锻0001挤压精密汽车精密挤压工艺及模具设计--参考.ppt

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1、第二部分汽车产品的精密体积成形技术2精密挤压工艺及模具设计内容简介概述分类、基本原理、特点和应用范围冷挤压工艺金属流动规律、应力应变状态、变形力计算、冷挤压工艺（毛坯制备、工艺工序分析和许用变形程度）和工艺方案制定挤压模具设计设计注意问题、结构组成、工作部分设计和结构设计实例分析概述挤压是将金属毛坯放入挤压模具模腔内，在强大的压力和一定的速度条件下，迫使金属从模腔中挤出，从而获得所需形状、尺寸以及具有一定力学性能的挤压件。显然，挤压加工是靠模具来控制金属流动，靠金属体积的大量转移来成形零件。挤压种类及基本方法按毛坯的温度不同分类冷挤压。在室温下对毛坯进行挤压。温挤压。

2、将毛坯加热到金属再结晶温度下某个适合的温度范围内进行挤压。其变形实质与冷挤压基本相同，基本保持冷挤压变形的显著特点。热挤压。将毛坯加热到一般热锻温度范围内进行挤压。概述按毛坯材料种类不同分类有色金属及其合金挤压。黑色金属及其合金挤压。挤压的成形速度范围很广，它既可在专用挤压设备上进行，也可在曲柄式机械压力机、液压机、螺旋压力机及高速锤上进行。但冷挤压的速度不能过高，热挤压的速度不能过低。挤压时设备速度特性同模具寿命的关系如表1所示。冷锻温热锻载荷行程曲线影响模具寿命原因压力机要求特性影响模具寿命原因压力机要求特性正挤压磨耗平均加压速度低变形或磨耗加压速度快反挤法浅挤压

3、磨耗或破损接触速度低变形或磨耗反挤法探挤压磨耗或破损平均加压速度低,下止点附近的加压速度低变形或磨耗概述概述挤压的基本方法根据挤压时金属流动方向与凸模运动方向之间的关系，将常见的挤压方法分为如下几种：(1)正挤压挤压时，金属的流动方向与凸模的运动方向一致。正挤压又分为实心件正挤压(图a)和空心件正挤压(图b)。挤压件的断面形状可以是圆形、椭圆形、扇形、矩形或棱柱形，也可以是非对称的等断面挤压件和型材。概述(2)反挤压挤压时，金属的流动方向与凸模的运动方向相反，如图2所示。反挤压法适用于制造断面为圆形、方形、长方形、“山”形、多层圆和多格盒形的空心件。概述图3复合挤压(

4、3)复合挤压挤压时，毛坯一部分金属的流动方向与凸模的运动方向相同，另一部分金属的流动方向与凸模运动方向相反，如图3所示。复合挤压适合于制造杯杆类零件。概述(4)径向挤压挤压时，金属的流动方向与凸模的运动方向垂直，如图4所示。径向挤压又分为分流式和汇集式径向挤压两种。径向挤压适用于制造十字轴、T形接头、小模数的直齿和斜齿轮等。概述图5镦挤复合成形(5)镦挤复合法它是将局部镦粗和挤压结合在一起的加工方法，如图5所示。该法主要用于制造带法兰的空心杆类零件。挤压特点及应用范围冷挤压特点及应用范围采用冷挤压加工可以降低原材料消耗，材料利用率高达70%～80%。在冷挤压中，毛坯金

5、属处于三向压应力状态，有利于提高金属材料的塑性且经挤压后金属材料的晶粒组织更加细小而密实；金属流线不被切断加上所产生的加工硬化特性，可使冷挤压件的强度大为提高；可以获得较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度。目前，冷挤压已在机械、汽车、仪表、电器、轻工、宇航、船舶、军工等工业部门得到较为广泛的应用。温挤压特点及应用范围温挤压与冷挤压相比，挤压力大为减少；与热挤压相比，加热时的氧化、脱碳都比较少，产品的尺寸精度高，且力学性能基本上接近冷挤压件。可见，温挤压综合体现了冷、热挤压的优点，避免了它们的缺点，因此，正在得到迅速发展。挤压特点及应用范围热挤压特点及应用范围热挤压时，由于

6、毛坯加热至一般的始锻温度，材料的变形抗力大为降低。因此，它不仅适用于有色金属及其合金铜、低碳钢、中碳钢，而且也可以成形高碳钢、高合金结构钢、不锈钢、工模具钢、耐热钢等。但由于加热时产生氧化、脱碳和热胀冷缩大等缺陷，必会降低产品的尺寸精度和表面质量。所以，它一般用于锻造毛坯精化和预成形。当然，冷、热挤压也均有一些缺点。冷挤压单位压力大，热挤压单位压力较小，但因毛坯表面的氧化皮增大了接触面上的摩擦阻力，导致模具使用寿命不高。但随着模具材料、设计方法及润滑等配套技术的进步，挤压工艺的优越性必将得到充分发挥。冷挤压工艺一、各种挤压方法的金属流动规律为了搞清楚各种挤压方法的金属

7、流动情况，可以采用坐标网格法、视塑性法、光塑性法、密栅云纹法等实验研究方法和上限元法、有限元法等数值计算方法。下面采用简便的坐标网格法来分析各种挤压方法的金属流动情况。1.正挤压实心件的金属流动情况为了了解正挤压实心件的金属流动情况，可将圆柱体毛坯切成两块，见图6。在其中的一块剖面上刻上5mm×5mm～20mm×20mm的正方形网格，将拼合面涂上润滑油，再与另一块拼合在一起放入挤压凹模模腔内进行正挤压。当挤压至某一时刻时停止挤压，取出试件，将试件沿剖分面分开，此时可以观察到坐标网格的变化情况，见图7。由图中坐标网格的变化情况，可以对金属流动情况作如下