劉成成-10121046-年產(chǎn)量4萬(wàn)噸H68黃銅管擠壓車間設(shè)計(jì)

1、銅陵學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)劉成成-10121046-年產(chǎn)量4萬(wàn)噸H68黃銅管擠壓車間設(shè)計(jì)摘 要AbStraCt第1章概述"1"我國(guó)銅材加工的生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì).-1-1.1.1我國(guó)銅行業(yè)發(fā)展情況-1-1.1.2我國(guó)銅制品的不斷發(fā)展發(fā)展1.1.3科技創(chuàng)新引領(lǐng)我國(guó)銅加工業(yè)的高速發(fā)展"2 -1.21.31.4擠壓生產(chǎn)的發(fā)展與現(xiàn)狀-2 -擠壓法的優(yōu)、缺點(diǎn)-3 -第2章擠壓工藝設(shè)計(jì)2.1 H68黃銅的性能分析.2.1.1 H68的化學(xué)成分2.1.2 H68物理性能2.1.3 H68的力學(xué)性能本設(shè)計(jì)的內(nèi)容及意義-4-52.2擠壓工藝設(shè)計(jì)-6 -2.2.1擠壓生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)圖-6-2.2

2、.2擠壓方法 6 -2.2.3擠壓工藝參數(shù)確定-6-2.2.4擠壓時(shí)的潤(rùn)滑條件2.2.5錠坯尺寸選擇-9 -第3章擠壓設(shè)備的計(jì)算與選擇-11-3.1擠壓力及擠壓設(shè)備-11 -3.1.1影響擠壓力的主要因素-11-3.1.2擠壓力計(jì)算-H-3.1.3擠壓設(shè)備的選擇-13-3.2擠壓工具及其設(shè)計(jì)-14-3.2.1擠壓模及其材質(zhì)的選擇-14 -3.2.2擠壓墊設(shè)計(jì)-20-323擠壓桿設(shè)計(jì)-21-324擠壓筒設(shè)計(jì)-22-第4章輔助設(shè)備的選擇-26-4.1加熱設(shè)備的選擇-26-4.2供錠機(jī)構(gòu)的選擇-26-4.3冷卻設(shè)備的選擇-26 -4.4切斷設(shè)備的選擇-26-4.5矯直機(jī)的選擇-26 -第5章車間勞動(dòng)

3、定員-27-5.1車間勞動(dòng)定員-27-5.2車間的勞動(dòng)定員-27-第6章 車間的組成和平面布置-28-6.2.16.2.26.2.36.2.46.1車間平面布置原則6.2車間平面的主要內(nèi)容金屬流程線的布置.生產(chǎn)設(shè)備的布置 車間內(nèi)通路的布置. 倉(cāng)庫(kù)面積的確定原則 第7章主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)和設(shè)計(jì)遺留問題7.1設(shè)計(jì)中主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)7.2設(shè)計(jì)遺留問題結(jié)-28-28-28-28-28-28-30-30-30-31-致 謝-33-參考文獻(xiàn)插表清單表1-1 2010年2011年我國(guó)銅行業(yè)生產(chǎn).消費(fèi)及凈進(jìn)口情況表21H68的化學(xué)成分5表22 H68的物理成分5表23 H62黃銅的力學(xué)性能5表2-4擠壓法分類6

4、表2-5熱擠壓時(shí)金屬材料的工藝參數(shù)值7表2-6擠壓時(shí)錠坯加熱溫度8表27銅擠壓時(shí)的金屬流出速率8表28擠壓筒與錠坯的間隙值10表3-1擠 壓 機(jī) 的 分 類 應(yīng) 用表13表3-2常用工模具材料14表 3-3 焊合室高度與擠壓筒內(nèi)徑的關(guān)系8表5-1車 間 勞 動(dòng) 定 員 綜 合表27表 7-1 車 間 綜 合 技 術(shù) 經(jīng) 濟(jì) 指標(biāo)30年產(chǎn)4萬(wàn)噸H68黃銅管擠壓車間設(shè)計(jì)銅和銅合金在航天、航空、電子、電力、信息、能源、機(jī)械、冶金、建筑和交通等領(lǐng) 域得到廣泛的應(yīng)用。銅合金材料的加工技術(shù)是控制和改善材料形狀、組織、性能以及尺寸 的主要手段，而用于銅合金管材加工生產(chǎn)的塑形加工方法主要有擠壓技術(shù)和軋制技術(shù)。

5、本次設(shè)計(jì)為年產(chǎn)4萬(wàn)噸H68黃銅管擠壓車間設(shè)計(jì)，其中最主要的是擠壓工藝設(shè)計(jì)。錠 坯尺寸為280× IOOOmm,擠壓制品尺寸為30×3mn,采用單動(dòng)臥式擠壓機(jī)，擠壓方法 為帶潤(rùn)滑正向擠壓。設(shè)計(jì)主要內(nèi)容包括：總結(jié)我國(guó)銅材加工行業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展、擠壓工藝 參數(shù)（擠壓比、錠坯尺寸、擠壓溫度、擠壓速度、擠壓機(jī)選擇等）設(shè)計(jì)、擠壓力計(jì)算以及 擠壓模具（擠壓模、擠壓筒、擠壓墊、擠壓桿等部件）設(shè)計(jì)及計(jì)算、輔助設(shè)備的選擇、車 間勞動(dòng)定員、車間組成與平面布置以及主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。本次設(shè)計(jì)擠壓力為38.84MNO考慮到制品質(zhì)量，擠壓模為平面分流模。在計(jì)算模具厚 度時(shí)，確定模具的危險(xiǎn)截面，利用彎矩得出

6、模具厚度。關(guān)鍵詞：H68黃銅；擠壓技術(shù)；車間設(shè)計(jì)；擠壓工藝；擠壓模具With an annual OUtPUt Of 40000 tons Of H68 brass extrusion WOrkShOPdesignAbStraCtCOPPer and COPPer alloy have been WideIy USed in aerospace, aviation> electronics, electric POWerl information, energy, machinery, metallurgy, COnStrUCtion, transportation and Other

7、fields. The PrOCeSSlng technology Of COPPer alloy InateriaIS is the main method to COntrOl and ImPrOVe the Inaterial shape, structure, PerfOrmanCe and size. PIaStlC PrOCeSSing InethOdS for PiPe PrOCeSSing PrOdUCtiOn Of COPPer alloy InaiIIly include extrusion technology and rolling technology.ThiS de

8、sign is about an annual OUtPUt Of 40000 tons Of H68 brass tube extrusion WOrkShOP ,in WhiCh the extrusion PrOCeSS is the most ImPOrtaIIt Part in the design* The billet SiZe and the extrusionPrOdUCtS5SiZe are 280 × IOoOmmand 30×3nm, respectively. The extrusion equipment is SingIe-acting hor

9、izontal extruding machine, and the extrusion method is IlIbriCatiOIl forward extrusion. The COlltentS Of the (IeSign InainIy includes： SUmmariZing the PreSent SitUatiOn and the development Of ChinatS COPPer PrOCeSSing industry, designing extrusion PrOCeSS ParameterS (extrusion ratio, the SiZe Of the

