冲压工艺与模具设计 教学课件 作者 李大成 第 6章 冷挤压工艺与模具 设计.ppt

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1、冷挤压工艺的分类及挤压金属的变形特点6.1冷挤压力的确定6.3冷挤压原材料与毛坯的制备6.2冷挤压的工艺设计6.4第6章冷挤压工艺与模具设计冷挤压模具设计6.5冷挤压是在室温将毛坯放入模具型腔，在强大压力和一定速度作用下，迫使金属从形腔中挤出而获得一定形状、尺寸和力学性能的制件。主要的优点：1）因在冷态下挤压成形，挤压件质量好、精度高、其强度性能也好；2）冷挤压属于少、无切削加工，节省原材料；3）冷挤压是利用模具来成形的，其生产效率很高；4）可以加工其它工艺难于加工的零件特殊要求:1）要求设备吨位较大冷挤压的变形抗力大，单位挤压力可能高达2）对模具要求高冷挤压力时常接近甚至超过现有模具

2、材料的抗压强度，所以对模具材料要求很高.3）对所加工的原材料要求高冷挤压时，材料在冷态下发生很大的变形。4）所用毛坯往往要进行软化退火和表面磷化等润滑处理。6.1.１、冷挤压工艺的分类及应用正挤压:金属被挤出方向与加压方向相同(如图6.1.1ab)反挤压：金属被挤出方向与加压方向相反(图6.1.1c)6.1冷挤压工艺的分类及挤压金属的变形特点复合挤压：一部分金属的挤出方向与加压方向相同，另一部分金属的挤出方向与加压方向相反，是正挤和反挤的复合（如图6.1.1d）径向挤压：挤压时金属的流动方向与凸模轴线方向相垂直（如图6.1.2）所示减径挤压：是一种变形程度较小的变态正挤压法，毛坯断面仅

3、作轻度缩减（如图6.1.3）挤压花键（如图6.1.4)6.1.2冷挤压金属的变形分析1.正挤压变形分析正挤压实心件的金属流动网格图（如图6.1.5)正挤压时坯料大致分为：变形区、不变形区（又分为待变形区、已变形区）和死角区。（如图6.1.6a）变形区的应力应变关系（如图6.1.6b）单元体所示。挤压时变形区的应力状态是三向受压。其变形是两向收缩、一向伸长的应变状态.２.反挤压的变形分析根据反挤压的变形网格图（如图6.1.7)和反挤压的变形分区（如图6.１.８）3.复合挤压变形分析复合挤压是正挤压、反挤压的组合，有很多种复合的情况（见图6.1.9）6.1.3、冷挤压的变形程度1.表示方法

4、：1）断面缩减率：式中：2）挤压比：3）对数变形程度：２.冷挤压许用变形程度挤压的许用变形程度:模具强度允许的条件下一次挤压的变形程度.影响因素：挤压材料的力学性能、模具强度、挤压变形方式、毛坯表面处理、润滑等。挤压（如图6.1.10）、反挤压（如图6.1.11）分别表达了毛坯材料硬度与许用变形程度的关系。曲线由实验测得，其试验条件是：毛坯的相对高度　　　　　　毛坯经退火软化、表面磷皂化处理.图6.1.1冷挤压的基本工艺类型a)实心件正挤压b)空心件挤压c)反挤压d)复合挤压图6.1.2径向挤压图6.1.3减径挤压图6.1.4挤压花键图6.1.5正挤压变形的网格示意图a)变形前b)理想

5、变形c)理想润滑时的变形d)实际变形图6.1.6正挤压变形分区图6.1.7反挤压的变形网格a)开始状态b)稳定变形状态c)终了状态图6.1.8反挤压的变形分区图6.1.9复合挤压变形的网格图图6.1.10黑色金属正挤压的许用变形程度图6.1.11黑色金属反挤压的许用变形程度6.2.1常用原材料目前可供冷挤压的金属材料有：铅、锡、银、纯铝（L1～L5）、铝合金（LF21、LY11、LY12、）、紫铜与无氧铜（T1、T2、T3、TU1、TU2等）、黄铜（H62、H68、等）、锡磷青铜（QSn6.5一0.1等）、镍（N1、N2等）、锌及锌镉合金、纯铁、碳素钢（Q195、Q215、Q235、Q

6、255、)低合金钢（15Cr、20Cr、20MnB、16Mn、30CrMnSiA）和不锈钢（1Cr13、2Cr13、1Cr18Ni9Ti等）6.2.2毛坯形状和尺寸的确定1.冷挤压对毛坯的要求1)冷挤压毛坯的质量2）冷挤压毛坯的几何形状（如图6.２.１）6.2冷挤压原材料与毛坯的制备2、毛坯形状和尺寸的确定毛坯尺寸是根据体积不变条件计算的。如果冷挤压压后还要进行切削加工，则计算毛坯体积还应加上修边量，即：式中：毛坯体积确定后，其高度为：6.2.3、挤压毛坯的加工方法选择：应该根据坯料形状、精度要求，材料利用率及生产现场的实际条件等因素进行选择１.切削在批量不大时常用车削、铣削、锯切法加

7、工挤压毛坯２.剪切剪切下料是在专用的棒料剪切机或冲　剪机上进行的３.冲裁对于板形坯料，宜用冲裁方法加工。6.2.4、冷挤压毛坯的软化和表面处理1.毛坯的软化冷挤压毛坯在挤压之前及工序之间，大都需进行软化热处理，其目的是减小毛坯的硬度和强度，提高塑性，得到良好的金相组织，以利于冷挤压变形的进行.2.坯料的润滑与表面处理工艺润滑对冷挤压是非常重要的。挤压时摩擦不仅影响到金属的变形及挤压件的质量，而且也直接影响到单位挤压力的大小、模具的寿命。所以要采