擠壓工藝及模具設(shè)計第二講

1、第二篇 冷鍛工藝及模具設(shè)計711 冷鍛用原材料的型式冷鍛用原材料的型式 用于冷鍛的原材料隨冷鍛加工工序的不同，其型式也用于冷鍛的原材料隨冷鍛加工工序的不同，其型式也有所不同。大致可以分為線材、棒材和板材三種，以線材、有所不同。大致可以分為線材、棒材和板材三種，以線材、棒材為主。這些原材料從采購到用于冷鍛前的準(zhǔn)備工序一棒材為主。這些原材料從采購到用于冷鍛前的準(zhǔn)備工序一般需經(jīng)以下加工相處理的工藝流程：般需經(jīng)以下加工相處理的工藝流程： 線材線材拉絲拉絲退火退火潤滑處理潤滑處理剪切剪切冷鍛冷鍛 棒材棒材拉拔拉拔剪切剪切退火退火潤滑處理潤滑處理冷鍛冷鍛 板材板材沖裁沖裁退火退火潤滑處理潤滑處理冷鍛冷鍛

2、第七章第七章 冷擠壓原材料與毛坯的制備冷擠壓原材料與毛坯的制備7.1 常用原材料常用原材料第二篇 冷鍛工藝及模具設(shè)計712冷鍛用原材料的加工冷鍛用原材料的加工 第二篇 冷鍛工藝及模具設(shè)計713材料的冷鍛性能及參數(shù)指標(biāo)材料的冷鍛性能及參數(shù)指標(biāo) 材料的冷鍛性能是指材料對冷鍛加工的適應(yīng)能力，包材料的冷鍛性能是指材料對冷鍛加工的適應(yīng)能力，包括單位冷鍛壓力小、變形程度大、產(chǎn)品的質(zhì)量和性能符合括單位冷鍛壓力小、變形程度大、產(chǎn)品的質(zhì)量和性能符合要求，模具壽命長等。材料的冷鍛性能與板材沖壓成形性要求，模具壽命長等。材料的冷鍛性能與板材沖壓成形性能的涵義相似。材料冷鍛的主要性能有：能的涵義相似。材料冷鍛的主要性

3、能有： 較低的變形抗力較低的變形抗力 較高的塑性較高的塑性 均勻的金相組織均勻的金相組織 良好的表面質(zhì)量良好的表面質(zhì)量 第二篇 冷鍛工藝及模具設(shè)計7.1.4冷鍛用金屬材料的類別冷鍛用金屬材料的類別 目前可供冷擠壓的金屬材料有：鉛、錫、銀、純目前可供冷擠壓的金屬材料有：鉛、錫、銀、純鋁（鋁（L1L5）、鋁合金（）、鋁合金（LF21、LY11、LY12、）、紫、）、紫銅與無氧銅（銅與無氧銅（T1、T2、T3、TU1、TU2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）、鋅及鋅鎘合金、純鐵、碳素鋼（等）、鋅及鋅鎘合金、純

4、鐵、碳素鋼（Q195、Q215、Q235、Q255、)低合金鋼（低合金鋼（15Cr、20Cr、20MnB、 16Mn、30CrMnSiA）和不銹鋼（）和不銹鋼（1Cr13、2Cr13、1Cr18Ni9Ti等）等） 第二篇 冷鍛工藝及模具設(shè)計7.2 冷鍛坯料的制備冷鍛坯料的制備 7.2.1 毛坯形狀和尺寸的確定毛坯形狀和尺寸的確定 1. 冷擠壓對毛坯的要求冷擠壓對毛坯的要求 冷擠壓毛坯的幾何形狀冷擠壓毛坯的幾何形狀(如圖如圖7.1） 冷鍛毛坯的形狀，基本上都是軸對稱形的。冷鍛毛坯的形狀，基本上都是軸對稱形的。第二篇 冷鍛工藝及模具設(shè)計修工坯vvv00/ Avh坯)333mmvmmvmmv修正余量

5、體積（擠壓件體積（坯料體積（修工坯 2、毛坯尺寸的計算、毛坯尺寸的計算 毛坯尺寸是根據(jù)體積不變條件計算的。如果毛坯尺寸是根據(jù)體積不變條件計算的。如果冷擠壓壓后還要進行切削加工，則計算毛坯體冷擠壓壓后還要進行切削加工，則計算毛坯體積還應(yīng)加上修邊量，即積還應(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： 第二篇 冷鍛工藝及模具設(shè)計 7.2.2 冷鍛毛坯的加工方法冷鍛毛坯的加工方法選擇：應(yīng)該根據(jù)坯料形狀、精度要求，材料利用選擇：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)場的實際條件等因素進行選擇率及生產(chǎn)現(xiàn)場的實際條件等因素進行選擇 .切削切削 在批量不大時常用

