鋁合金消音碗毛坯冷擠壓成形工藝設(shè)計(jì)

1、1 前 言冷擠壓是把金屬毛坯放在冷擠壓模腔中，在室溫下，通過壓力機(jī)上固定的凸模向毛坯施加壓力，使金屬毛坯產(chǎn)生塑性變形而制得零件的加工方法。冷擠壓技術(shù)是一種高精、高效、優(yōu)質(zhì)低耗的先進(jìn)生產(chǎn)工藝技術(shù)，較多用于中小型鍛件規(guī)模生產(chǎn)中，與常規(guī)模鍛工藝相比，可以節(jié)省材料30%-50%，節(jié)能40%-80%，而且能夠提高鍛件質(zhì)量，改善作業(yè)環(huán)境。二戰(zhàn)以后，冷擠壓技術(shù)在國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的汽車，摩托車，家用電器等行業(yè)得到了廣泛的發(fā)展應(yīng)用，而我國(guó)在冷擠壓技術(shù)方面的起步很晚。隨著我國(guó)綜合工業(yè)技術(shù)水平的進(jìn)步以及市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，許多廠家認(rèn)識(shí)到通過冷擠壓制造的產(chǎn)品在產(chǎn)量、質(zhì)量和成本上占據(jù)很大的優(yōu)勢(shì)。目前我國(guó)已經(jīng)能用冷擠壓技

2、術(shù)生產(chǎn)表殼、自行車飛輪、中軸、精鍛齒輪等很多產(chǎn)品，而且技術(shù)水平已經(jīng)達(dá)到國(guó)外同等水平。冷擠壓技術(shù)之所以能夠在全世界得到如此廣泛的發(fā)展與應(yīng)用，是因?yàn)樵摷夹g(shù)給現(xiàn)有的鑄造和鍛造帶來了很大的改善，節(jié)約材料成本和能源、改善生產(chǎn)環(huán)境，對(duì)于現(xiàn)在人們對(duì)能源和環(huán)境的要求的提高，冷擠壓技術(shù)的特點(diǎn)正好符合這點(diǎn)，而且通過冷擠壓生產(chǎn)的產(chǎn)品減少了很多后續(xù)加工，最多也是對(duì)表面進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的車削或磨削。而且生產(chǎn)冷擠壓產(chǎn)品只需要更換模具就可以在一臺(tái)機(jī)器上加工生產(chǎn)不同形狀的產(chǎn)品了，這樣就給生產(chǎn)節(jié)約了很多資金。雖然現(xiàn)在我國(guó)的冷擠壓技術(shù)在某些方面與國(guó)外的水平很接近了，但總體來說還是有很大的差距，比如產(chǎn)品缺陷、模具壽命過短、技術(shù)開發(fā)力量

3、薄弱、能源消耗過高等等，這些都是我們現(xiàn)階段應(yīng)該解決的問題。冷擠壓技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的歷史過程。19世紀(jì)末，法、英、美、德等國(guó)家就開始用冷擠壓法生產(chǎn)軟質(zhì)有色金屬零部件。隨后世界上幾個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家相繼對(duì)冷擠壓進(jìn)行研究和改進(jìn)，使得冷擠壓技術(shù)不斷的成熟，由于這種加工方法的經(jīng)濟(jì)效益顯著，不久，便在大批量生產(chǎn)的汽車和電器等工業(yè)部門中得到廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)在已經(jīng)成為一種重要的加工手段，遍及于各個(gè)工業(yè)部門。在我過冷擠壓技術(shù)的起步很慢，起初只是少數(shù)工廠用有色金屬來加工擠壓擠壓牙膏管、線材和管材等。在20世紀(jì)50年代開始了銅及其合金的冷擠壓，60年代開始黑色金屬的冷擠壓。近幾年隨著我國(guó)科技和工業(yè)的迅速發(fā)展，冷擠壓技術(shù)也

4、得到了迅猛發(fā)展，目前已能對(duì)鋁、錫、銀、純銅、無氧銅、黃銅、錫青銅、鋅及其合金、純鋁、防銹鋁、鍛鋁、硬鋁、鎳、可伐合金、泊莫合金、低碳鋼以及中碳鋼等多種金屬進(jìn)行冷擠壓。我國(guó)可以制造的冷擠壓件及型材的品種也多種多樣化了。在冷擠壓技術(shù)的理論研究方面，國(guó)內(nèi)不少高校和研究院所正在采用有限元等計(jì)算方法、數(shù)值模擬冷擠壓成形全過程，以此來揭示冷擠壓時(shí)金屬流動(dòng)規(guī)律及應(yīng)變分布規(guī)律，這些工作都會(huì)對(duì)冷擠壓技術(shù)的發(fā)展起著更大的推動(dòng)作用。綜上所述，我國(guó)冷擠壓技術(shù)的研究水平還是較高的，但發(fā)展速度較為緩慢。其主要原因有：作為冷擠壓零件最廣泛應(yīng)用領(lǐng)域的汽車工業(yè)尚不發(fā)達(dá)，汽車零部件生產(chǎn)廠點(diǎn)不集中，批量小，達(dá)不到規(guī)模經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)；缺少

