活塞销冷挤压课程设计

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1、冷挤压活塞销1、材料为20Cr，断面收缩率（ψ/%）≥40，挤压件尺寸如图所示。（1）、活塞销内孔（Φ18.6mm）是自由公差，所以其精度要求可以由冷挤压工艺来满足，因此不必留出切削余量。而外圆表面粗糙度值Ra要求为0.1mm，尺寸精度要求是0.01mm，冷挤压很难满足要求，所以外圆要留出磨削余量0.5mm（双边），再冷挤压工序以后用磨削方法将外圆磨出。（2）、零件反挤压的断面收缩率εA=（18.6/29.1）2×100%=40.85%。对于20Cr是可行的。从挤压凸模的稳定性来考虑，为了防止凸模的折断，一般规定在反

2、挤压钢零件时，在凸模工作部分的长度和直径的比值（长径比）不应该超过3.0。所以L/d=(92/2)/18.6=2.47<3.0，所以可行。（3）、连皮的位置保持在中间，实际过程中并不容易，因为一般的冷挤压机都是单动作立式结构。挤压时金属总是向上流动得快，向下流动的慢。这样就使l1>l2。上凸模向下运动推动毛坯，使金属向上、下凸模与凹模筒壁之间的间隙流动，而下凸模与凹模筒是不动的，由于相对运动使各部分之间产生摩擦导致的效果不同，就使金属向上和向下流动速度产生了差异，故连皮一般不会保持在中间的位置。为了使连皮能保持在中间

3、的位置，可以通过改变凸模前段的几何形状以改善上、下流动的不均匀性。经试验后选取上凸模前端锥角α1为162°下凸模锥角为150°。这样就使金属向下流动比向上流动容易些，从而抵消了前述流动的差异，使连皮位于中间位置。（4）、挤压件的体积Vo=Vp+Vs+VlVp挤压件体积Vs修边余量体积Vl连皮体积挤压件长度为92mm，修边余量取△h=5mm。挤压件体积Vo=1.57(L+△h)(D+d)+1/4*∏*d2*L=39037mm3。（5）、毛坯尺寸毛坯外径Do=D件--2=29.1—0.2=28.9mm。毛坯高度ho=Vo

4、/Ao=59.5≒60mm。(6)、挤压力按下面的经验公式计算挤压力P。P=K*σb*（Do2/(Do2—d2)）*F截。式中σb—挤压材料退火后的强度极限，MpaF截—挤压凸模工作部分的截面积，mm2K---摩擦、挤压方式和硬化等因素对挤压力影响的系数，一般取K=4~5按上述公式计算，得到活塞销的挤压力为928.32kN。所以应采用950kN以上的压力机。2、材料的准备（1）、下料冷挤压对毛坯两端面的平行度和平整度要求较高，否则将会使冲头在挤压时受到偏心载荷而折断。采用剪切下料的方法剪切断面质量好，废料少，生产效率

5、高。但截面的坯料比较粗糙，端面与中心轴线不能保持垂直，有一定的斜度，尤其是半封闭截切模，这种情况尤为严重。因此坯料在截切后，用镦平模将坯料端面压平后再进行挤压。（2）、退火软化处理（3）、表面处理20Cr合金结构钢坯料冷挤压前的表面处理为磷化处理。磷化处理又叫磷酸盐处理，也就是把钢坯料放在磷酸盐溶液中进行处理。磷化处理的具体工艺如下1）化学去油（氢氧化钠NaOH60~100g/L，碳酸钠Na2CO360~80g/L，磷酸钠Na3PO425~80g/L，水玻璃Na2SiO310~15g/L，处理温度≥85℃，处理时间1

6、5~25min）。2）流动冷水清洗。3）酸洗（硫酸H2SO4120~180g/L，氯化钠NaCl8~10g/L，处理温度65~75℃，处理时间5~10min）。4）流动冷水清洗，是为了防止吸附在坯料表面的酸洗液带入下道磷化液中，影响磷化效果。5）热水洗，为磷化处理预热。6）磷化处理配方：氧化锌（ZnO）9g/L，磷酸（H3PO4）23mg/L，水（H2O）1L。该配方的总酸度为16~20点，游离酸度为2.5~4.5点，温度为85~95℃，处理时间为30~40min。（4）、润滑处理采用皂化方法。配方：硬脂酸钠（C17

7、H35COONa）5~9g/L；水1L；处理温度60~70℃，处理时间10min。注意：磷化的皂化均用浸渍法在不锈钢槽内进行，槽底用电热丝加热。磷化液的配置是在陶瓷缸内进行的，先将磷酸倒入缸内，再将氧化锌徐徐加入，并不断搅拌，直至反应完全完毕，将添加液澄清，即为浓缩液，以备使用。配置处理液时，再将浓缩液按比例（约23毫升每升）倒入处理槽中。毛坯经酸洗、清洗后即可放入处理筐中，将整个筐放入处理液中。皂化液制备只需按比例将硬脂酸钠放入水中加热溶解即可，其浓度可看皂化层质量或用比重计测定之。