10、 ingot billet, extrusion temperature, extrusion SPeed, extruding InaChine SeleCtiOlb etc.), extrusion PreSSUre CaICUIatiOn and extrusion die design> (extrusion die, extrusion tube, extrusion, extrusion rod and Other COmPOnelltS) design and calculation, the SeleCtiOll Of auxiliary equipment, and f

11、orming WOrkShOP IabOr capacity, the WOrkShOP IayOut and Inain technical and economic indicators.The extrusion force Of the design is 38.84 MNa COnSi(Iering the quality Of the PrOdUCtS，the flat die is ChOSen as extrusion die. WheIl CaICUIating the thickness Of the mold，it is Obtained by the (IangerOU

12、S SeCtiOn Of the mold and bending InOment.KeyWOrds： H68 brass； extrusion technology； PIallt design； extrusion PrOCeSSJ extrusion Clle銅陵學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)銅陵學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第1章概述11我國(guó)銅材加工的生產(chǎn)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)1.1.1我國(guó)銅行業(yè)發(fā)展情況2011年12月，我國(guó)開采的銅精礦含銅量為113.93萬(wàn)噸，比以往調(diào)高11.07%,加工銅 材產(chǎn)量935.87萬(wàn)噸，比以往增加11.45%,生產(chǎn)精銅的質(zhì)量為517萬(wàn)噸，總體取得較大的 成果。近幾年我國(guó)銅材發(fā)展情況如表M所示。表1

13、-1 2010年2011年我國(guó)銅行業(yè)生產(chǎn)、消費(fèi)及凈進(jìn)口情況(萬(wàn)噸)年度銅精礦精銅加工銅材2010 年生產(chǎn)量115.6457.31009.3洎費(fèi)量261.7610.01049.5錚班口量646.432883402011 年生產(chǎn)量123.7517.0935.9消費(fèi)童195.4733.0凈進(jìn)口譽(yù)581.3227.326.0(1) 消費(fèi)量和年產(chǎn)量持續(xù)保持穩(wěn)定增長(zhǎng)。我國(guó)在十一五期間，精銅產(chǎn)量從260萬(wàn)噸 (2005年)增加到458萬(wàn)噸(2010年)，年平均增加12% o大于同一時(shí)間的GDP增長(zhǎng)率。消費(fèi)精銅相對(duì)來(lái)說提髙15%,由374萬(wàn)噸(2005年)增加到753萬(wàn)噸。我國(guó)銅加工產(chǎn)品 的消費(fèi)量和產(chǎn)量持續(xù)保

14、持較快的增長(zhǎng)速度。(2) 銅礦資源實(shí)現(xiàn)較大的發(fā)展。近幾年來(lái)由于銅材價(jià)格一直上升的影響，使我國(guó)銅 礦的開采工作顯著增加，接連發(fā)現(xiàn)一些礦產(chǎn)儲(chǔ)量豐富的銅礦，例如，西藏岡底斯銅礦成為 我國(guó)最大的銅礦床，資源儲(chǔ)量髙達(dá)1200萬(wàn)噸以上。(3) 銅礦產(chǎn)冶煉企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模不斷礦大，產(chǎn)業(yè)密集度進(jìn)一步增加。江西銅業(yè)集團(tuán) 在2011年生產(chǎn)105萬(wàn)噸的精銅；大冶有色企業(yè)精銅產(chǎn)量達(dá)到歷史最高，為35萬(wàn)噸。生產(chǎn) 規(guī)模不斷提高的同時(shí)，冶煉企業(yè)密集度也不斷增大。2011年，我國(guó)銅材冶煉企業(yè)CR產(chǎn)量 指標(biāo)為0.631, HHI (HerflndahI-HirSCh man IndeX)為911,與中等密集水平向接近。(4) 銅

15、材生產(chǎn)工藝水平與裝備有了進(jìn)一步的提髙。在近幾年，由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)不斷高 速增加和全球范圍內(nèi)的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移，我國(guó)的銅材加工業(yè)不斷發(fā)展，特別是銅板帶材，消費(fèi)量 和年產(chǎn)量持續(xù)告訴增長(zhǎng)。同時(shí)，我國(guó)不斷引進(jìn)和自主開發(fā)一批水平先進(jìn)的銅材生產(chǎn)設(shè)備和 生產(chǎn)工藝，不斷提高技術(shù)創(chuàng)新水平，促使我國(guó)銅加工業(yè)的高速發(fā)展。1.1.2我國(guó)銅制品的不斷發(fā)展發(fā)展近幾年來(lái)，我國(guó)銅產(chǎn)品品種發(fā)生了較大的變化，新產(chǎn)品和新材料不斷出現(xiàn)，傳統(tǒng)的銅 材不斷完善向現(xiàn)代銅加工產(chǎn)品轉(zhuǎn)變，其中最明顯、最突出的特點(diǎn)是向高精度、環(huán)保、節(jié)能、 高性能的方向發(fā)展。許多產(chǎn)品達(dá)到世界先進(jìn)水平，在銅材市場(chǎng)享譽(yù)國(guó)內(nèi)外。(1) 空調(diào)和制冷設(shè)備超波、超細(xì)、髙精度、復(fù)雜齒形以及

16、高清潔度的產(chǎn)量不斷增加。(2) 建筑用銅氣、水管、采暖管在我國(guó)的應(yīng)用不斷加大。(3) 冷凝器用銅合金管隨著電力工業(yè)的不斷發(fā)展，雖然受到不銹焊接銅管的影響， O -銅陵學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)其產(chǎn)量不斷提高。而且，冷凝器用銅合金管在造船業(yè)、海洋工程以及化工行業(yè)的應(yīng)用也不 斷增加。(4) 焊接用帶材大多用于銅包鋁線材的生產(chǎn)，品種規(guī)格為038xl32mm,其要求具有 嚴(yán)格的寬度公差和較高的導(dǎo)電率。(5) 桐線桿已成為作為線材坯料的重要產(chǎn)品。合金線用銅桿大多使用水平連鑄方法 生產(chǎn)，主要產(chǎn)品有異形線、高速列車導(dǎo)線等(6) 無(wú)鉛環(huán)保型銅及銅合金新材料、高導(dǎo)電材料以及各種大長(zhǎng)度異形銅材生產(chǎn)實(shí)現(xiàn) 較大的進(jìn)展。1.1.3科