5、專用冷擠壓力機(jī)，用通用壓力機(jī)代用又滿足不了冷擠工藝的特殊要求；缺少冷擠壓專用鋼種，雖有標(biāo)準(zhǔn)件用冷鐓鋼，但品種少、規(guī)模小，不能滿足較大零件的冷擠壓的要求等。隨著近年來我國(guó)汽車、摩托車工業(yè)的迅速發(fā)展，給冷擠壓技術(shù)的應(yīng)用帶來了新的機(jī)遇。隨著科學(xué)的發(fā)展，對(duì)冷擠壓技術(shù)產(chǎn)生了重大影響，具體地說就是計(jì)算機(jī)在工藝分析、模具設(shè)計(jì)、制造及工藝過程控制中的應(yīng)用對(duì)冷擠壓技術(shù)產(chǎn)生的影響。我國(guó)將進(jìn)一步發(fā)展應(yīng)用這門新技術(shù)。發(fā)展冷擠壓技術(shù)主要應(yīng)從以下幾方面著手：    1.擴(kuò)大冷擠壓技術(shù)的應(yīng)用范圍，在一定范圍內(nèi)，逐步代替鑄、鍛、拉深及切削加工；    2.

6、提高冷擠壓制件的精度和表面質(zhì)量，生產(chǎn)出幾何形狀更復(fù)雜的制件；    3.擴(kuò)大冷擠壓用的原材料種類，研究更理想的表面處理與潤(rùn)滑方法；    4.進(jìn)一步使用CAD/CAM和優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高和加快模具設(shè)計(jì)與制造，研制出更合理的模具結(jié)構(gòu)；    5.尋找更適合于冷擠壓用的模具材料及其熱處理方法，以延長(zhǎng)模具的使用壽命；    6.進(jìn)一步發(fā)展溫?zé)釘D壓、等溫?cái)D壓、靜液擠壓及高速擠壓等新工藝技術(shù)的研究和應(yīng)用；    7.研制適合于冷擠壓的多功能的冷擠壓機(jī)，使毛坯和

7、制件能安全自動(dòng)地進(jìn)料與出件，以便進(jìn)一步提高生產(chǎn)率。通過這次對(duì)鋁合金消音碗毛坯冷擠壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)，從中體會(huì)了很多冷擠壓給加工帶來的很多改變，通過冷擠壓生產(chǎn)的產(chǎn)品的尺寸精度較高、強(qiáng)度性能好、材料耗費(fèi)少，生產(chǎn)效率比切屑交工高幾倍，甚至幾十倍，與鍛造、鑄造比較，可降低制造成本，而且易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。更是體會(huì)到冷擠壓這種高精、高效、優(yōu)質(zhì)低耗的先進(jìn)生產(chǎn)工藝技術(shù)在不久的將來會(huì)替代現(xiàn)在的切削加工、鍛造、鑄造和拉深工藝來制造機(jī)器零件的等技術(shù)。2 冷擠壓技術(shù)介紹2.1 冷擠壓加工的特點(diǎn)和缺點(diǎn)2.1.1 冷擠壓加工的特點(diǎn)擠壓加工有許多特點(diǎn)，主要表現(xiàn)在擠壓變形過程中的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)、金屬流動(dòng)行為、產(chǎn)品的綜合質(zhì)量、生

8、產(chǎn)的靈活性與多樣性、生產(chǎn)效率與成本等方面。冷擠壓除了上述的共性優(yōu)點(diǎn)外，冷擠壓還具有以下的優(yōu)點(diǎn)：（1）擠壓零件尺寸準(zhǔn)確表面光潔 目前我國(guó)研制的冷擠壓件一般尺寸精度可達(dá)89級(jí)，若采用理想的潤(rùn)滑處理的話，擠壓出來的零件的表面僅次于精拋光表面。因此用冷擠壓方法制造的零件，一般不需要再加工，少量的只需精加工，如磨削。（2）節(jié)約原材料 冷擠壓件材料利用率通?？梢赃_(dá)到80以上，而用冷擠壓時(shí)材料利用率提高到92?？梢?，采用冷擠壓方法生產(chǎn)機(jī)械零件，可以節(jié)約大量鋼材和有色金屬材料。（3）生產(chǎn)率高 用冷擠壓方法生產(chǎn)機(jī)械零件的效率是非常高的，特別是生產(chǎn)批量大的零件，用冷擠壓方法生產(chǎn)可比切削加工提高幾倍、幾十倍、甚至幾

9、百倍。    （4）可加工形狀復(fù)雜的零件 如異形截面、內(nèi)齒、異形孔及盲孔等，這些零件采用其它加工法難以完成，用冷擠壓加工卻十分方便。（5）冷擠壓件強(qiáng)度高、剛性好而重量輕 由于冷擠壓采用金屬材料冷變形的冷作強(qiáng)化特性，即擠壓過程中金屬毛坯處于三向壓應(yīng)力狀態(tài)，變形后材料組織致密、且具有連續(xù)的纖維流向，因而制件的強(qiáng)度有較大提高。這樣就可用低強(qiáng)度材料代替高強(qiáng)度材料。2.1.2 冷擠壓加工的缺點(diǎn)由于冷擠壓的變形抗力高，所以也就導(dǎo)致了冷擠壓以下的幾個(gè)缺點(diǎn)：（1）模具易磨損，易破壞，因此要求模具材料要好 為了延長(zhǎng)模具壽命除了要在選擇模具材料上下功夫外，也可以提高模具的承

