，作為選擇設(shè)備的依據(jù)，作為選擇設(shè)備的依據(jù). 6.3.16.3.1、壓力行程曲線、壓力行程曲線( (如圖如圖6.3.16.3.1) ) 冷擠壓力與行程的關(guān)系一般可以分為三個(gè)階段冷擠壓力與行程的關(guān)系一般可以分為三個(gè)階段 : 第一階段第一階段(鐓粗與充滿階段鐓粗與充滿階段)：是材料充滿凹模型腔的：是材料充滿凹模型腔的 過程。過程

15、。 第二階段（穩(wěn)定擠壓階段）：沖頭繼續(xù)下壓，材料第二階段（穩(wěn)定擠壓階段）：沖頭繼續(xù)下壓，材料 不斷地從穩(wěn)定變形區(qū)往?？字袛D出。不斷地從穩(wěn)定變形區(qū)往模孔中擠出。 第三階段（非穩(wěn)定變形階段）：由于變形材料的厚度第三階段（非穩(wěn)定變形階段）：由于變形材料的厚度 變得很小了，變形遍及與沖頭端面相連的整個(gè)毛坯，金屬變得很小了，變形遍及與沖頭端面相連的整個(gè)毛坯，金屬 變形異常困難，這時(shí)擠壓力急劇增大變形異常困難，這時(shí)擠壓力急劇增大 . 6.3 6.3 冷擠壓力的確定冷擠壓力的確定 6.3.2 6.3.2 影響擠壓力的因素影響擠壓力的因素: : 擠壓材料的力學(xué)性能、變形程度、變形速度、擠壓變擠壓材料的力學(xué)性能

16、、變形程度、變形速度、擠壓變 形方式、毛坯幾何形狀、模具幾何形狀、摩擦與潤滑等。形方式、毛坯幾何形狀、模具幾何形狀、摩擦與潤滑等。 1. 壓金屬的力學(xué)性能壓金屬的力學(xué)性能 強(qiáng)度指標(biāo)和硬化指數(shù)越大，材料變形抗力也越大。強(qiáng)度指標(biāo)和硬化指數(shù)越大，材料變形抗力也越大。 2 .變形程度變形程度 (如圖如圖6.3.2)是正擠壓和反抗壓是正擠壓和反抗壓15號(hào)鋼的單位壓力與變形號(hào)鋼的單位壓力與變形 程度的關(guān)系圖程度的關(guān)系圖 3 .變形方式變形方式 某些零件的成形加工，往往可以采用兩種不同的方式。某些零件的成形加工，往往可以采用兩種不同的方式。 如桿形件，既可以采用正擠壓成形，也可采用反擠壓成形如桿形件，既可以

17、采用正擠壓成形，也可采用反擠壓成形 （如圖如圖6.3.3）杯形件也是如此。（）杯形件也是如此。（如圖如圖6.3.4）是某種材料）是某種材料 的杯形件擠壓變形程度為的杯形件擠壓變形程度為59條件下的單位擠壓力曲線條件下的單位擠壓力曲線. .模具幾何形狀模具幾何形狀 模具的幾何形狀對(duì)單位擠壓力影響頗大，尤其是正擠模具的幾何形狀對(duì)單位擠壓力影響頗大，尤其是正擠 壓時(shí)的凹模錐角和反擠壓時(shí)沖頭的形狀，對(duì)單位擠壓力的壓時(shí)的凹模錐角和反擠壓時(shí)沖頭的形狀，對(duì)單位擠壓力的 影響更大（影響更大（圖圖6.3.5）為反擠壓沖頭形狀對(duì)單位擠壓力的影）為反擠壓沖頭形狀對(duì)單位擠壓力的影 響關(guān)系曲線響關(guān)系曲線。 .坯料的相對(duì)

18、高度坯料的相對(duì)高度 它反映了工件與模具之間的摩擦阻力關(guān)系它反映了工件與模具之間的摩擦阻力關(guān)系 . .潤滑潤滑 摩擦愈大，單位擠壓力愈大，因此，生產(chǎn)實(shí)際中大都摩擦愈大，單位擠壓力愈大，因此，生產(chǎn)實(shí)際中大都 采用較好的潤滑方法采用較好的潤滑方法 6.3.36.3.3、冷擠壓力的確定、冷擠壓力的確定 確定冷擠壓力的方法很多。圖算法簡便因此應(yīng)用較普遍確定冷擠壓力的方法很多。圖算法簡便因此應(yīng)用較普遍 . 1.黑色金屬冷擠壓力圖算法黑色金屬冷擠壓力圖算法 正擠壓實(shí)心件的圖算法（正擠壓實(shí)心件的圖算法（圖圖6.3.6） 例例6.求解步驟：求解步驟： 根據(jù)相應(yīng)的及，查圖根據(jù)相應(yīng)的及，查圖得斷面減縮率：得斷面減縮

