《冷冲压工艺与模具设计》第6章_冷挤压工艺与模具设计简介

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1、第6章冷挤压工艺与模具设计简介（时间：2次课，4学时）第6章冷挤压工艺与模具设计简介教学目标：冷挤压是压力加工的范畴，其加工毛坯与冲裁、弯曲、拉深及各种成形工艺的板料毛坯有很大区别，其加工工艺及模具设计可以作为冲压加工的一个独立分支，但其加工过程、工艺、模具、加工设备、应力应变状态等与常规冲压加工有很多相似之处。第6章冷挤压工艺与模具设计简介教学重点和难点：本章主要学习冷挤压加工的工艺特点、冷挤压的方式、冷挤压模具的设计要求和冷挤压模具的基本结构；了解冷挤压时的金属流动特点和冷挤压毛坯的预处理方法；了

2、解冷挤压的基本工艺计算方法。第6章冷挤压工艺与模具设计简介案例导入：下列各图所示零件的工作负荷很大，要求有极高的强度和韧性，用切削工艺加工会将材料中的纤维组织切断，对材料的强度和韧性有一定的影响，而且材料利用率较低，改用冷冲压工艺加工，可以直接制造出高精度的零件或切削量很小的零件毛坯，在材料的内部还能形成更高强度的纤维组织，大大提高材料的综合性能，而且能够最大限度地节约原材料和能源。冷冲压加工是一种少切削或无切削而使金属成形的塑性加工工艺。第6章冷挤压工艺与模具设计简介冷挤压汽车零件第6章冷挤压工艺与

3、模具设计简介冷挤压花键第6章冷挤压工艺与模具设计简介冷挤压高强度螺母第6章冷挤压工艺与模具设计简介冷挤压高强度螺栓第6章冷挤压工艺与模具设计简介6.1冷挤压的主要特点6.2冷挤压工艺的分类6.3冷挤压的变形分析6.4冷挤压材料6.5冷挤压件的结构工艺性6.6冷挤压力6.7冷挤压模具6.1冷挤压的主要特点冷挤压是指坯料在冷态(变形温度低于再结晶温度，通常是指常温)下，通过强大的压力使放入模具型腔内的金属毛坯发生塑性变形，充满型腔或从模具型腔中挤出，从而获得所需形状、尺寸以及一定力学性能的制品的塑性成形方

4、法。冷挤压是精密塑性体积成形技术中的一个重要组成部分，是一种高精度、高效率、优质低耗的先进生产工艺技术，较多应用于中小型锻件规模化生产中。与热锻、温锻工艺相比，可以节材30%~50%，节能40%~80%，而且能够提高锻件质量，改善作业环境。(1)在冷态下挤压成形，挤压件质量好，精度高，表面粗糙度值小，一般尺寸精度可以达到IT8~IT9，表面粗糙度可达Ra3.2~0.4μm；冷挤压后材料产生冷作硬化，零件内部的纤维组织连续，基本沿零件外形分布而不被切断，零件的强度远高于原材料的强度；合理的冷挤压工艺还可

5、使零件表面形成压应力，从而提高疲劳强度；但冷挤压零件的塑性、冲击韧性变差，而且零件的残余应力大，容易引起零件变形和耐腐蚀性的降低(产生应力腐蚀)。(2)冷挤压工件切削量少甚至不用切削，属少切削或无切削加工，材料利用率及生产效率都较高，用冷挤压工艺代替切削加工制造零件，能使生产效率提高几倍、几十倍甚至上百倍，生产过程容易实现机械化和自动化；但冷挤压的模具成本高，一般只适用于大批量生产的零件。(3)冷挤压加工的变形抗力很大，挤压钢铁材料时单位挤压力可能高达2000MPa以上，接近甚至超过模具材料的抗压强度

6、，因此模具材料需要具有极高的强度、足够的冲击韧性和耐磨性；金属毛坯在模具中强烈的塑性变形，会使模具温度升高至250~300℃，因此模具材料需要一定的回火稳定性；冷挤压加工的变形抗力大，不宜用于高强度材料加工。(4)冷挤压时材料在冷态下发生塑性变形，应选用组织致密和杂质少的材料，避免加工过程过多的中间退火；冷挤压件一般都不进行精加工，所以必须选用精度高的坯料；在冷挤压加工前，毛坯常进行软化退火和表面磷化等润滑处理。(5)冷挤压的适用范围广，既可挤压塑性良好的铜、铝等材料，又可挤压采用锻造等方法较难加工的

7、一些金属(因金属处于强烈的三向压应力状态，能充分提高金属坯料的塑性)；既可以生产截面形状简单的管、棒等型材，又可生产截面极其复杂的或具有深孔、薄壁以及变截面的零件。6.2冷挤压工艺的分类根据被挤金属的流动方向与加压方向的关系可将冷挤压分为以下几种。(1)正挤压：被挤金属的流动方向与加压方向相同，如图6-1所示。(2)反挤压：被挤金属的流动方向与加压方向相反，如图6-2所示。(3)复合挤压：一部分被挤金属的流动方向与加压方向相同，一部分与加压方向相反，如图6-3(a)所示。(4)径向挤压：被挤金属的流动

8、方向与加压方向相垂直，金属在模具中作径向流动，如图6-3(b)所示。(5)减径挤压：也称“开式挤压”或“无约束正挤压”，是一种变形程度较小的正挤压法，毛坯断面仅作轻度缩减，这种挤压主要用于制造直径差不大的阶梯轴类挤压件以及作为深孔薄壁杯形件的修整工序，如图6-4所示。6.2冷挤压工艺的分类图6-1正挤压6.2冷挤压工艺的分类图6-2反挤压6.2冷挤压工艺的分类(a)(b)图6-3复合挤压与径向挤压6.2冷挤压工艺的分类图6-4减径挤压6.3冷挤压的变形分