10、受能力，如采用多層的預(yù)應(yīng)力組合凹模，同時(shí)盡力降低冷擠壓材料的變形抗力。（2）對(duì)擠壓設(shè)備要求較高，噸位大 除了要求擠壓設(shè)備應(yīng)有較大的強(qiáng)度和較好的剛度外，還要求設(shè)備具有良好的精度并具有可靠的保險(xiǎn)裝置。（3）對(duì)所加工的原材料要求高 冷擠壓件一般在擠壓后都不進(jìn)行精加工，所以必須選用精度高的坯料，擠壓后需要加工的零件須選用易切削材料。冷擠壓后要進(jìn)行淬火的零件須選用淬透性好的材料。材料的這些性質(zhì)和他的冷擠工藝性往往是相反的，因此需要我們研制適合冷擠壓的新材料，來滿足兩個(gè)方面的要求。（4）擠壓前毛坯處理復(fù)雜 毛坯往往要進(jìn)行軟化退火和表面鱗化皂化等潤(rùn)滑處理。潤(rùn)滑對(duì)冷擠壓來說是非常重要的，目前常用的潤(rùn)滑方法是鱗

11、化皂化法，但這種方法工序多，周期長(zhǎng)，易污染，所以我們要研發(fā)出新的潤(rùn)滑方法。（5）工藝流程設(shè)計(jì)技術(shù)水準(zhǔn)較高，研發(fā)過程周期長(zhǎng)，投入大。2.2 冷擠壓加工的分類和方法2.2.1 冷擠壓加工的分類冷擠壓的分類有很多種：按毛坯材料種類分類：有色金屬擠壓、黑色金屬擠壓；按加工對(duì)象的屬性分類：一次塑性加工的擠壓、二次塑性加工的擠壓；按擠壓毛坯和工件形狀分類：棒料擠壓、管材擠壓、杯形件擠壓、桿-桿擠壓、杯-杯擠壓、杯-桿擠壓、扁平齒形擠壓等。按擠壓時(shí)金屬坯料流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向之間的關(guān)系分類：正擠壓、反擠壓、復(fù)合擠壓、徑向擠壓、減徑擠壓、斜向擠壓、鐓擠法。2.2.2 冷擠壓加工的常見方法在這里主要介紹下按擠

12、壓時(shí)金屬坯料流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向之間關(guān)系的分類，這些也是冷擠壓中常見的冷擠壓方法：（1）正擠壓 擠壓時(shí)，金屬流動(dòng)方向與凸模的運(yùn)動(dòng)方向相同。正擠壓又分為實(shí)心件正擠壓（圖1a）和空心件正擠壓（圖1b）。正擠壓法可以制造各種形狀的實(shí)心件和空心件。擠壓件的斷面形狀既可以是圓形也可以是非圓形。 a）實(shí)心件正擠壓 b）空心件正擠壓圖1 正擠壓（2）反擠壓 擠壓時(shí)金屬坯料的流動(dòng)方向與凸模的運(yùn)動(dòng)方向相反，見圖2。反擠壓適用于制造斷面是圓形、方形、長(zhǎng)方形、“山”形、多層圓形、多格盒形等空心件。圖2 反擠壓（3）復(fù)合擠壓 一部分金屬坯料的擠出方向與凸模的運(yùn)動(dòng)方向相同，另一部分金屬坯料的擠出方向與凸模的運(yùn)動(dòng)方向相

13、反，可以說是正擠壓和反擠壓的復(fù)合，見圖3。復(fù)合擠壓法適用于制造斷面是圓形、方形、六角形、齒形等的雙杯類（圖3a）、杯桿類（圖3b）或桿桿類（圖3c）擠壓件，也可以是等斷面的不對(duì)稱擠壓件。a）雙杯類 b）杯 桿類 c）桿 桿類圖3 復(fù)合擠壓以上三種冷擠壓方法是擠壓工藝中應(yīng)用最廣的，變形方式也是最基本的。他們的共同特點(diǎn)是：金屬流動(dòng)方向都與凸模軸線平行，因此又統(tǒng)稱為軸向擠壓法。冷擠壓方法還包括減徑擠壓、徑向擠壓、鐓擠和斜向擠壓等。在這次設(shè)計(jì)中，采用的是反擠壓，在這里就分析下反擠壓變形的流動(dòng)分析。用實(shí)心坯料反擠壓杯形件時(shí)，擠壓變形過程的坐標(biāo)網(wǎng)格變化情況見圖4。圖4b表示高徑比大于1進(jìn)入穩(wěn)定擠壓狀態(tài)時(shí)的

