冷挤压设备现状及发展[1]

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1、应用技术研究冷挤压设备现状及发展1作者简介：王晓强男机械过程系讲师应用技术研究0前言近几年来，随着工业生产及科学技术的蓬勃发展，冷挤压技术也得到了迅猛发展。不少高等学校、研究所和工厂都开展了冷挤压技术的实验研究，其成果已广泛应用于现代制造业。1冷挤压设备及相关技术的现状1.1冷挤压精锻成形技术现状冷精锻工艺的生产率比切削加工要高几倍到几十倍，材料利用率达70%—80%。冷精锻件尺寸精度高、表面质量好、机械性能好，这是热锻所无法比拟的。国外已较普遍采用冷精锻工艺生产低碳钢、中碳钢和合金钢零件，重量由几克到5千多克。冷精锻

2、件的形状多种多样，如齿轮、齿条、同步齿圈、花键轴等。采用冷精锻工艺成形小模数行星伞齿轮的技术也日趋成熟。采用冷锻工艺（冷挤压成形或冷摆辗成形）生产的模数小于4的行星伞齿轮，其齿形精度可达DIN6级。中国-江苏森威集团股份有限公司掌握了多工位冷锻生产技术，批量生产自行车、摩托车、汽车精锻件，已形成年产3000t冷锻件的能力。长春一汽汽车工艺研究所已熟练掌握汽车轮胎螺母和花键轴的冷挤压成形，并且正式向外转让技术。中国现在已可以生产1600~10000kN的各种型号冷挤压设备。美国National公司是世界上生产多工位冷锻机

3、的研究中心。现在又将具有5—6工位的冷锻机研制成“成形中心”，具有很大的柔性，既能适应锻件不同形状、不同高度，也能适应工序间工件翻转和多台阶加工。利用这种“成形中心”可以加工各种各样的紧固件以及其他较为复杂的带凸缘或带孔的挤压件，它完全由微机处理，由可编程控制器自动控制，换模时间仅需几十秒钟。德国舒勒公司生产X系列单工位冷挤压机、KB系列多工位立式冷挤压机、GB系列多工位卧式冷挤压机。1.2冷挤压设备现状随着冷挤压工艺的日趋成熟和发展，与其相应的冷挤压设备也在不断更新和完善。为了满足冷挤压工艺的需要，冷挤压设备的结构性

4、能必需满足其工艺对设备力能特性和速度特性的要求。在挤压设备方面，中国已具备设计和制造各级吨位挤压压力机的能力。除采用通用机械压力机、液压机、冷挤压力机外，还成功地采用摩擦压力机与高速设备进行冷挤压生产。1.2.1通用曲柄压力机除能进行落料、冲孔、浅拉延等工作,也可以进行冷挤压，但当挤压力较大时往往出现电动机功率不足，即能量不够，刚度较差等缺点。另外通用曲柄压力机没有专门的顶料机构。1.2.2一般说来，曲柄压力机主要适用于冷挤压中、小型零件，所需压力和行程均较小，而要求生产率较高，批量较大，对于挤压行程较长、压力较大的零

5、件则采用液压机较为合理。液压机的工作介质大都用油，少数用乳化液。液压机的主要优点是行程能在整个较长行程上得到相同压力，可提高冷挤压零件的精度；主要缺点是行程次数小，生产率较低。液压机的结构，大都采用四柱式，也有采用框架式焊接床身，另加导轨，后者的刚度较高，有利于提高冷挤压零件的精度。为提高普通液压机的行程次数，目前已经出现了新型的适用冷挤压的快速液压机。1.2.3对于机械压力机，由于带动滑块运动的曲柄连杆机构，其速度总是按正弦曲线的规律变化，故无法获得适合冷挤压工艺要求的理想速度曲线。既要发挥机械压力机生产率高的优点，

6、又要获得合乎冷挤压工艺所需的力能特性和速度特性，则必须改变传统的曲柄连杆机构。因此，出现了专门适用于冷挤压工艺的肘杆式压力机。3应用技术研究最适合冷挤压的肘杆机构是六杆机构。它仅在曲柄连杆机构上增加了两个构件，然而却增加了机构工作特性的可变因素。调整或改变任何一杆的长度或曲柄和摆杆铰销之间的距离，将会改变这个机构的动力和运动特性。因此，在应用肘杆机构使之适合冷挤压工艺要求方面有很大的选择范围，可以通过多方案比较，选择适合冷挤压的力能特性以及符合理想速度曲线的机构型式和参数。与曲柄连杆机构相比，在冷挤压设备中采用肘杆机构

7、，具有能保证冷挤工件的质量、提高生产效率和模具寿命等优点。根据用户需要，肘杆冷挤压力机按传动型式分，有上传动和底传动；按床身型式分，有立式和卧式。轻工行业和军工部门等因素，往往需要底传动或卧式的冷挤压力机。济南铸锻机械研究所曾研制开发了卧式肘杆冷挤压力机和具有拉力肘杆的底传动肘杆冷挤压力机。然而，较多的用户需要立式、上传动型式的肘杆冷挤压力机。其采用的肘机构主要有如下三种类型：（1）等长肘杆机构等长肘杆机构的上、下肘杆等长且短而粗。三根肘轴起传递力的作用，均受到很高的挤压力。肘瓦镶在肘杆及滑块的凹面上，工作时承受很大的

8、比压。该肘杆机构结构紧凑，加工简单，装配方便。但其接触面较多，累积误差大，对机构的刚性有一定的影响。等长肘杆机构的滑块行程和工作行程很小，工作时滑块在下死点有瞬时保压时间，适用于公称力大、工作行程小的平面及体积较大的盘形零件的冷挤压。（2）“球头”式不等长肘杆机构“球头”式不等长肘杆机构的上、下肘杆不等长，其下肘杆两端为半圆柱形，