锻压工艺学-冷挤压

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1、冷挤压1.1冷挤压的概念概述：1.1.1冷挤压的基本概念室温下利用模具迫使金属块料产生塑性流动，通过凸模与凹摸间的间隙或凹模出口，制造空心零件或剖面比毛坯断面要小的零件。正挤压：反挤压：复合挤压：6.1.2冷挤压的优点6.1.3冷挤压的主要技术问题特点：三向压应力状态下的金属冷塑性变形，变形抗力很大，容易使模具破坏，以致使挤压加工不能实现。6.2冷挤压的基本原理6.2.1主应力状态对冷挤压工艺的影响图6.2纯铝零件图6.3纯铝件冷挤压工艺图6.4拉深件应力状态图6.5挤压过程中的应力状态6.2.2冷挤压时的附加应力与残余应力图6.9黏滞区金属的

2、剥落图6.10正挤压时金属内、外层的附加应力金属内部应力和变形不均匀的原因：变形金属和模具之间存在着摩擦；挤压工件各部分的金属流动阻力不一致；冷挤压毛坯内部组织不均匀；挤压模具形状和尺寸等。产生附加应力的不良后果：(1)改变金属由于外力所引起的应力分布情况。(2)附加应力的产生会使金属的变形抗力提高。(3)附加应力将使挤压零件的内部产生残余应力。图6.11凹模工作带高度不均匀而引起工件弯曲产生的附加应力6.2.3冷挤压时的外摩擦影响摩擦的主要因素是模具的表面状态与润滑效果的优劣。6.3冷挤压用的金属材料(1)材料机械强度愈低，冷挤压时材料变形抗

3、力愈低。(2)材料的冷作硬化敏感性越低越好，这样不致使变形过程中的挤压力变得太大。(3)冷挤压材料应具有较好的塑性。6.4冷挤压的变形程度6.4.1变形程度的表示方法（1）断面缩减率F0—冷挤压变形前毛坯的横截面积，mm2；F1—变形后产品的横截面积，mm2。（2）挤压比（1）反挤压的断面缩减率式中，（2）正挤压实心件的断面缩减率6.4.2许用变形程度图6.15正挤压空心件变形程度计算图图6.16正挤压碳钢实心件的许用变形程度图6.17正挤压碳钢空心件的许用变形程度图6.18碳钢反挤压的许用变形程度6.5冷挤压时的变形力P=CpFP—总的挤压力

4、，N；p—单位挤压力，MPa；F—凸模工作部分横断面积，mm2；C—安全因数，一般取1.3。7.5.1冷挤压力的阶段性（1）正挤压的阶段性四个阶段：(2)反挤压变形的阶段性四个阶段：6.5.2影响挤压力的主要因素(1)原材料机械性能对挤压力的影响(2)挤压方式对挤压力的影响(3)模具几何形状的影响图6.23正挤凹模的几何形状图6.25凸模斜角对挤压力及单位挤压力的影响图6.26反挤凸模形状对单位挤压力的影响挤压材料：钢10(4)毛坯相对高度对挤压力的影响图6.27毛坯相对高度对正挤时单位挤压力修正因数的影响图6.28毛坯相对高度对反挤压时单

5、位挤压力修正因数的影响(5)挤压速度对挤压力的影响6.6冷挤压毛坯的制备6.6.1毛坯下料，1．冷挤压毛坯的形状与尺寸图6.30正挤压的毛坯形状图6.31反挤压的毛坯形状2.板料下料法3．棒料下料方法(1)剪切下料图6.32全封闭式剪切模(2)其它下料方法6.6.2毛坯的软化热处理冷挤压前进行软化热处理的目的：通过热处理降低毛坯的硬度，提高塑性，得到良好的金相组织和消除内应力等。(1)完全软化退火加热到Ac3以上30一50C，在此温度下保温一定时间，然后随炉缓冷，或在550C以后从炉中取出空冷。(2)球化退火使珠光体中的渗碳体和二次渗碳体球

6、化而进行的一种退火。(3)不完全退火钢加热到高于Ac1而低与Ac3或Acm，并在此温度停留一定时间，然后缓慢冷却。6.7挤压模具1．正挤压凸模图6.34实心工件挤用正挤凸模图6.35空心件正挤整体式凸模图6.36空心件正挤用组合式凸模2.正挤压凹模凹模外壁形状应做成斜度为130的锥形，为加预应力圈用的。凹模工作锥角：60一126最合理，凹模收口部分应用适当的圆角半径连接，凹模过渡部分均应用圆角连接。工作带长度hl对纯铝：取1～2mm，对低碳钢：2—4mm；对硬铝、紫铜和黄铜：1～3mm。图6.38正挤压分体式凹模3．反挤压凸模工作部分主

7、要是高度为h1的圆柱表面(工作带)，直径为d。可取，也可取h1=2～3mm，图6.39反挤压凸模对凸模的要求：(1)工作长度应尽可能短一些，太长易使凸模产生纵弯。(2)为了减少应力集中，在整个长度上应避免断面的突然变化。(3)不同直径的断面之间以小的锥角和大的圆角半径来过渡。4．反挤压凹模图6.41反挤压凹模