冲压模具及设备徐政坤第8章节冷挤压

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1、第八章　冷　挤　压第八章　冷　挤　压第一节　冷挤压概述冷挤压是在常温下对模具型腔内的金属坯料施加强大压力，迫使金属从模具型孔或凸、凹模间隙中挤出，从而获得所需零件的一种压力加工方法。一、冷挤压的分类根据金属挤出时的流动方向与凸模运动方向之间的关系，冷挤压可以分为轴向挤压、径向挤压和镦挤三类，其中轴向挤压又可分为正挤压、反挤压、复合挤压三种，见表8⁃1。第八章　冷　挤　压表8-1　冷挤压的分类第八章　冷　挤　压表8-1　冷挤压的分类第八章　冷　挤　压二、冷挤压的特点及应用1.冷挤压的特点(1)挤压件质量高　冷挤压可以直接获得尺寸精确、表面粗糙度Ra值小的零件。(

2、2)生产率高　冷挤压是利用挤压模具在压力机上进行，一次冲压行程即可完成一道工序甚至一个工件。(3)节约原材料　冷挤压属于少切削或无切削加工，材料利用率可达70%～95%。第八章　冷　挤　压(4)降低了成本费用　与传统机械加工工艺相比，由于节省原材料，减少了零件的加工工序，提高了生产效率，使制件成本大为降低。(5)可挤压形状复杂的零件　因冷挤压时坯料处于很强的静水压力作用，有利于金属的塑性变形，可产生较大的变形程度，因此可以挤压出其他加工方法难以制造的复杂形状零件。(6)冷挤压坯料变形区变形抗力大，需要塑性变形力大，对模具强度、刚度要求高。第八章　冷　挤　压图8

3、-1　冷挤压件a)汽车活塞销　b)纯铁底座　c)纯铝电容器2.冷挤压的应用第八章　冷　挤　压图8-2　纯铝仪表零件第八章　冷　挤　压三、冷挤压中的主要技术问题冷挤压坯料变形所需单位压力很大，有时接近甚至超过某些模具材料的抗压强度极限，为使冷挤压工艺的顺利进行，就必须合理解决挤压时金属需要强大的变形抗力和模具承载能力的矛盾。为此，必须对下列主要技术问题加以综合考虑：1)设计合理的、工艺性良好的冷挤压件结构。2)合理地选择冷挤压金属材料，正确确定坯料形状尺寸及热处理规范，要特别注意坯料的表面处理与润滑。第八章　冷　挤　压3)制定合理的冷挤压方案，合理选择冷挤压方式

4、，适当控制冷挤压变形程度。4)采取有效措施解决模具的强度、刚度和寿命问题。5)选用合适的挤压设备。第八章　冷　挤　压第二节　冷挤压的变形程度一、冷挤压变形程度的表示方法冷挤压变形程度是描述冷挤压时金属塑性变形量的大小，它直接影响着冷挤压工艺的顺利进行和挤压件的质量。冷挤压变形程度可以用以下几种形式表示：(1)断面变化率　金属挤压前后横截面积差与挤压前坯料横截面积之比的百分数。(2)挤压比　坯料的横截面积与挤压后横截面积之比。(3)对数挤压比　又称之为对数塑性变形，挤压比用对数来表示。第八章　冷　挤　压二、极限变形程度冷挤压时，一次挤压加工可能达到的最大变形程度

5、称为极限变形程度。挤压时金属坯料处于很强的静水压力作用，坯料的变形程度可能达到很大。但是，当一次变形程度过大时，由于单位挤压力很大，会显著降低模具的使用寿命；如果单位挤压力超过模具强度所许可的范围，则造成模具的早期破坏。所以，冷挤压的极限变形程度实际上是指在模具强度允许的条件下，能够保持模具有一定寿命的一次挤压变形程度。第八章　冷　挤　压图8-3　正挤压碳素钢实心件极限变形程度第八章　冷　挤　压图8-4　正挤压碳素钢空心件极限变形程度第八章　冷　挤　压图8-5　反挤压碳素钢空心件极限变形程度第八章　冷　挤　压表8-2　有色金属一次挤压的极限变形程度第八章　冷　

6、挤　压第三节　冷挤压材料与坯料准备一、冷挤压材料1.冷挤压工艺对金属材料的要求2.可用于冷挤压的金属材料第八章　冷　挤　压二、冷挤压坯料形状与尺寸的确定冷挤压坯料形状要根据挤压件的横截面形状和挤压方式来确定。坯料横截面轮廓形状尽量与挤压件的轮廓形状相同，并与挤压模型腔吻合，便于坯料的定位。坯料的几何形状应保持对称、规则、两端面平行；坯料表面应光滑，不能有裂纹、折叠等缺陷。图8-6　正挤压用坯料形状a)实心坯料　b)、c)、d)空心坯料第八章　冷　挤　压表8-3　旋转体冷挤压件高度修边量表8-4　大量生产铝质外壳所用的修边余量第八章　冷　挤　压三、冷挤压坯料的软

7、化处理为了降低坯料的硬度和变形抗力，提高其塑性，消除内应力并得到良好的金相组织(晶粒度大小适中的球状组织最好)，以降低单位挤压力和提高模具寿命，通常在冷挤压前或多道冷挤压工序中间必须进行软化处理。软化处理时，一般要将材料处理到其塑性达到最高、硬度最低，使金属在较小的冷挤压力下成形。中间工序的软化处理是为了消除冷作硬化和内应力，以恢复材料的塑性。对于黄铜和不锈钢经冷挤压后务必及时进行消除应力的退火，否则会开裂。第八章　冷　挤　压四、冷挤压坯料的表面处理与润滑对冷挤压坯料进行表面处理与润滑的目的是减少模具表面与金属坯料之间的摩擦力。1.黑色金属坯料的表面处理与润滑

8、(1)碳钢和合金结构钢坯料的表面处理与