17、技創(chuàng)新引領(lǐng)我國(guó)銅加工業(yè)的高速發(fā)展近60年來(lái)，我國(guó)銅加工行業(yè)由小變大、由弱到強(qiáng)，尤其是在十一五期間迅速發(fā)展， 七年來(lái)，產(chǎn)量居世界第一位。2012年我國(guó)銅材產(chǎn)量為世界的一半以上。我國(guó)銅加工業(yè)的取 得蓬勃發(fā)展的主要原因即是科技創(chuàng)新。最近以來(lái)，由技術(shù)創(chuàng)新引起的產(chǎn)業(yè)變革有：銅材產(chǎn) 品的性能由傳統(tǒng)指標(biāo)向現(xiàn)代化發(fā)展；產(chǎn)品品種由傳統(tǒng)機(jī)械用銅材向現(xiàn)代電子行業(yè)用銅材發(fā) 展；生產(chǎn)工藝由長(zhǎng)流程向環(huán)保、節(jié)能、高水平的短流程工藝發(fā)展。我國(guó)有些自主創(chuàng)新的技 術(shù)，如高精度內(nèi)螺紋管的生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平。(1) 工藝技術(shù)的主要成果打破了傳統(tǒng)的三級(jí)式銅及銅合金生產(chǎn)方式，進(jìn)一步縮短生產(chǎn)工藝流程，向節(jié)能、環(huán)保、 高水平的生產(chǎn)

18、工藝發(fā)展，臥式水平連鑄坯T上引連鑄線坯T高精度拉伸已經(jīng)成為熱點(diǎn)產(chǎn) 品，如合金線材、內(nèi)螺紋管等的主要生產(chǎn)方式；光亮銅線桿連鑄連軋技術(shù)取締了能耗高、 耗銅髙、質(zhì)量低、污染大的陳舊設(shè)備和工藝，成為生產(chǎn)線坯的主要方法；在我國(guó)管材生產(chǎn) 中管材卷式生產(chǎn)法是典型的先進(jìn)技術(shù)，其中有許多技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平。(2) 裝備技術(shù)的主要成就我國(guó)自主研發(fā)的銅材加工技術(shù)裝備有較高的性價(jià)比，使項(xiàng)目投資顯著減小，逐漸在我 國(guó)銅材加工企業(yè)得到應(yīng)用，拜托了完全依賴國(guó)外先進(jìn)生產(chǎn)裝備的局面，自主研發(fā)的技術(shù)裝 備不僅在國(guó)內(nèi)被廣泛使用，而且深受全球銅加工業(yè)的喜愛。主要技術(shù)裝備成果有：我國(guó)銅 及銅合金感應(yīng)熔爐已經(jīng)潛流話、連體化，具有節(jié)

19、能、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、環(huán)保的優(yōu)點(diǎn)；用于板帶材 生產(chǎn)的軋機(jī)如粗軋機(jī)、中軋機(jī)以及精軋機(jī)等完全國(guó)產(chǎn)化；管棒型材的生產(chǎn)裝備也已經(jīng)基本 上國(guó)產(chǎn)化。(3) 銅材加工技術(shù)的創(chuàng)新節(jié)能、環(huán)保、提高成品率以及產(chǎn)品質(zhì)量、增加產(chǎn)品品種、使生產(chǎn)成本降低、提髙企業(yè) 經(jīng)濟(jì)效益，銅材加工技術(shù)不斷向著連續(xù)化、智能化、自動(dòng)化以及精細(xì)化生產(chǎn)前進(jìn)。十一五 期間我國(guó)銅材加工行業(yè)在生產(chǎn)技術(shù)方法的創(chuàng)新中實(shí)現(xiàn)了較大的進(jìn)步，其中連續(xù)鑄造技術(shù)、 行星軋制技術(shù)和連續(xù)擠壓技術(shù)三大技術(shù)為我國(guó)銅材加工生產(chǎn)提供了強(qiáng)有力地技術(shù)保證。 12擠壓生產(chǎn)的發(fā)展與現(xiàn)狀擠壓作為一種新的金屬塑性加工方法在成型領(lǐng)域出現(xiàn)不是太早。第一臺(tái)擠壓機(jī)的出現(xiàn) 是在1797年，是一位英國(guó)人為了

20、生產(chǎn)鉛管而發(fā)明的，然后經(jīng)過不斷的發(fā)展和改進(jìn)。但是 由于當(dāng)時(shí)條件的限制，擠壓力不是很大，只能擠壓一些像鉛較軟金屬。后來(lái)技術(shù)條件不斷 發(fā)展，在1894年第一臺(tái)擠壓黃銅等硬金屬的擠壓機(jī)問世。從此，這種加工方法日益發(fā)展。 二戰(zhàn)以后，擠壓法應(yīng)用在不同的領(lǐng)域，如宇航、汽車、船舶、運(yùn)輸、橋梁等，特別是建筑 業(yè)大量采用擠壓制品，使擠壓生產(chǎn)的急劇發(fā)展，主要體現(xiàn)在以下方面。(1) 擠壓機(jī)的性能不斷提高、生產(chǎn)自動(dòng)化水平顯著調(diào)高。擠壓機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化把勞動(dòng) 力解放出來(lái)，是勞動(dòng)力的利用率最優(yōu)，同時(shí)減少勞動(dòng)人員，以及計(jì)算機(jī)的使用使加工生產(chǎn) 效率很大程度上提高，甚至在某些生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)無(wú)人化操作。(2) 產(chǎn)品規(guī)格和品種不斷增加。擠

21、壓制品的品種不斷擴(kuò)大，從開始的簡(jiǎn)單斷面型材 如管棒線材到復(fù)雜斷面的的異型材。擠壓材料從軟金屬如鉛到硬金屬如銅、鋼等。(3) 擠壓生產(chǎn)過程不斷強(qiáng)化，不斷出現(xiàn)新的擠壓技術(shù)。例如，在擠壓有色合金擠壓 方面，通過控制金屬流出速度，避免在制品表面上有周期性裂紋產(chǎn)生，發(fā)明了等溫?cái)D壓技 術(shù)，使用潤(rùn)滑擠壓和冷擠壓技術(shù)技術(shù)，使擠壓速度顯著提高。連續(xù)擠壓的出現(xiàn)，使生產(chǎn)效 率和成材率大大增加。由于黃銅和紫銅易氧化則釆用水封擠壓、真空擠壓和惰性氣體保護(hù) 擠壓。(4) 理論研究有突破性的進(jìn)展。由于當(dāng)時(shí)只是看中技術(shù)的可行性以及生產(chǎn)效率，對(duì) 其理論依據(jù)沒有過多的研究。對(duì)理論研究最早開始于H.C.庫(kù)爾納科夫，他主要研究不同情

22、 況下的金屬流動(dòng)情況、在流動(dòng)時(shí)的擠壓力。隨后，視塑形法的出現(xiàn)使擠壓理論有了突破性 的進(jìn)展，即一種講金屬流動(dòng)實(shí)驗(yàn)測(cè)量和應(yīng)力計(jì)算結(jié)合起來(lái)的方法。現(xiàn)在由于計(jì)算機(jī)的發(fā)展 以及在擠壓領(lǐng)域的應(yīng)用，可以做到在實(shí)際生產(chǎn)前模擬實(shí)驗(yàn)，結(jié)合模擬情況改進(jìn)工藝等使擠 壓理論不斷向前發(fā)展。13擠壓法的優(yōu)、缺點(diǎn)擠壓法之所以能夠迅速的發(fā)展，在不同領(lǐng)域的廣泛使用是有其優(yōu)點(diǎn)的，相比其他加 工方法有如下優(yōu)點(diǎn)：(1) 工作條件為三向壓應(yīng)力狀態(tài)，使錠坯塑像最大化的發(fā)揮出來(lái)。對(duì)于硬質(zhì)金屬材 料的擠壓是非常有力的。由于擠壓的應(yīng)力狀態(tài)充分發(fā)揮了金屬的塑形，因而金屬可以承受 很大的塑形變形，擠壓比可達(dá)到50或者更大。(2) 生產(chǎn)不同產(chǎn)品不需要