14、網(wǎng)格變化情況。此時(shí)可將坯料內(nèi)部的變形情況分為五個(gè)區(qū)域（見圖5）：2區(qū)為金屬“死區(qū)”，它緊貼著凸模端表面，呈倒錐形，該錐形大小隨凸模端表面與坯料見的摩擦阻力大小而變化；3區(qū)為劇烈變形區(qū)，坯料金屬在此區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生劇烈流動(dòng)，當(dāng)凸模下行到坯料底部尺寸仍大于此界限尺寸時(shí)，仍為穩(wěn)定變形狀態(tài)，金屬流動(dòng)局限于3區(qū)內(nèi)；5區(qū)即緊貼凹模腔底部的一部分金屬，保持原狀，不產(chǎn)生塑性變形；當(dāng)凸模再繼續(xù)下行到坯料底厚小于此界限尺寸時(shí)，在此底厚內(nèi)的全部金屬材料皆產(chǎn)生流動(dòng)，成為如圖4c所示的非穩(wěn)定變形狀態(tài)，圖中D表示金屬“死區(qū)”。反擠壓變形區(qū)的應(yīng)力狀態(tài)與應(yīng)變狀態(tài)見圖5b。 a）變形前 b）穩(wěn)定變形 c）非穩(wěn)定變形圖4 反擠壓變形的

15、網(wǎng)格圖a）變形分區(qū) b）變形區(qū)應(yīng)力應(yīng)變圖5 反擠壓變形分區(qū)由圖可以看出，反擠壓時(shí)內(nèi)壁的變形程度大于外壁。同時(shí)，強(qiáng)烈變形區(qū)的金屬一旦達(dá)到筒壁后，就不再繼續(xù)變形，僅在后續(xù)變形金屬的推動(dòng)和流動(dòng)金屬本身的慣性力作用下以剛性平移的形式向上運(yùn)動(dòng)。2.3 冷擠壓的常見缺陷冷擠壓時(shí)由于工序設(shè)計(jì)不妥會(huì)導(dǎo)致成形過程中出現(xiàn)各種缺陷，因此我們就要預(yù)先了解產(chǎn)生這些缺陷的原因，才能設(shè)計(jì)出合理的變形工序，生產(chǎn)出合格的擠壓件。擠壓過程常見的缺陷有：擠壓縮孔、“死區(qū)”剪烈和折疊、縱向裂紋、橫向裂紋、擠壓件彎曲、由拉縮引起的截面尺寸不符、殘余應(yīng)力大、以及粗晶環(huán)等。（1） 擠壓縮孔縮孔是指變形過程中變形體一些部位上產(chǎn)生較大的空洞或

16、凹坑的缺陷。筒形件反擠壓進(jìn)行到待變形區(qū)厚度較小，甚至當(dāng)坯料底厚小于壁厚時(shí)仍繼續(xù)反擠，則會(huì)因材料不足以形成較厚的壁部而產(chǎn)生如圖6所示的角部縮孔缺陷。 圖6 反擠壓時(shí)的角部縮孔 圖7 反擠壓時(shí)的折疊（2） 表面折疊多余的表皮金屬被壓入坯料表層所形成的缺陷，稱為表面折疊。例如反擠壓時(shí)凹模底部設(shè)有較大圓角半徑，而坯料底部為直角過渡，在擠壓過程中就會(huì)產(chǎn)生折疊，它的形成過程見圖7，如果擠壓變形繼續(xù)進(jìn)行，這種折疊還會(huì)被移到工件的側(cè)面。（3） 表面折縫在變形過程中，多余的表皮金屬受阻而在其邊界處積聚，隨著變形的繼續(xù)進(jìn)行深入到材料內(nèi)部所形成的一種缺陷，稱為表面折縫。當(dāng)擠壓出現(xiàn)死角區(qū)時(shí)，如圖8所示的D區(qū)，坯料后部

17、分的表皮金屬?gòu)陌寄５撞肯虬寄１诜较蚧瑒?dòng)受到死角區(qū)金屬的阻礙，多余的表皮金屬被積聚在死角區(qū)入口處。隨后，多余的表皮金屬沿滑移面被拉入金屬內(nèi)部，并隨金屬的流動(dòng)一起向前延伸，從而形成折縫。有時(shí)，擠壓件從凹模中取出后，死角區(qū)金屬很快脫落，就是這種缺陷所致。 圖8 反擠壓表面折縫 圖9 反擠壓裂紋（4） 裂紋擠壓裂紋分表面裂紋和內(nèi)部裂紋，圖9表示的是，當(dāng)模具的圓角半徑過小，會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，可能發(fā)生角裂。由于摩擦的影響而導(dǎo)致附加應(yīng)力和殘余應(yīng)力，當(dāng)它們的值超過擠壓材料的許可值時(shí)，就可能會(huì)產(chǎn)生環(huán)形魚鱗狀裂紋。而由于冷擠壓模具的形狀和尺寸不夠合理，比如正擠壓凹模的工作部分不均勻會(huì)導(dǎo)致工件彎曲。2.4 冷擠

