外管冷挤压工艺方案分析及模具设计

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1、连接外管挤压成形工艺分析及模具设计湖南工业大学机械工程学院材料成型061班：余海洋指导老师：金仁钢摘要：探讨了连接外管冷挤压工艺的可行性，通过对产品零件图、挤压材料的成形性能的分析,制定了几种工艺方案并进行分析比较，从而实现了工艺方案的优化。在此基础上，完成了对连接外管冷挤压模具的设计。关键词：（紫铜）连接外管；冷挤压；模具设计Coldextrusionprocessanddesignofdieforcopperconnectingtheoutertube(MaterialShapingandControlEngineering061，Mechanical

2、School,HunanUniversityofTechnology:YuHai-yang.Instructor:JinRen-gang)Abstract:Thefeasibilityofextrusionformingofconnectingtheoutertubewasdiscussedinthisarticle.Withtheanalysisofseveraltechnologicalprogramsandextrusionformingpropertiesofthematerial,theoptimalplanwasmadeandselected,

3、thetechnologicalprocesswasdetermined.Basedonthepre-discussion,theextrusiondiewasdesigned.Keywords:Copperconnectingtheoutertube;coldextrusion;diedesign1引言冷挤压是指在室温下，利用压力机的简单往复运动，使放在冷挤压模腔内的金属毛坯，在强大的压力和一定的速度作用下，迫使金属产生塑性变形，从而获得所需形状、尺寸以及具有一定机械性能的挤压件。与传统的机械加工相比，它不仅可以提高生产效率，节约生产成本，而且在挤压过程

4、中，零件处于三向压应力状态，变形后材料组织致密，具有连续的金属流向，可以提高零件的机械性能。紫铜（T2）连接外管是建筑、制冷、造船、化工等行业关键连接部件，在工业生产中起着重要的作用，其需求量非常大。本文以紫铜（T2）连接外管为例，通过对产品零件图、挤压材料的成形性能的分析,制定了几种工艺方案并进行分析比较，得出一种最优工艺方案，并以此为基础完成连接外管冷挤压模具设计。2冷挤压工艺方案2.1连接外管的零件图图1所示为紫铜连接外管的零件图和三维图，从图上我们可以直观地看出此零件为一个外形和内孔都有阶梯的空心零件。形状比较规则，呈轴对称图形，转角处均有一定的圆

5、弧过渡，产品壁厚不均匀。在尺寸方面上看，零件精度要求比较高。7产品的材料为纯铜T2，纯铜T2是有色金属。主要力学性能（退火状态）：屈服强度=220-240MPa,伸长率≥45%。图1连接外管零件图和三维图2.2工艺方案分析及优化从挤压工艺分析来看，冷挤压工艺可分为几种方案，现将各方案分析如下：(1)成形工艺方案Ⅰ工艺过程：车床下料——软化退火——酸洗、润滑——复合挤压（a）下料（b）复合挤压此方案在通过车床下料获得毛坯后，直接采用7复合挤压，一次挤压成形。虽然这样通过一次挤压就能得到复杂零件，挤压力较低，但是由于材料变形太大，在进行复合挤压的过程中，金属变

6、形复杂，金属流动不易控制，因此在尺寸上不容易控制，会影响产品质量与精度，从而无法保证产品的质量。在挤压后，挤压件会很紧地包在凸模上，卸件过程中很容易使凸模断裂，减少凸模的使用寿命。该方案的毛坯采用车床车削下料，不仅生产效率较低，而且材料利用率为71.6%，不是很高，因此不宜采用这种方案。（2）成形工艺方案Ⅱ工艺过程：车床下料——软化退火——酸洗、润滑——反挤压——正挤压（a）下料（b）反挤压（c）正挤压本方案和方案Ⅰ的区别在于通过车床下料获得毛坯后，先采用反挤压，然后再利用正挤压成形。与方案一相比较来说，比较容易控制高度方向上的尺寸，但是单纯的反挤压、正挤

7、压使得单位挤压力变大，模具寿命会降低。该方案的毛坯采用车床车削下料，不仅生产效率较低，而且材料利用率为70.8%，不是很高，故不采用该方案。（3）成形工艺方案Ⅲ工艺过程：车床下料——软化退火——酸洗、润滑——复合挤压——正挤压7（a）车床下料（b）复合挤压（c）正挤压本方案中间工序采用复合挤压使得挤压力会降低，模具寿命增加，同时金属流动变形有序，易于控制。只是用车床下料，不仅降低了生产效率，而且材料的利用率（70.8%）也不是很高，故不采用。（4）成形工艺方案Ⅳ工艺过程：剪切下料——软化退火——酸洗、润滑——镦粗整形——复合挤压——冲连皮——复合挤压

8、——正挤压（a）下料（b）镦粗整形（c）复合挤压7（d）冲连皮（e