19、率： 0 d 1 d %64 A 根據(jù)根據(jù)及毛坯材料查圖及毛坯材料查圖，求得未經(jīng)修正的單，求得未經(jīng)修正的單 位擠壓力：位擠壓力： 考慮到上述單位擠壓力需要修考慮到上述單位擠壓力需要修 正，因此可根據(jù)圖正，因此可根據(jù)圖中相應(yīng)的曲線，查得修正的單位擠中相應(yīng)的曲線，查得修正的單位擠 壓力：壓力： 根據(jù)毛坯直徑和修正的單位壓力從圖根據(jù)毛坯直徑和修正的單位壓力從圖中查得總中查得總 擠壓力：擠壓力： %64 A MPaP850 0 00 90,5.1/dh MPaP1050 MPaP4500 0 d p 6.3.46.3.4冷擠壓力機(jī)的選用冷擠壓力機(jī)的選用 1)冷擠壓工藝所需的壓力應(yīng)當(dāng)?shù)秃跛x擇壓力機(jī)的名

20、冷擠壓工藝所需的壓力應(yīng)當(dāng)?shù)秃跛x擇壓力機(jī)的名 義噸位義噸位 2)要求有較大的能量。因冷擠壓的力要求有較大的能量。因冷擠壓的力-行程圖接近矩形，行程圖接近矩形， 所需變形能量較大。所需變形能量較大。 3)要求有較好的剛性與導(dǎo)向精度。壓力機(jī)的剛性與導(dǎo)要求有較好的剛性與導(dǎo)向精度。壓力機(jī)的剛性與導(dǎo) 向精度影響冷擠壓模具上下模的同軸度與垂直度，影向精度影響冷擠壓模具上下模的同軸度與垂直度，影 響模具壽命。響模具壽命。 4)最好有超載保險(xiǎn)裝置。最好有超載保險(xiǎn)裝置。 5)最好在壓力機(jī)上備有頂出裝置。最好在壓力機(jī)上備有頂出裝置。 6)可以采用冷擠壓壓力機(jī)（機(jī)械傳動(dòng)或液壓傳動(dòng)的）、可以采用冷擠壓壓力機(jī)（機(jī)械傳動(dòng)

21、或液壓傳動(dòng)的）、 通用機(jī)械壓力機(jī)、通用液壓機(jī)進(jìn)行冷擠壓生產(chǎn)，也可通用機(jī)械壓力機(jī)、通用液壓機(jī)進(jìn)行冷擠壓生產(chǎn)，也可 以在摩擦壓力機(jī)上進(jìn)行冷擠壓。以在摩擦壓力機(jī)上進(jìn)行冷擠壓。 圖圖6.3.2 變形程度與單位擠壓力的關(guān)系變形程度與單位擠壓力的關(guān)系 圖圖6.3.3 同樣零件的不同冷擠方式同樣零件的不同冷擠方式 圖圖6.3.4 擠壓方式對(duì)單位擠壓力的影響擠壓方式對(duì)單位擠壓力的影響 圖圖6.3.5 沖頭形狀對(duì)反擠壓單位壓力的影響沖頭形狀對(duì)反擠壓單位壓力的影響 圖圖6.3.6 黑色金屬正擠壓實(shí)心件計(jì)算擠壓力用圖算表黑色金屬正擠壓實(shí)心件計(jì)算擠壓力用圖算表 6.4.1、冷擠壓的結(jié)構(gòu)工藝性分析、冷擠壓的結(jié)構(gòu)工藝性分

22、析 對(duì)稱性對(duì)稱性(如圖如圖6.） 斷面積差（斷面積差（如圖如圖6.） 斷面的合理過渡（斷面的合理過渡（如圖如圖6.） 錐形（錐形（如圖如圖6.） 斷面形狀階梯形（斷面形狀階梯形（如圖所示如圖所示） 細(xì)小深孔件細(xì)小深孔件 擠壓壓余厚度（擠壓壓余厚度（如圖如圖6.） 6.4 6.4 冷擠壓的工藝設(shè)計(jì)冷擠壓的工藝設(shè)計(jì) 6.4.2 6.4.2、冷擠壓工藝方案的制定、冷擠壓工藝方案的制定 1冷擠壓件圖的制訂冷擠壓件圖的制訂 1）確定冷擠壓壓和進(jìn)一步加工的工藝基準(zhǔn)。）確定冷擠壓壓和進(jìn)一步加工的工藝基準(zhǔn)。 2）對(duì)于不經(jīng)機(jī)械加工的部位，不加余量，應(yīng)按）對(duì)于不經(jīng)機(jī)械加工的部位，不加余量，應(yīng)按 零件圖零件圖 的技