23、更換設(shè)備。操作方便、簡(jiǎn)單，工作時(shí)間短。擠壓法比較適 合生產(chǎn)小批量、多品種、規(guī)格的擠壓產(chǎn)品。(3) 擠壓法不但可以生產(chǎn)簡(jiǎn)單斷面的管、棒、型材，還可以在一臺(tái)擠壓設(shè)備上生產(chǎn) 復(fù)雜斷面的擠壓制品。(4) 擠壓質(zhì)量好，尺寸精確、缺陷少。(5) 生產(chǎn)自動(dòng)化髙、比較容易管理。一種加工方法不可能只有優(yōu)點(diǎn)而沒有缺點(diǎn)，所以擠壓法也存在一定的缺點(diǎn)：(1) 錠坯利用率不高，如擠壓后一般留有壓余量、組合模具擠壓時(shí)的金屬殘留等。 在擠壓終了時(shí)要留壓余和擠壓縮尾。不同的擠壓方法和擠壓制品，金屬集合損失不同。(2) 加工速度低，輔助時(shí)間長(zhǎng)。擠壓時(shí)，錠坯變形程度較大以及較大的外摩擦力而且塑 性變形區(qū)又完全被擠壓筒縮封閉，使金屬

24、在變形區(qū)中快速升溫，從而有可能達(dá)到金屬的脆 性溫度區(qū)，會(huì)引起擠壓制品表面出現(xiàn)裂紋而成為廢品。(3) 錠坯的不均勻變形，使成品沿長(zhǎng)度和斷面上制品的組織和性能分布不均。(4) 工具消耗較大。14本設(shè)計(jì)的內(nèi)容及意義本設(shè)計(jì)，即年產(chǎn)4萬(wàn)噸H68黃銅管擠壓車間設(shè)計(jì)，主要包括擠壓車間工藝設(shè)計(jì)、主要 設(shè)備的計(jì)算與選擇、輔助設(shè)備選擇和車間平面布置等方面的內(nèi)容。本設(shè)計(jì)的意義在于：一方面，可以為相關(guān)企業(yè)提供設(shè)計(jì)樣例，縮短其在生產(chǎn)前的理論 研究與準(zhǔn)備階段，從而節(jié)約時(shí)間，在一定程度上提高經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)效率，更好更快地滿 足市場(chǎng)和用戶需求，從而更好地服務(wù)于社會(huì)；另一方面，能夠進(jìn)一步深化設(shè)計(jì)者對(duì)設(shè)計(jì)擠 壓車間的熟練程度，培

25、養(yǎng)踏實(shí)細(xì)致的工作作風(fēng)，鍛煉自己全面考慮問題的能力，時(shí)理論知 識(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐能力，將來(lái)能夠更好地工作。3銅陵學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)第2章擠壓工藝設(shè)計(jì)2.1 H68黃銅的性能分析銅和鋅的銅基合金稱為黃銅，普通黃銅的含鋅量大都在40%內(nèi)，且鋅大量固溶于銅。 一般把普通黃銅按其組織分為：?jiǎn)蜗帱S銅Q黃銅），含Zn<36%;雙相黃銅（+p黃銅）, 含Zn為36-46.5%； P黃銅含Zn為46.5-50% O本設(shè)計(jì)采用黃銅為H68,含Zn量為32%, 即單相黃銅（黃銅）。其組織特征是：在鑄態(tài)時(shí)，晶內(nèi)偏析不嚴(yán)重，在快冷條件下，（!黃 銅的鑄態(tài)組織會(huì)析出少量的卩相。加工和退火狀態(tài)時(shí)，帶雙晶的等軸晶粒大小與冷加工 率

26、和退火時(shí)間、溫度有關(guān)。«黃銅塑性很好，可冷熱加工，其室溫伸長(zhǎng)率隨鋅含量增加而增大，到3032%時(shí)， 達(dá)到最大值。黃銅熱加工前的加熱不僅能使其軟化，又能消除枝晶偏析，進(jìn)一步改善室溫 塑性。2.1.1 H68的化學(xué)成分H68的化學(xué)成分見表2-1 o:分/%產(chǎn)品形狀CUFePbNiZnH686650.10.00.5t0.5板止常、2.1.2 H68物理性能H68的物理性能見表2-2 o液豐/oC!/°CI q( g/c m3II*IO4 ¥(20300°C)率/J.(c ms C)1電阻率/oC2 (20 XOOOC)與HPb63 3比較 H689399108

27、.520117.230.0640.001530表2-2 H68的物理成分2.1.3 H68的力學(xué)性能H68黃銅的力性能表23。 2-3 H62黃銅的力學(xué)性能彈曹模Iiraw1I11r JE×100OMPa態(tài)態(tài)AS 悉1態(tài)¾2+t態(tài)1ti1CX¼IH6810.63亠695751亠153 12.2擠壓工藝設(shè)計(jì)2.2.1擠壓生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)圖擠壓生產(chǎn)的工藝流程一般沒有多大的差別。結(jié)合對(duì)產(chǎn)品的要求、廠房的面積以及生產(chǎn) 效率的因素可以采用不同的生產(chǎn)工藝。擠壓生產(chǎn)工藝流程為鑄錠-加熱T擠壓T冷卻T切 頭尾矯直-切定尺-檢査T入庫(kù)。流程簡(jiǎn)圖如圖21所示。Ea Ir2.2.2擠壓方

28、法在擠壓生產(chǎn)中有許多擠壓方法，一般根據(jù)不同的特點(diǎn)后用途進(jìn)行分類，如表2d。在 擠壓生產(chǎn)工藝中正擠壓和反擠壓是最常用的方法。兩者的區(qū)別主要是金屬流動(dòng)方向與桿運(yùn) 動(dòng)方向是否一致。一致則為正擠壓，正是由于這樣所以存在較大的摩擦力。反之則為反擠 壓。顯然擠壓筒與錠坯沒有相對(duì)滑動(dòng)，沒有外摩擦力。兩者的不同特點(diǎn)影響著擠壓過程、 產(chǎn)品精度、成品質(zhì)量以及生產(chǎn)效率等。對(duì)于空心型材和管材最常用的方法也是擠壓法。由 于設(shè)備結(jié)構(gòu)或者能力的影響，錠坯可以是空心的也可以是實(shí)心的。表2-4擠壓法分類分養(yǎng)特分類擠欝止向擠壓反向擠壓變形特潤(rùn)滑狀側(cè)冋擠壓¥向變形擠圧軸對(duì)禰變形擠壓一般三軽於環(huán)比尢潤(rùn)滑擠;½特種