18、成形零件結(jié)構(gòu)分析（1）可供冷擠壓成形的零件形狀 由前述可知，冷擠壓加工的實(shí)質(zhì)是使金屬材料在模腔內(nèi)產(chǎn)生塑性流動(dòng)，從而獲得所需的形狀和尺寸的擠壓件。不言而喻，不能實(shí)現(xiàn)這種流動(dòng)，或者冷擠后難以取出的零件形狀，采用冷擠壓成形是困難的。因此，為了順利地進(jìn)行冷擠壓成形，降低加工壓力，減少工序數(shù)目，延長(zhǎng)模具壽命，獲得優(yōu)質(zhì)的擠壓件，對(duì)于冷擠成形的零件形狀，應(yīng)作如下限制：（a）供冷擠壓成形的零件應(yīng)盡量為軸對(duì)稱形狀，以保證成形過程中，金屬流動(dòng)產(chǎn)生均勻性的流動(dòng)。為此，與壓縮方向垂直的截面形狀應(yīng)為同心圓。具有銳角的非對(duì)稱形狀易產(chǎn)生不均勻流動(dòng)，且不易充滿模具轉(zhuǎn)角處，模具的橫方向又作用著不平衡的力，極易損壞模具。因此，非

19、對(duì)稱形狀的零件不適宜于進(jìn)行冷擠壓成形。（b）對(duì)于需鐓擠成形的零件來說，頭部直徑與高度之比不宜過大，否則會(huì)在鐓擠末期引起壓力急劇上升，使頭部側(cè)表面作用著較大的拉應(yīng)力，從而產(chǎn)生縱向開裂。對(duì)于在這種情況下進(jìn)行鐓擠，即使可以擠壓成形，但由于頭部加工硬化過大，在擠壓件使用時(shí)如受到較大的沖擊作用，頭部也很易開裂。（c）對(duì)于底部與壁部過渡部分，或斷面急劇變化部分的連接線，應(yīng)盡量圓滑過渡或設(shè)有足夠大的圓角半徑R。當(dāng)擠壓件出現(xiàn)銳角時(shí)，模具在相應(yīng)部分也為銳角，該處就會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，且不利于金屬流動(dòng)，也難以充滿銳角處。（d）為了便于從模具內(nèi)取出，擠壓件的橫向不應(yīng)有凹入或凸出的形狀。（e）直徑變化不大的多臺(tái)階零

20、件，不宜用冷擠方法成形。這是由于此時(shí)的變形程度太小而使模具壽命較短的緣故。（f）小于10mm的小孔，不宜用冷擠壓法成形。這是由于此時(shí)需用小直徑的凸模，而這種凸模壽命短，不經(jīng)濟(jì)。（g）螺紋不能冷擠壓成形，需待以后切削加工或滾軋成形。（2）適宜于冷擠壓加工的最佳形狀根據(jù)上述分析，可以得出何種形狀的零件最適合于冷擠壓加工的結(jié)論?，F(xiàn)歸納如下：（a） 底部帶孔的杯形件。冷擠壓成形可以獲得高精度的內(nèi)孔及外表面。（b）帶有深孔的雙杯形零件。冷擠壓成形可以獲得杯形深度均勻。精度較高的擠壓件。（c）有較大法蘭的零件。采用帶有側(cè)向約束的模具鐓擠成形，可以獲得優(yōu)質(zhì)的擠壓件，它比切削加工節(jié)省材料，且生產(chǎn)率較高。（d）

21、 多段的階梯軸類零件。采用正擠或減徑擠壓，盡管工序較多，但極易成形，擠壓件精度高，質(zhì)量好，特別適用于大批量生產(chǎn)。（e）帶有花鍵或齒輪的軸類零件。采用冷擠壓成形可以獲得質(zhì)量均勻的擠壓件；與切削加工相比，材料省、生產(chǎn)率高、性能好。（f）截面為正方形、六方形等多邊形的薄片零件，采用冷擠壓成形可以一次加工出多件，然后再切斷使用。（g）厚壁管類零件，如汽車活塞銷等，采用冷擠壓加工出雙杯形零件，然后再?zèng)_去連皮，既可獲得優(yōu)質(zhì)的擠壓件，又可節(jié)約原材料和機(jī)加工工時(shí)。（h）深孔杯形件，如彈殼等，先采用反擠壓制坯，再用正擠壓成形，既可擴(kuò)大加工范圍，又可獲得高質(zhì)量的擠壓件。（i）對(duì)于需要進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理、以獲得硬度HRC

22、2535的鋼制軸對(duì)稱類零件，采用冷擠壓加工，由于會(huì)產(chǎn)生加工硬化，因此可以省去冷擠壓后再進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理工序。（3）零件的結(jié)構(gòu)工藝分析冷擠壓件成型要受到其形狀和尺寸的影響和限制，一般有以下的情形不宜采用擠壓成形或需要改變結(jié)構(gòu)尺寸:（a）具有銳角的非對(duì)稱形狀易產(chǎn)生不均勻流動(dòng)，且不易充滿轉(zhuǎn)角處，模具的橫向又作用著不平衡的力，極易損壞模具。因此，非對(duì)稱的零件不適宜進(jìn)行冷擠壓成形。（b）對(duì)于需要鐓擠成形的零件來說，頭部直徑與高度之比不宜過大，否則會(huì)在冷擠壓的后期引起壓力急劇上升，使頭部側(cè)表面作用著較大的拉應(yīng)力，從而產(chǎn)生縱向開裂。（c）當(dāng)擠壓件出現(xiàn)銳角時(shí)，模具在相應(yīng)的部分也是銳角，該處就會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，