23、術(shù)要求直接給出公差，而對(duì)于需進(jìn)行的技術(shù)要求直接給出公差，而對(duì)于需進(jìn)行 機(jī)械加工的部位，應(yīng)按冷擠壓可以達(dá)到的尺寸精度機(jī)械加工的部位，應(yīng)按冷擠壓可以達(dá)到的尺寸精度 給出公差。給出公差。 3）確定擠壓壓完成后多余材料的排除方式。）確定擠壓壓完成后多余材料的排除方式。 4）按照零件的技術(shù)要求及冷擠壓可能達(dá)到的精度，）按照零件的技術(shù)要求及冷擠壓可能達(dá)到的精度， 確定表面粗糙度等級(jí)和形位公差值確定表面粗糙度等級(jí)和形位公差值 2制定冷擠壓工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)制定冷擠壓工藝方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 1）擠壓件的尺寸）擠壓件的尺寸 越大，所需設(shè)備噸位隨之增大，采越大，所需設(shè)備噸位隨之增大，采 用冷擠壓加工的困難性增

24、加。用冷擠壓加工的困難性增加。 2）擠壓件的形狀）擠壓件的形狀 越復(fù)雜、變形程度越大，所需的冷越復(fù)雜、變形程度越大，所需的冷 擠壓工序數(shù)目就越多擠壓工序數(shù)目就越多。 3）擠壓件可達(dá)精度和表面粗糙度）擠壓件可達(dá)精度和表面粗糙度 它有一定限度。增加修它有一定限度。增加修 整工序可提高擠壓件精度。整工序可提高擠壓件精度。 4）擠壓件的材料）擠壓件的材料 材料影響擠壓難度、許用變形程度。材料影響擠壓難度、許用變形程度。 5）擠壓件費(fèi)用）擠壓件費(fèi)用 一般包含材料費(fèi)、備料費(fèi)、工具及模具制一般包含材料費(fèi)、備料費(fèi)、工具及模具制 造費(fèi)、冷擠壓加工費(fèi)及后續(xù)工序加工費(fèi)等。這是一項(xiàng)綜合造費(fèi)、冷擠壓加工費(fèi)及后續(xù)工序加工

25、費(fèi)等。這是一項(xiàng)綜合 指標(biāo)，往往是決定工藝方案是否合理、可行的關(guān)鍵因素。指標(biāo)，往往是決定工藝方案是否合理、可行的關(guān)鍵因素。 6）擠壓件的批量）擠壓件的批量 批量大時(shí)可以使總的成本降低。批量大時(shí)可以使總的成本降低。 6.4.36.4.3、冷擠壓工藝方案分析制定案例、冷擠壓工藝方案分析制定案例 1軸類零件軸類零件 (如圖如圖6.） 當(dāng)軸類零件不超過材料的許用變形程度時(shí)，一般用一當(dāng)軸類零件不超過材料的許用變形程度時(shí)，一般用一 次正擠壓成形完成。次正擠壓成形完成。 2具有階梯內(nèi)孔零件具有階梯內(nèi)孔零件 （圖圖6.4.9）所示零件的成形基本分為兩道反擠壓：）所示零件的成形基本分為兩道反擠壓： 第一次反擠孔（

26、），第二次再反擠小孔（）第一次反擠孔（），第二次再反擠小孔（） 3 深孔薄壁零件深孔薄壁零件(如圖所示如圖所示） 壁厚壁厚s 很薄，因此要用一道工序成形很薄，因此要用一道工序成形 是不可能的是不可能的. 1 d 2 d 35 . 2 03 dl 4. “山山”形件形件 （如圖如圖6.） 5. 花鍵軸擠壓（花鍵軸擠壓（如圖所示如圖所示） 隨著汽車、摩托車工業(yè)的發(fā)展，越來越多的花鍵生產(chǎn)隨著汽車、摩托車工業(yè)的發(fā)展，越來越多的花鍵生產(chǎn) 廠家采用冷擠壓成形工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝廠家采用冷擠壓成形工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝. 圖圖6.4.1 對(duì)稱性對(duì)稱性 圖圖6.4.2 減少斷面積差的設(shè)計(jì)減少斷面積差