29、潤(rùn)潸擠壓壓）擠壓溫度擠畫速溫?cái)D壓熱擠J （晉通熱擠壓、等溫?cái)D壓）低速擠壓、高速擠壓、沖擊擠壓綜合所述，本次設(shè)計(jì)為管材擠壓，選擇擠壓方法為正向熱擠壓。2.2.3擠壓工藝參數(shù)確定確定擠壓工藝參數(shù)時(shí)，一般要考慮各種因素的綜合作用對(duì)金屬壓力加工時(shí)的可擠壓性 和對(duì)擠壓制品質(zhì)量的要求（形狀與尺寸的偏差、組織與性能.表面精度等），從而達(dá)到提 高生產(chǎn)率和成品率的要求。熱擠壓進(jìn)程當(dāng)中的基本參數(shù)是擠壓速率（金屬出口速率）和擠 壓溫度，這兩個(gè)基本參數(shù)構(gòu)成為了溫度一一速率前提，對(duì)擠壓進(jìn)程的節(jié)制十分重要。在確定詳細(xì)的擠壓工藝參數(shù)規(guī)模時(shí)，找到一個(gè)既斟酌出產(chǎn)請(qǐng)求的理論方式和全部的影 響因素是不易的。以是，在選擇擠壓工藝參數(shù)

30、時(shí)，在理論闡發(fā)的基礎(chǔ)上舉行各類工藝實(shí)驗(yàn), 考査產(chǎn)品質(zhì)量，并參照現(xiàn)實(shí)出產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)值。一般擠壓工藝參數(shù)值見表25。 O-R 執(zhí)±Fkb仝l金屬材料籲/°C流翟速ms1單塹壓 力/MPaI I純處 +W 10-13% Ni白銅 20-30% Ni白銅820-910 650-840 700-780 980-10010-4 0010-4 0010-2 000.1-5. 00l330.1-1.670.1-0.6300650200-500600-800500-8502.23.1擠壓溫度（1）金屬與合金的可擠壓性擠壓成型的可能與否主要根據(jù)材料的可擠壓性，一般與材料有關(guān)。主要包含在高溫條 件下

31、金屬的變形抗力與塑形兩個(gè)指標(biāo)。Ili選擇金屬加熱溫度主要在熔點(diǎn)溫度的0.75-0.95倍附近。所以，應(yīng)查找金屬熔點(diǎn)和成 分合金在相圖上固定點(diǎn)溫度，確定擠壓溫度的上限，防止擠壓時(shí)出現(xiàn)熱脆性。其次，對(duì)于 存在相變的合金，單相區(qū)最適合擠壓。金屬應(yīng)盡量在高溫塑形溫度范圍內(nèi)進(jìn)行熱擠壓，避 免產(chǎn)生周期性裂紋。同時(shí)，應(yīng)注意到金屬與合金在熱狀態(tài)下的表面性質(zhì)，防止錠坯表面過 度氧化和粘接。(2) 制品質(zhì)量要求擠壓制品的溫度在模孔出口出沿長(zhǎng)度方向上下波動(dòng)，冷卻后的斷面尺寸沿長(zhǎng)度方向上 也存在偏差。制品斷面尺寸出現(xiàn)波動(dòng)時(shí)，首先檢查與調(diào)整錠坯的初始溫度，無(wú)法及時(shí)調(diào)整 時(shí)應(yīng)控制擠壓速度。對(duì)于成分與組織狀態(tài)不同的合金，錠

32、坯初始溫度影響著金屬流動(dòng)不均勻性和組織性 能。一般，錠坯表面易產(chǎn)生硬的氧化的金屬材料，擠壓溫度不宜過高；對(duì)有相變的合金應(yīng) 制止在相變溫度區(qū)擠壓。為保證制品組織均勻性可采用等溫?cái)D壓技術(shù)。易于粘接工具的錠坯，無(wú)論是擠壓工具的損傷還是粘接金屬，都會(huì)使擠壓制品表面質(zhì) 量惡化。因此，此類金屬合金應(yīng)在較低的溫度下加熱。(3) 擠壓溫度控制值綜上所述，擠壓溫度范圍考慮到合金狀態(tài)圖、髙溫塑形圖、再結(jié)晶圖，還要參考車間 的實(shí)際生產(chǎn)規(guī)程和設(shè)備能力，用以保證成品率、生產(chǎn)率以及制品質(zhì)量要求等指標(biāo)，同時(shí)還 應(yīng)估計(jì)到擠壓過程中的金屬熱量平衡關(guān)系。銅及其合金在不同擠壓條件下的實(shí)際擠壓溫度見表23。本次設(shè)計(jì)為H68黃銅擠壓，

33、根據(jù)表25、表26選擇擠壓溫度為700°C、錠坯原始溫度為800°C表2-6擠壓時(shí)錠坯加熱溫度合金及牌號(hào)銅黃銅H68, HSn70- 1H62,HS62- 1HFe59-1-1HPb59- 1HA177-2擠辭溫棒材管材700-750 640-690580-630 750800 580-630 720-7780-840 700-760580-630 770-820600-6503504007銅陵學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)HMn57 32 HSi80-3702.2.3.2擠壓速率和金屬流出速率擠壓速率有三種不同的表示方法：擠壓桿的移動(dòng)速度率* ;金屬流出模孔的速率P= *,此法最常用、最直

34、觀；金屬的變形速率E ,此方法實(shí)際生產(chǎn)中不用。根據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)備能力（噸位、速度）的要求去選擇擠壓速率，一般選擇較大的擠 壓速率。確定實(shí)際擠壓時(shí)的金屬流出速率，根據(jù)擠壓溫度已知的前提下，綜合考慮擠壓材 料的變形抗力、合金的塑性、擠壓比以及工模具預(yù)熱的影響來(lái)確定金屬流出速率，銅及銅 合金允許的金屬流出速率如表27jf示。表2-7銅擠壓時(shí)的金屬流出速率（m/min ）金屬材料<40=40-1002 >100管材棒材管材棒材I棒材H68、HA177-2246n24a n246n2.4-6n2.4A nH90、H85124126P八H62、HPb59-l42-424-912O-IZfn36

35、1RnpyZln根據(jù)上述可知，擠壓金屬為H68黃銅、擠壓比120、擠壓成品為管材，所以擠壓金屬 流出速率為2.46.0mmin,本設(shè)計(jì)取3mmin。2.2.33擠壓比擠壓比一般依據(jù)擠壓生產(chǎn)工藝流程來(lái)確定，其值一般控制在6100范圍內(nèi)。（1）金屬與合金的可擠壓性擠壓溫度確定后，擠壓制品流出?？椎臏囟扰c速度隨著擠壓比的增大而增加。選擇適 合的擠壓比，可以防止擠壓成品產(chǎn)生裂紋和表面粗糙。（2）制品質(zhì)量要求根據(jù)擠壓成品斷面上的性能與構(gòu)造不同，擠壓熱加工態(tài)的成品時(shí)，一樣平常擠壓比不 得小于1012o擠壓后需要繼續(xù)加工（如軋制、鍛造、拉伸、彎曲等）的坯料，擠壓比一 般不小于5,擠壓制品為了獲得加好的表面質(zhì)