23、且不利于金屬流動(dòng)，也難以充滿銳角處。（d）擠壓件出現(xiàn)的橫向不能有凹入或凸出的形狀，否則會(huì)影響冷擠壓件的順利取出。（e）直徑變化不大的多臺(tái)階零件不易采用冷擠壓成形，因?yàn)榇藭r(shí)的變形程度太小而使模具的壽命縮短。（f）小于10mm的小孔不用冷擠壓成形，因?yàn)榇藭r(shí)需要小直徑凸模，這種凸模的壽命短，不經(jīng)濟(jì)。（g）螺紋不能冷擠壓成形。根據(jù)上面對(duì)冷擠壓零件結(jié)構(gòu)的分析，結(jié)合設(shè)計(jì)給的零件的形狀，覺得這個(gè)設(shè)計(jì)用冷擠壓來生產(chǎn)產(chǎn)品是很合理的。且符合上面的條件。3 鋁合金消音碗毛坯冷擠壓成形工藝設(shè)計(jì)3.1 產(chǎn)品技術(shù)要求及特點(diǎn) 本課題所給的零件是鋁合金消音碗(如圖10)，它是某產(chǎn)品上的零件，為薄壁碗形類零件。它的材料是7A0

24、4(LC4),機(jī)械性能為：b 520MPa、 5%，這個(gè)零件有5種規(guī)格，它們的內(nèi)外形尺寸都是一樣的，只是長(zhǎng)度不一樣，長(zhǎng)度分別為22mm、27mm、32mm、37mm和41mm，每個(gè)長(zhǎng)度尺寸的年產(chǎn)量均為4萬支。該產(chǎn)品是與消音筒配套使用的，它是放在消音筒內(nèi)，一個(gè)消音筒要放4個(gè)這個(gè)產(chǎn)品，所以消音碗的外圓表面和底面要保持一定的垂直度。由于內(nèi)表面不與任何表面接觸，所以該產(chǎn)品的內(nèi)壁是不用加工的。通過對(duì)零件的初步分析，覺得采用冷擠壓是可行，還有待后面的變形程度的分析。圖10 消音碗零件圖3.2 毛坯成形工藝分析產(chǎn)品零件是薄壁碗形類零件，內(nèi)部有一個(gè)圓錐臺(tái)，材料為7A04，本身產(chǎn)品的尺寸不是很大，若用熱鍛或熱擠

25、壓進(jìn)行成形制造，生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜，尺寸精度也比較低，材料的利用率也低，而這個(gè)產(chǎn)品本身對(duì)尺寸的精度要求就很高，而且現(xiàn)在也提倡能源節(jié)約，改善工作環(huán)境，而且通過對(duì)7A04的性能進(jìn)行分析后，通過對(duì)材料進(jìn)行擠壓前的軟化處理，在一定變形范圍內(nèi)進(jìn)行擠壓成形，再進(jìn)行熱處理強(qiáng)化的成形工藝，完全能滿足產(chǎn)品的性能和尺寸精度。在產(chǎn)品的成形工藝過程中存在著很多的技術(shù)難點(diǎn)。在這個(gè)產(chǎn)品的擠壓成形過程中主要存在的幾個(gè)技術(shù)難點(diǎn)就是擠壓后的殘余應(yīng)力、表面拉傷、“死區(qū)”剪裂和折疊、擠壓后截面尺寸是否一樣，以及內(nèi)外圓表面的同軸度等，根據(jù)查閱書籍和老師的指點(diǎn)，解決方法如下：（1）對(duì)坯料在擠壓前進(jìn)行正確的退火及合理的設(shè)計(jì)模具的凹凸模，在

26、 擠壓過程中控制合理的擠壓速度：（2） 對(duì)坯料的表面在擠壓前進(jìn)行一定的處理和在擠壓過程中的潤(rùn)滑來減小坯料表面與模具表面的摩擦系數(shù)，以此來減少表面拉傷；（3） 模具的凹凸模應(yīng)保持同軸度，且應(yīng)有準(zhǔn)確的導(dǎo)向裝置。3.3 擠壓件及坯料的設(shè)計(jì)3.3.1 擠壓件的尺寸設(shè)計(jì)（如圖11）因?yàn)樯a(chǎn)的產(chǎn)品對(duì)外圓表面的底面有垂直度的要求，所以通過擠壓后形成的擠壓件毛坯要留有一定的加工余量。在這個(gè)設(shè)計(jì)中，根據(jù)查閱資料和老師的指點(diǎn)。最終決定出了擠壓件的尺寸，擠壓件的外圓直徑為40mm，既單邊各加余量1mm，擠壓件的長(zhǎng)度定為2+L+2，既在零件的碗口和底部各加2mm，這是因?yàn)樵跀D壓過程中的金屬流動(dòng)不一樣，擠壓出來后擠壓件