6、車削、銑削、鋸切法加工擠在批量不大時常用車削、銑削、鋸切法加工擠壓毛坯壓毛坯.剪切剪切 剪切下料是在專用的棒料剪切機或沖剪機上進剪切下料是在專用的棒料剪切機或沖剪機上進行的行的 （精密剪切方法（精密剪切方法a高速剪切法高速剪切法 b軸向加壓軸向加壓 c徑向徑向加緊法加緊法 d相互制約多面剪切法相互制約多面剪切法 e藍(lán)脆法藍(lán)脆法（見幻燈片（見幻燈片 7圖）圖）.沖裁沖裁 對于板形坯料，宜用沖裁方法加工。對于板形坯料，宜用沖裁方法加工。 第二篇 冷鍛工藝及模具設(shè)計7.2.3 毛坯的預(yù)成形毛坯的預(yù)成形 經(jīng)過預(yù)成形后的毛坯，當(dāng)然會更有利于某些冷鍛工藝特別經(jīng)過預(yù)成形后的毛坯，當(dāng)然會更有利于某些冷鍛工藝特

7、別是冷擠壓成形。毛坯的預(yù)成形，主要有下面幾種基本方法：是冷擠壓成形。毛坯的預(yù)成形，主要有下面幾種基本方法： 1）冷鐓）冷鐓(粗粗) 2）壓凹壓凹 3）精壓）精壓 4）縮頸）縮頸 5）車形）車形第二篇 冷鍛工藝及模具設(shè)計 7.3 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 7.3.1 毛坯的軟化毛坯的軟化 1. 作用作用 2. 方法方法-退火退火 7.3.2 坯料的潤滑與表面處理工藝坯料的潤滑與表面處理工藝 1. 潤滑潤滑 a.潤滑劑潤滑劑 b.磷化皂化磷化皂化(如圖如圖7.3) 2.其他其他第二篇 冷鍛工藝及模具設(shè)計 圖7.1 毛坯的基本形狀 第二篇 冷鍛工藝及模具設(shè)計 第二篇 冷鍛

8、工藝及模具設(shè)計 圖7.2 壓凹的一些形狀 第二篇 冷鍛工藝及模具設(shè)計第二篇 冷鍛工藝及模具設(shè)計 第八章第八章 冷鍛壓力的計算與壓機的選擇冷鍛壓力的計算與壓機的選擇 8.1、壓力行程曲線、壓力行程曲線(如圖如圖8.1) 冷擠壓力與行程的關(guān)系一般可以分為三個階段冷擠壓力與行程的關(guān)系一般可以分為三個階段 : 第一階段第一階段(鐓粗與充滿階段鐓粗與充滿階段)： 第二階段（穩(wěn)定擠壓階段）：第二階段（穩(wěn)定擠壓階段）： 第三階段（非穩(wěn)定變形階段）：第三階段（非穩(wěn)定變形階段）：第二篇 冷鍛工藝及模具設(shè)計8.2 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

9、、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 強度指標(biāo)和硬化指數(shù)越大，材料變形抗力也越大。強度指標(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8.2)是正擠壓和反擠壓是正擠壓和反擠壓15號鋼的單位壓力與變形號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，既可以采用正擠壓

10、成形，也可采用反擠壓成形（如圖（如圖8.3）杯形件也是如此。（如圖）杯形件也是如此。（如圖8.4）是某種材料的杯）是某種材料的杯形件擠壓變形程度為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. 第二篇 冷鍛工藝及模具設(shè)計.模具幾何形狀模具幾何形狀 模具的幾何形狀對單位擠壓力影響頗大，尤其是正擠模具的幾何形狀對單位擠壓力影響頗大，尤其是正擠壓時的凹模錐角和反擠壓時沖頭的形狀，對單位擠壓力的壓時的凹模錐角和反擠壓時沖頭的形狀，對單位擠壓力的影響更大（圖影響更大（圖8.5）為反擠壓沖頭形狀對單位擠壓力的影響）為反擠壓沖頭形狀對單位擠壓力的影響關(guān)系曲線關(guān)系曲線。 .坯料的相對高度

11、坯料的相對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)實際中大都摩擦愈大，單位擠壓力愈大，因此，生產(chǎn)實際中大都采用較好的潤滑方法采用較好的潤滑方法 第二篇 冷鍛工藝及模具設(shè)計8.3、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 正擠壓實心件的圖算法（圖正擠壓實心件的圖算法（圖8.6）例求解步驟：例求解步驟： 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：得斷面減縮率：%64A0d1d第二篇 冷鍛工藝及模具設(shè)計 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)修正的單位，求得未經(jīng)修正的單位擠壓力：擠壓力： 考慮到上述單位擠壓力需要修正，考慮到上述單位擠壓力需要修正，因此可根據(jù)圖因此可根據(jù)圖中相應(yīng)的曲線，查得修正的單位擠壓力：中相應(yīng)的曲線，