27、的設(shè)計(jì) 圖圖6.4.3 斷面的合理過渡斷面的合理過渡 圖圖6.4.4 錐形件的冷擠壓錐形件的冷擠壓 圖圖6.4.5 實(shí)心階梯形件實(shí)心階梯形件 圖圖6.4.6 空心階梯形件空心階梯形件 圖圖6.4.7 擠壓縮孔擠壓縮孔 圖圖6.4.8 階梯軸的冷鍛階梯軸的冷鍛 a)一次正擠一次正擠 b)正擠正擠鐓頭鐓頭 圖圖6.4.9 有階梯內(nèi)孔件的擠壓工序有階梯內(nèi)孔件的擠壓工序 圖圖6.4.10 深孔薄壁件的擠壓工序深孔薄壁件的擠壓工序 圖圖6.4.11 無底筒形件的擠壓工序無底筒形件的擠壓工序 圖圖6.4.12 雙向擠壓深孔件雙向擠壓深孔件 圖圖6.4.13 考慮成品局部形狀的半成品設(shè)計(jì)（擠壓考慮成品局部形

28、狀的半成品設(shè)計(jì)（擠壓“山山”形件）形件） a)毛坯毛坯 b)半成品半成品 c)成品成品 圖圖6.4.15 擠壓凹模的輪廓形狀擠壓凹模的輪廓形狀圖圖6.4.14 冷擠壓花鍵齒形截面圖冷擠壓花鍵齒形截面圖 6.5.1 6.5.1、典型的冷擠壓模具、典型的冷擠壓模具 正擠壓模具正擠壓模具(如圖如圖6.） 反擠壓模具（反擠壓模具（如圖如圖6.） 6.5.26.5.2、冷擠壓凸、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、冷擠壓凸、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 冷擠壓凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：冷擠壓凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： 正擠壓（實(shí)心件、空心件）凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)正擠壓（實(shí)心件、空心件）凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(如圖如圖6.5.3） 6.5 6.5 冷擠壓模具設(shè)計(jì)冷擠壓模具

29、設(shè)計(jì) 反擠壓凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)反擠壓凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(如圖如圖6.） 1）錐臺(tái)底式有利于金屬流動(dòng)，是最常用的一種結(jié)構(gòu)型式）錐臺(tái)底式有利于金屬流動(dòng)，是最常用的一種結(jié)構(gòu)型式 ）錐底式有利于金屬流動(dòng)，多用于深孔件的擠壓；）錐底式有利于金屬流動(dòng)，多用于深孔件的擠壓； ）平底式雖然不利于金屬流動(dòng)，但當(dāng)擠壓件要求孔底）平底式雖然不利于金屬流動(dòng)，但當(dāng)擠壓件要求孔底 必須為平底時(shí)，則應(yīng)采用平底式凸模。必須為平底時(shí)，則應(yīng)采用平底式凸模。 冷擠壓凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：冷擠壓凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)： ） 凹模的形式（凹模的形式（如圖如圖6.） 分整體式凹模和組合式凹模兩大類。組分整體式凹模和組合式凹模兩大類。組 合凹模又分預(yù)應(yīng)力組合凹

30、模和分割型組合凹模。合凹模又分預(yù)應(yīng)力組合凹模和分割型組合凹模。 2）正擠壓凹模）正擠壓凹模 （如圖如圖6.） 凹模入口角凹模入口角 00 12690 凹模工作帶長度凹模工作帶長度 凹模的過渡部分均用圓角連接；凹模的過渡部分均用圓角連接； 3)反擠壓凹模反擠壓凹模 （如圖所示如圖所示） mmh42 3 DhmmdD)2 . 11 . 1 (;)0 . 15 . 0( 212 6.5.3 6.5.3 預(yù)應(yīng)力組合凹模的設(shè)計(jì)預(yù)應(yīng)力組合凹模的設(shè)計(jì) 將凹模分層，使外層（壓套）與內(nèi)層（凹模）過盈將凹模分層，使外層（壓套）與內(nèi)層（凹模）過盈 裝配并對(duì)內(nèi)層產(chǎn)生很大預(yù)加壓力的組合式凹模結(jié)構(gòu)型式裝配并對(duì)內(nèi)層產(chǎn)生很大預(yù)加壓力的組合式凹模結(jié)構(gòu)型式 叫預(yù)應(yīng)力組合凹模（簡稱組合凹模）。叫預(yù)應(yīng)力組合凹模（簡稱組合凹模）。 組合凹模的優(yōu)點(diǎn)：組合凹模