27、的碗口和底部可能會(huì)出現(xiàn)一些不平整或其他情況，所以余量就留得多一點(diǎn)。消音碗里面的圓錐凸臺(tái)在這里設(shè)計(jì)成一個(gè)20mm的圓柱臺(tái)，高度還是與零件的高度一樣，在后面的加工中加工成零件設(shè)計(jì)的形狀，這里這樣設(shè)計(jì)的原因是如果直接設(shè)計(jì)成與零件一樣，只是加點(diǎn)加工余量上去的話，由于本身很薄又有30°的錐度，在擠壓過程中對(duì)凸模的損害比較大，會(huì)縮短凸模的使用壽命，所以把圓錐凸臺(tái)設(shè)計(jì)成圓柱臺(tái)，這樣就延長(zhǎng)了凸模的使用壽命，然后再在后續(xù)加工中將其加工成零件設(shè)計(jì)的尺寸。由于零件的內(nèi)壁不用加工，所以內(nèi)壁的底部直接擠壓出R1.5的圓角。零件上的幾個(gè)通孔就不用通過擠壓來完成了，因?yàn)檫@樣不好擠壓，就算擠壓出來也不合設(shè)計(jì)要求，況

28、且擠壓通孔的話前面就要加一些工序，這樣就顯得復(fù)雜了，所以零件上的五個(gè)通孔就在后面的后續(xù)加工中來完成。圖11 擠壓件3.3.2 坯料的設(shè)計(jì)及體積計(jì)算 根據(jù)冷擠壓成形的特點(diǎn)，它的擠壓件的體積和坯料的體積在擠壓前后是不變的，在這里我們就可以根據(jù)算出擠壓件的體積確定出坯料的體積，也就確定出了坯料的尺寸。首先計(jì)算出擠壓件的體積：先算出a區(qū)域的體積（如圖12）Va = ×202×26-×172×22×102×7 15897.43 mm3再算出b區(qū)域的體積（如圖13） Vb = ××（323×7.047.042） 83

29、.44 mm3再用Va減去Vb就的到了擠壓件的體積 V擠 = VaVb = 15897.43-83.44 = 15813.99 mm3取整，既V擠=15814mm3在這里取坯料的直徑為40mm，算得坯料的高度h12.58mm，取整則h = 13mm坯料尺寸為40×13，算得修正后的坯料體積為V = 16336.28mm3，查書得7A04的密度為2.85g/cm3，算得坯料的重量為m = 46.5g。 圖12 a區(qū)域 圖13 b區(qū)域通過算出坯料的體積確定出坯料的尺寸后，再進(jìn)行下料，這樣就避免了在材料上的一些浪費(fèi)，達(dá)到了節(jié)節(jié)約材料的目的。3.3.3 冷擠壓力的計(jì)算計(jì)算擠壓件的變形程度 a

30、、斷面縮減率A b、擠壓面積比G G = A0/ A1 c、對(duì)數(shù)變形程度 = ln G = ln(A0/ A1) A0冷擠壓前毛坯的橫截面積，A0為2；A1冷擠壓后毛坯的橫截面積，A1為2。毛坯尺寸工件尺寸計(jì) 算 公 式斷面縮減率擠壓比對(duì)數(shù)變形程度根據(jù)上表提供的擠壓件的形狀和坯料的形狀算變形程度 通過計(jì)算法確定單位擠壓力式中 擠壓材料變形抗力，為MPa，在圖14中可查的； 摩擦系數(shù)（有潤(rùn)滑劑時(shí)可取=0.1）在圖14中按比例法取=250，由于擠壓過程中用到了潤(rùn)滑劑所以取0.1所以 總擠壓力： 圖14 變形抗力根據(jù)上面的斷面縮減率和變形程度來看，零件的變形程度為47.25%，在資料所給的許用變形程

31、度25%75%的范圍之內(nèi)，所以通過上面的分析，以及7A04才通過一定的軟化處理后的硬度為b為360380Mpa，課題所給的零件的擠壓件完全可以用冷擠壓成形來加工，擠壓完成后通過人工時(shí)效，完全能夠達(dá)到零件設(shè)計(jì)所給的硬度和精度要求。3.3.4 冷擠壓設(shè)備的選擇 冷擠壓時(shí)，單位擠壓力很大，對(duì)擠壓件的精度要求很高，因此對(duì)冷擠壓使用的壓力機(jī)提出了一些特殊要求： 能量要大 剛性要好 導(dǎo)向精度要高 要具備頂出機(jī)構(gòu)（頂出力一般應(yīng)為壓力機(jī)標(biāo)稱壓力的10%左右） 要有過載保護(hù) 能提供合適的擠壓速度（0.10.4m/s） 具有對(duì)模具進(jìn)行潤(rùn)滑冷卻的裝置常用的冷擠壓的壓力機(jī)分為兩大類： 機(jī)械壓力機(jī)（一般用于批量大的中，

32、小型零件） 液壓機(jī)（批量較小的大型零件）優(yōu)缺點(diǎn)比較：機(jī)械壓力機(jī)液壓機(jī)行程次數(shù)高（效率高）低（但可以任意調(diào)節(jié)）行程長(zhǎng)度短長(zhǎng)（可以任意調(diào)節(jié)）壓力大小變化相同（保持性）下死點(diǎn)位置一定（精度高）限位開關(guān)（精度低）電動(dòng)機(jī)功率低高粘滯性無有側(cè)壓有無過載保護(hù)裝置較可靠可靠維修與保養(yǎng)方便易漏自動(dòng)送料裝置簡(jiǎn)單復(fù)雜綜上所述：由于機(jī)械壓力機(jī)的擠壓時(shí)間較快，速度過快，故我們選取液壓壓力機(jī)。型號(hào)：Y32-100A。3.4 擠壓件的工藝分析 確定結(jié)構(gòu)要素的一般原則：（1） 冷擠壓件的結(jié)構(gòu)必須利用冷擠壓工藝的變形特性，盡量達(dá)到少的切屑；（2） 冷擠壓件的結(jié)構(gòu)要考慮冷擠壓工藝變形特性所產(chǎn)生的物理和機(jī)械性能變化；（3） 冷擠壓