36、量，擠壓比不得小于20。擠壓斷面較小的型 材時(shí)，采取多模孔擠壓，削減金屬活動(dòng)不均性，使擠壓比降低。利用組合模擠壓空心型材 時(shí)，為保證擠壓成品焊縫質(zhì)量，應(yīng)盡可能選取較高的擠壓比。（3）擠壓比與擠壓機(jī)的噸位有關(guān)，噸位越大擠壓比可以大些。(4) 不同的擠壓方式擠壓比也不同，如帶潤(rùn)滑擠壓時(shí)大些；反向擠壓時(shí)大些(5) 模具結(jié)構(gòu)不同擠壓比也不同，組合模較平模大些。(6) 錠坯尺寸也會(huì)影響擠壓比的大小，錠坯越長(zhǎng)擠壓比越小。根據(jù)以上分心以及式2-1計(jì)算可知擠壓比為120。2.2.4擠壓時(shí)的潤(rùn)滑條件擠壓時(shí)一次變形量較大，金屬與工具接觸面上的正壓力很大(是金屬變形抗力的34 倍，甚至更大)，這是擠壓所具有的特殊的

37、變形條件。在這種條件下金屬變形區(qū)表面更新 劇烈，加重了金屬與工具之間的粘接。因此，擠壓時(shí)潤(rùn)滑劑的作用是最大限度的降低表面 摩擦，擠壓制品的表面質(zhì)量和工具的使用壽命得到提高，同時(shí)減小錠坯溫度的下降、保證 擠壓溫度以及適當(dāng)減小擠壓能耗。擠壓銅及銅合金管棒材時(shí)，使用的潤(rùn)滑劑一般是45號(hào)機(jī)油和2030%鱗片狀石墨；當(dāng) 擠壓青銅與白銅時(shí)，可將鱗片狀石墨粉量加到3040%。在冬季，加入59%的煤油可以 增加潤(rùn)滑劑的流動(dòng)性；夏季時(shí)，為了使石墨懸浮常加入一定量的松香。本設(shè)計(jì)為擠壓黃銅管材且防止錠坯表面擦傷，影響成品質(zhì)量以及減小摩擦力，采用帶 潤(rùn)滑擠壓，選擇45號(hào)機(jī)油作為本次設(shè)計(jì)的潤(rùn)滑劑。2.2.5錠坯尺寸選擇

38、考慮到擠壓成品的質(zhì)量、成品率、生產(chǎn)效率等技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)應(yīng)當(dāng)合理選擇錠坯尺寸。 錠坯尺寸(直徑和長(zhǎng)度)越大、擠壓成品越長(zhǎng)，從而使幾何損失(切壓余、切頭尾)和所 用輔助時(shí)間的比例減小。由于壓余引發(fā)的金屬幾何損失，增加長(zhǎng)度和增大錠坯尺寸對(duì)成品 率的影響不同。當(dāng)錠坯體積一定時(shí)，縮小直徑或者增大直徑使金屬幾何損失增加。反之， 金屬幾何損失減少。2.1.5.1錠坯直徑的選擇在滿足擠壓成品斷面機(jī)械性能和均勻性要求的前提下，最大程度的采取最小的擠壓 比。對(duì)于復(fù)雜形狀斷面型材，應(yīng)保證?？纵喞c積壓筒壁的距離太近，防止成品出現(xiàn)分層 缺陷。多模孔擠壓時(shí)，還要斟酌?？组g的最小間隔，既要求各?？捉饘偎俾示鶆?，又兼顧 擠壓

39、模的強(qiáng)度。擠壓管、棒、型材、線材的錠坯通常采用實(shí)心圓柱錠坯。選擇錠坯直徑時(shí)，不能單獨(dú)考慮一個(gè)因素，以下因素需要考慮，如所選擠壓機(jī)的擠壓 筒直徑、兩者之間的間隙、錠坯加熱膨脹系數(shù)等。本設(shè)計(jì)錠坯與產(chǎn)品尺寸已經(jīng)給定，計(jì)算擠壓比采用式21計(jì)算：11 -以擠壓筒直徑為29OnlmO的間隙值擠壓機(jī)擠壓間隙mm式中F鍍一錠坯斷面積；FW 一制品斷面積；按照設(shè)計(jì)任務(wù)書可知錠坯直徑280cm,產(chǎn)品尺寸為30×3mm,則擠壓比宀120。根據(jù)表2-8擠壓筒與錠坯的見間隙鯉5nm,表2-8擠壓筒與錠銅陵學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)類型噸位/MND臥式<10013151003005>30010立式67512012

40、2152錠坯長(zhǎng)度選擇(2-2)厶=（厶+; +厶+）K式中： 厶一成品長(zhǎng)度，mm；Ll 切頭長(zhǎng)度，mm；厶一切尾長(zhǎng)度，mm；2 一擠壓比，120；h 壓余厚度，全潤(rùn)滑時(shí)h =3mm左右，無(wú)潤(rùn)滑時(shí)/=2560mm； K-擠壓填充系數(shù)，K =1.07115本次設(shè)計(jì)錠坯長(zhǎng)度IoOOmmO第3章擠壓設(shè)備的計(jì)算與選擇3.1擠壓力及擠壓設(shè)備擠壓過程中，為了使金屬能夠順利從?？字辛鞒觯枰┘右粋€(gè)通過擠壓桿與擠壓墊 作用在錠坯的外力稱為擠壓力。由于擠壓力通過擠壓桿，所以擠壓力受其的影響。平時(shí)所 說的擠壓力為擠壓突破壓力即PmaXO擠壓力是制定擠壓工藝、選擇與校核擠壓設(shè)備與工模 具的強(qiáng)度的重要依據(jù)。3.1.1

41、影響擠壓力的主要因素：(1) 擠壓力與材料抵抗變形的有關(guān)，抵抗能力越強(qiáng)擠壓力越大；(2) 錠坯的組織狀態(tài)不同，擠壓力也就不同，金屬組織越均勻擠壓力越?。?3) 擠壓力的大小與錠坯的規(guī)格也有關(guān)，主要是產(chǎn)生的摩擦力產(chǎn)對(duì)其影響。粗、長(zhǎng) 的錠坯，擠壓力大；(4) 擠壓比越大擠壓力也就越大，一般來(lái)說兩者成正比關(guān)系；(5) 變形溫度主要是通過變形抗力的大小對(duì)擠壓力產(chǎn)生影響。隨著溫度增大，金屬 軟化，變形能力增大，擠壓力變小。(6) 擠壓速率也會(huì)影響到擠壓力，內(nèi)因也是由于變形能力的影響。在相同情況下， 擠壓力隨擠壓速率直線增大。(7) 由于摩擦的存在阻礙錠坯的運(yùn)動(dòng)會(huì)增大擠壓力。圖31擠壓力分量與模角的關(guān)系(

