冷冲压工艺与模具设计内容第五课时.ppt

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1、第5章冷挤压工艺与模具设计冷挤压工艺的基本知识任务一冷挤压工艺设计任务二冷挤压模具典型结构及设计任务三任务一冷挤压工艺的基本知识阶段一冷挤压的概念及分类阶段二冷挤压的特点及应用阶段三冷挤压的主要技术问题阶段四冷挤压金属流动分析阶段一冷挤压的概念及分类1、冷挤压的概念冷挤压是是指在室温条件下，利用压力机的压力，使模腔内的金属毛坯产生塑性变形，并将金属从凹模孔或凸、凹模的缝隙中挤出，从而获得所需工件的加工方法。2、冷挤压的分类（1）正挤压（2）反挤压（3）复合挤压（4）径向挤压阶段二冷挤压的特点及应用1、冷挤压的特点（1）坯料变形

2、区塑性好，变形抗力大（2）挤压件质量高。（3）生产率高（4）节约原材料2、冷挤压的应用由于冷挤压具有上述优点，因而应用冷挤压生产制品有明显的技术经济效果。例如汽车活塞销[图5-6（a）]采用冷挤压代替原来的切削加工方法，材料利用率有40%提高到80%，生产效率提高两倍、成本降低37%。阶段三冷挤压的主要技术问题1、设计合理的、工艺良好的挤压件结构；2、制定合理的冷挤压工艺方案；3、选用适合于冷挤压加工的材料；4、选用合理的毛坯软化热处理规范，采用理想的毛坯表面处理方法与润滑剂；5、选用耐疲劳、耐磨损的高强度模具材料，采用合理的

3、模具加工方法与热处理方法；6、设计合理的模具结构；7、选择合适的压力机。阶段四冷挤压金属流动分析1、正挤压时的金属流动2、反挤压时的金属流动任务二冷挤压工艺设计阶段一冷挤压常用材料阶段二工艺余块和修边余量阶段三冷挤压件的尺寸公差与粗糙度阶段四冷挤压件坯料的制备及处理方法阶段五变形程度和挤压力计算阶段一冷挤压常用材料1、拉深件的结构与尺寸金属材料塑性越好，硬度越低，含碳量越低，含硫、磷等夹杂物越少，冷作硬化敏感愈弱，则对冷挤压越有利，工艺性越好。目前可用于冷挤压的金属主要是有色金属及其合金、纯铁、碳素钢、低合金钢、不锈钢。阶段二

4、工艺余块和修边余量1、制定挤压件图时，根据挤压工艺性的特点，可适当设置工艺余块，由机械加工切除。2、如图5-13中的A面是挤压的工艺基准，挤压工艺基准应尽量与设计基准和机械加工基准相一致。阶段三冷挤压件的尺寸公差与粗糙度冷挤压件的尺寸公差受到制件尺寸大小、毛坯状态，模具与压力机的精密程度和刚性等因素的影响，一般冷挤压件的径向尺寸公差可达IT8级。冷挤压件的表面粗糙度与模具工作表面的质量，几何形状及润滑等因素有关，一般粗糙度Ra可达3.2—0.4um，在理想的挤压条件下，可达0.1um。阶段四冷挤压件坯料的制备及处理方法1、冷挤

5、压对毛坯的要求（1）冷挤压用毛坯表面应保持光滑，不能有裂纹、折叠等缺陷，一般要求毛坯表面粗糙度Ra在6.3um以下。（2）毛坯的几何形状应保持对称、规则，两端面保持平行。否则，易使凸模单面受力而折断。2、毛坯的形状和尺寸（1）毛坯的性质（2）毛坯尺寸的确定3、毛坯的制件方法原材料为板材的毛坯，可采用小间隙圆角凹模落料获得，毛坯质量好，效率高。原材料为棒料的毛坯，可用切削加工和冲剪获得，前者毛坯质量好，后者效率高且省料。杯形和预成形的毛坯使用反挤或拉深而成的毛坯。4、坯料的软化、表面处理和润滑（1）毛坯软化热处理规范（见表5-2

6、）（2）软化处理1）润滑处理的目的是降低单位挤压力，提高挤压件表面质量，延长模具使用寿命2）润滑前的表面处理方法有磷化处理，如碳钢；草酸盐处理，如不锈钢等3）涂润滑剂。冷挤压前，在坯料表面涂抹矿物油、植物油或皂化液等。阶段五变形程度和挤压力计算1、变形程度的表示方法变形从程度是表示挤压时金属塑性变形量大小的指标，常用断面缩减率表示：2、许用变形程度许用变形程度是指冷挤压时材料的许用变形程度，实际上是指模具强度允许的条件下，能保持模具有合理寿命的一次挤压的变形程度。碳钢的许用变形程度，如图5-16、图5-17、图5-18所示。3

7、、挤压力的计算确定挤压力的目的：一是确定此工序凸模上所承受的单位压力P，以此作为设计模具的重要依据；二是确定此工序变形所需的压力P（单位压力P乘凸模工作部分的投影面积F）。任务三冷挤压模具的典型结构及设计阶段一冷挤压模具分类及典型结构阶段二冷挤压凸、凹模设计阶段一冷挤压模具分类及典型结构1、冷挤压模具分类（1）按冷挤压方式分：正挤压模、反挤压模、复合挤压模及其他挤压模；（2）按照通用性有专用冷挤压模和通用冷挤压模；（3）按照调整的可能性有调式冷挤压模和不可调式的冷挤压模。2、冷挤压模具的典型结构（1）正挤压模具（2）反挤压模具

8、阶段二冷挤压凸、凹模设计1、凸模设计（1）正挤压凸模（2）反挤压凸模2、凹模设计（1）正挤压凹模（2）反挤压凹模反挤压凹模的几何参数如下：型腔内壁有一定斜度以利于金属的流动；凹模底部圆角根据挤压件要求而定，r可取（0.1—0.2）DA，但应大于0.5mm；R=2—3mm。型腔