42、8) 模角增大會(huì)使錠坯在變形區(qū)會(huì)產(chǎn)生附加彎矩增大，同時(shí)又會(huì)降低變形區(qū)的空間, 減小與變形區(qū)接觸的長(zhǎng)度，這兩方面互相疊加影響，則會(huì)形成一個(gè)模角使得擠壓力最小， 即最佳模角。一般情況下，最佳模角根據(jù)模子結(jié)構(gòu)而變化。最佳模角確定如圖31所示。 3.1.2擠壓力計(jì)算已知條件：在臥式擠壓機(jī)上將280×IOOOmm的錠坯擠壓成 30×3mm的銅管。擠壓 Do=290mni;擠壓溫度7>700°C：；擠壓比z=120 z,=45MPao采用皮爾林公式公式 計(jì)算擠壓力。皮爾林公式在結(jié)構(gòu)上由四部分組成，其表達(dá)式為：P=s+Tt+Tzh+T Rs使錠坯產(chǎn)生塑性變形的力； 乳一抵

43、消擠壓簡(jiǎn)內(nèi)壁的摩擦力； 7h-抵消變形區(qū)內(nèi)壁的摩擦力； 7抵消工作帶對(duì)其產(chǎn)生的摩擦力。(1)使錠坯產(chǎn)生塑性變形的力RS-II-銅陵學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)RS = 075rQ; × 2Sjh(J.1)式中J)O-SF壓筒內(nèi)徑，mm；瓦一邊線球壓縮錐入口師血值與變形區(qū)壓縮錐出口的值£切的算術(shù)平均值。但 是，有的_研究者認(rèn)為，擠壓時(shí)的變形程度很大，建議采用幾何平均值確定 值，即：為Smo = 05b = 0.5× 45 = 22.5MPa(3-2)錠坯經(jīng)過變形區(qū)的時(shí)間ts:ZV = (0.35 + 0.08/T1 - 0.102Z2 )£>0 + (0.138 -

44、0.032Z2 )£>,/ Vj(3-3)式中 擠壓比，120；金屬流出速度，本設(shè)計(jì)中取為0.05 m/s；Do擠壓簡(jiǎn)直徑,290mm；Di 制品直徑,30InmO代入數(shù)據(jù)得： h =2116s根據(jù)上述計(jì)算得到擠壓比以及錠坯經(jīng)過變形區(qū)厶確定硬化系數(shù)G可得：Cy=342 O帶入公式3-2) _S 次=y SjeSzfn = J Cy SZilU =J3.42 X 22.5 = 41.6 MPa將 Sdl = 41.6MPa 代入公式(31)得：RS=Il.71MN(2) 抵消擠壓筒內(nèi)壁的摩擦力Tl = MlSl(3-4)式中厶一為填充擠壓后的錠坯長(zhǎng)度，Lo=LPD2D2o=932

45、mni;Sl 金屬塑性剪切應(yīng)力，潤(rùn)滑擠壓時(shí)5t=S'idl0=22.5MPa; 人為摩擦系數(shù)。潤(rùn)滑擠壓時(shí)可取i=ih=0.25;代入公式得：Tl = 3.14×0.29 x0.932x0.25x22.5=4.78MN(3)抵消變形區(qū)內(nèi)壁的摩擦力Tzh；TA=I.57弘(35)式中 D)-擠壓筒直徑，mm；山一成品內(nèi)徑，mm；Dl-成品外徑，mm；代入數(shù)據(jù)得：TZh=I.57×0.292(ln :常：鳥)×41.6 =20.82MNO(4)抵消工作帶對(duì)其產(chǎn)生的摩擦力7；(36)Tg = (DI+J1) g¾5zh式中-T作帶壁上摩擦系數(shù)，帶潤(rùn)滑擠壓

46、時(shí)取0.25；加一工作帶長(zhǎng)度；Sm變形區(qū)出口處金屬塑性剪切應(yīng)力。代入數(shù)據(jù)得：T= (0.03+0.024)×0.01 ×87×0.25×41.6=1.53MN所以求得擠壓棒材時(shí)的總擠壓力：P = Rs+Tl+Tdl+T =3&84MN3.1.3擠壓設(shè)備的選擇擠壓生產(chǎn)中最主要的設(shè)備是擠壓機(jī)，擠壓機(jī)的合理選擇對(duì)成品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、工模 具使用壽命有著重大影響。常用的為機(jī)械和液壓擠壓機(jī)，兩者以傳動(dòng)方式區(qū)分。傳統(tǒng)機(jī)械 傳動(dòng)擠壓機(jī)以其速度快而用于擠壓鋼材和冷擠壓方面。液壓傳動(dòng)擠壓機(jī)是當(dāng)前利用最普遍 的擠壓裝備。其中油壓機(jī)用的較為廣泛，水壓機(jī)多用于大噸位擠壓

47、機(jī)。通常說的臥式和立 式擠壓時(shí)是按結(jié)構(gòu)分的。兩者沒有原則性差異。擠壓機(jī)的分類如表31所示。表3-1擠壓機(jī)的分類應(yīng)用表按傳動(dòng)方米刑h!T ,油豆吉:侯永0： C永芯獲執(zhí)興隹按結(jié)構(gòu)方按穿孔系按擠壓方除才苗斜(木甜密予【玄 W制(甜涼予玄結(jié) T (出住刃玄 7Fr;式按行程距誌厶 ; C疋 后向、4g 存 ¾g按裝料方M 0-1” /1/1 O1OX 0V父父Q父/1 O1QK/1 QQ父/1 O一T W/1 O一 4 Q1QK/11/1 l7 一 1zV7/1 QU A/1 O1QX/1 Q1" GZI QIQA 士亜 4S/【、池± 待按待按 刑焼 脅 fe綜合比較

48、各種擠壓設(shè)備，本次設(shè)計(jì)中，由于錠坯尺寸較長(zhǎng)，擠壓制品內(nèi)徑較小，所以 采用單動(dòng)式臥式擠壓機(jī)。選擇擠壓機(jī)的噸位時(shí)，應(yīng)該考慮設(shè)備的安全性，噸位應(yīng)大于計(jì)算 的擠壓力，故本設(shè)計(jì)中選用的擠壓機(jī)最大擠壓力定為50MNo3.2擠壓工具及其設(shè)計(jì)完成擠壓過程所要的工具稱為擠壓工具，但不是所有的擠壓過程需要所有工具，根據(jù) 擠壓制品的要求以及擠壓機(jī)類型來(lái)選取。擠壓工具一般包括：模子、穿孔針或芯棒、擠壓 墊、擠壓桿和擠壓筒。此外，還包括其他一些配件，對(duì)擠壓成品的影響不是太大。3.2.1擠壓模及其材質(zhì)的選擇管材擠壓時(shí)常用的模具一般有兩種：一種是模孔與穿孔針一起組合成一個(gè)或多個(gè)環(huán)形 通道，金屬錠坯擠壓后流過該環(huán)形通道即形成

49、管材，其中，?？资切纬晒懿耐鈴?，穿孔針 形成管材制品的內(nèi)徑；另一種是用舌形模使金屬錠坯經(jīng)過擠壓形成幾股金屬流，在焊合室 中經(jīng)過焊合后在經(jīng)過與模橋一體的模心配合模孔組成環(huán)形通道而形成管材。選擇擠壓工具材料時(shí)應(yīng)根據(jù)擠壓工具所工作的具體條件且滿足下列條件：高溫強(qiáng)度 大、硬度高、耐回火穩(wěn)定性、耐熱疲勞性、熱膨脹系數(shù)低、導(dǎo)熱性好以及良好的韌性和制 造成本。當(dāng)然，一種材料不可能滿足全部的要求，所以選擇材料時(shí)應(yīng)視實(shí)際情況而定。表 3-2列舉了兩種模具鋼的性能。表32常用工模具材料鋼號(hào)成分(%)試驗(yàn) 溫度/°CGb/MPa00.2/MPa/%/%HB熱處理工藝5CrMnMO0.55C1.51Mn0.

50、67CT0.26MO300400500600115010107804309908606904104761868411.011.117.526.7351311302235850°C油淬 +60OoC回火3Cr2W8V0.30C0.23Cr300400500152013735.642942XIOOeC 油淬 +55OOC8.65W0.29V600143012801363158.39405325回火本設(shè)計(jì)錠坯尺寸較長(zhǎng)，擠壓制品內(nèi)徑較小，故本設(shè)計(jì)采用平面分流模。熱擠壓模工作 環(huán)境較為惡劣，擠壓過程中承受高溫高壓以及較大的摩擦作用，引起模具使用壽命減小， 成本提高。所以選擇具有高溫強(qiáng)度、耐熱性

51、、抗熱磨損等較好的鋼種即3Gr2W8V 3.2.1.1平面分流組合模工作原理及其特點(diǎn)平面分流模的工作原理較舌形擠壓模大體相同，使用原料為實(shí)心錠坯，錠坯經(jīng)過分流 孔時(shí)，由于分離橋的阻礙且擠壓力較大，金屬被分成幾股，然后流入焊合室內(nèi)，在焊合室 又被重新焊合，重新形成完整的金屬錠坯，然后，通過模心與模孔的間隙流出金屬，擠壓 成尺寸和截面形狀符合一定要求的的管材和空心型材。平面分流模是在橋式舌形模的基礎(chǔ) 上發(fā)展起來(lái)的，但實(shí)際上是橋式舌形模的一種演變，即把突橋改為平面橋，所以又稱平橋 式舌形模。近幾年來(lái)，在用擠壓法生產(chǎn)空心型材中平面分流組合模占據(jù)主要地位，在不帶 穿孔系統(tǒng)的擠壓機(jī)上得到廣泛使用，在生產(chǎn)各

52、種尺寸規(guī)格和形狀的管材與空心型材中，己 經(jīng)成為一種比較成熟的模具。平面分流組合模結(jié)構(gòu)較平模復(fù)雜，由兩部分組成：陽(yáng)模(上 模)，陰模(下模)，兩者通過定位銷，聯(lián)結(jié)螺釘鏈接。分流孔、分流橋與模芯在模陽(yáng)上，分流孔被劈金屬流動(dòng)通道，分流橋的作用是使金屬 分成幾股金屬流，支撐模芯。下模主要是使重新聚合的金屬通過?？仔纬沙善沸螤睿饕?部分是焊合室，?？?，工作帶以及空刀部分。在焊合室重新形成的金屬錠坯是空心的，隨 著金屬流不斷流入，所受壓力不斷增大，最終從?？字袛D出來(lái)，形成成品的形狀。平面分流模的主要優(yōu)點(diǎn)：(1) 可擠壓雙孔或多孔的管材和斷面形狀較為復(fù)雜的空心型材，也可以同時(shí)擠壓多 根管材或空心制品，橋式

53、舌型模則很難實(shí)現(xiàn)甚至難以實(shí)現(xiàn)；(2) 對(duì)于半空心型材，由于其懸臂梁多大，采用分流模較為合理；(3) 更換方便，模具容易加工，生產(chǎn)成本較低；(4) 擠壓余量較小，材料與模具容易分離；(5) 可以根據(jù)用戶需求，截取不同尺寸的成品；(6) 擠壓一些復(fù)雜空心型材時(shí)，可以改變分流孔的大小、形狀和數(shù)目來(lái)保證成品的 質(zhì)量，其他模具則較難實(shí)現(xiàn)。(7) 帶有錐度分流孔帶可以降低擠壓力，提供較大的變形量。平面分流模擠壓的缺點(diǎn)：(1) 焊縫較多，制品的組織和力學(xué)性能有一定的影響；(2) 模子有較髙的精度要求，擠壓多空管材是上下模中心線要對(duì)中；(3) 擠壓力比平面、橋式舌型模模大；(4) 有殘料、修模不方便。3.2.

54、1.2平面分流模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(1) 分流比分流比是指水龍頭孔的面積分的比例部分F區(qū)類型,即:K =K點(diǎn)/ F型,分流比的 大小直接影響金屬流動(dòng)阻力的大小,產(chǎn)品成型和焊接質(zhì)量。高毎酸鉀值越大,金屬流動(dòng)和焊 接在一起,也可以降低擠出壓力。k值越小,擠壓的變形阻力越大,擠壓模,擠壓生產(chǎn)的使用都 是不利的。一般來(lái)說,在保證模具的前提下有足夠的強(qiáng)度,K值應(yīng)該更大。分流比的價(jià)值一 般范圍是:擠壓空心概要的10 30;擠壓管比5 IOo這個(gè)設(shè)計(jì)同時(shí)擠壓兩個(gè)管道,分流比8。(2) 分流孔分流孔平面分流組合模型的基本結(jié)構(gòu),分流孔的形狀,斷面尺寸,數(shù)量和不同的安排， 直接影響擠壓產(chǎn)品的質(zhì)量,擠壓和模具使用壽命,必須為每個(gè)特定的產(chǎn)品設(shè)計(jì)具體的分流 孔。分流孔的斷面形狀有腰子形、圓形、扇形、梯形、矩形、橄欖形以及異形等。如圖32 所示。腰子形分流孔多用于大直徑管材或外形較大的型材，復(fù)雜斷面形狀則采用扇形和異 型分流模。ab園49埶令令痛:H鮒對(duì)于直徑較小的管材一般采用2或3孔；對(duì)直徑大的管材多釆用2 3個(gè)扇形分流孔，對(duì) 擠壓外形尺寸大，斷面形狀復(fù)雜的型材或空心壁板，一般用4個(gè)以上的異形分流孔。分流 孔的個(gè)數(shù)盡童少，用來(lái)減小焊縫數(shù)量，增大分流孔的面積，降低擠