33、件的機(jī)構(gòu)必須保證成形和模具壽命的條件下，應(yīng)盡量減少成形的工步；（4） 冷擠壓件的機(jī)構(gòu)應(yīng)保證足夠的模具壽命；（5） 冷擠壓件的機(jī)構(gòu)要考慮材料及其后續(xù)熱處理工序的影響因素；（6） 非對(duì)稱形狀的冷擠壓件可合并為對(duì)稱的形狀進(jìn)行擠壓。冷擠壓件結(jié)構(gòu)要素一般要考慮以下幾種情況：反擠壓杯形件長(zhǎng)徑比L1/d1材料純鋁紫銅銅合金鋼L1/d1 7 5 3 2.5杯形反擠壓件底厚和壁厚比h/s材料純鋁銅及其合金鋼h/s 0.5 1.0 1.2 冷擠壓件的形狀是擠壓工藝性好壞的主要因素，往往因工件形狀的不合理而難于加工，甚至不能采用擠壓方法進(jìn)行生產(chǎn)，因而要避免不合理的形狀。根據(jù)前面設(shè)計(jì)的消音碗的冷擠壓件的形狀來看，它接

34、近消音碗零件的形狀，它是軸對(duì)稱形狀，且擠壓件的底部和圓周壁是處于垂直的關(guān)系，這些都符合了用冷擠壓成形技術(shù)來進(jìn)行加工的要求，雖然擠壓件底部有一個(gè)圓錐凹臺(tái)，但這不影響用冷擠壓成形技術(shù)來進(jìn)行加工，它的錐度也只有30°，不是很大，只要在設(shè)計(jì)中將凹模的強(qiáng)度加大就可以滿足要求了。而且基本上都滿足了上面提到的長(zhǎng)徑比和底厚和壁厚比，雖然上面的表格只給出了純鋁的比值，但7A04也是鋁合金。所以這點(diǎn)應(yīng)該很接近。消音碗的材料是采用的7A04，這種材料是常用鋁合金材料中強(qiáng)度最高的變形鋁合金材料，通過對(duì)7A04材料本身性能的分析，采用對(duì)材料進(jìn)行軟化，軟化處理后b為360380Mpa，在一定變形量的范圍內(nèi)進(jìn)行冷

35、擠壓成形，再進(jìn)行熱處理強(qiáng)化的成形是可行的。4 鋁合金消音碗毛坯冷擠壓成形工藝分析冷擠壓消音碗毛坯成形工藝設(shè)計(jì) 、下棒料制坯 、軟化處理 、冷擠壓成形 、檢測(cè)擠壓件 、熱處理 、檢測(cè)4.1 下棒料制坯 首先根據(jù)設(shè)計(jì)所給的零件而設(shè)計(jì)出來的坯料的尺寸和形狀，有兩種下棒料制坯的方法：一種是先將42的棒料用車床車成40的棒料再鋸成15mm長(zhǎng)的坯料，再在車床上對(duì)鋸下的坯料的端面進(jìn)行修面，因?yàn)槎嗣嬉c擠壓模具且是重要的面，如果不把端面修平整，在擠壓過程中很容易損壞凹凸模。最后制成40×13的坯料；二種方法是先車一段42×160的長(zhǎng)棒料，再車成40的直徑，直接用車床切成13mm長(zhǎng)的坯料，這

36、樣一段長(zhǎng)160mm的棒料可制10個(gè)坯料。兩種方法比較，第一種方法的工步比較多一點(diǎn)，要在車床和鋸床之間換來換去，這樣就顯得比較麻煩，而且修端面時(shí)也比較麻煩，由于2個(gè)端面都要修，修完一面要重新裝夾一次，這時(shí)由于坯料是40×15的小坯料裝夾時(shí)很不方便。第二種方法，在工步上要比第一種方法少很多，只用一臺(tái)車床就能完成制坯的整個(gè)工序，稍有不足的地方就是這種方法要比第一種方法稍微浪費(fèi)點(diǎn)材料。根據(jù)上面的分析，第二種方法不僅工步少，節(jié)約了制坯時(shí)間，也給工人減輕了工作量，至于切斷制坯時(shí)浪費(fèi)的材料也可以再回收利用，總體來說比第一種方法要好，終上所述，最終決定選第二種方法是比較科學(xué)的。這里選用42的棒料而不

37、是直接選40的棒料是因?yàn)殇X棒在制成后表面有一層粗晶環(huán)，如果不把這層粗晶環(huán)去掉，不僅在擠壓過程中會(huì)很容易損壞模具，擠壓出來的擠壓件的性能也達(dá)不到要求。4.2 軟化處理（圖15） 軟化處理是冷擠壓前一道很重要的工序，它不僅要將進(jìn)行處理的的坯料進(jìn)行軟化，降低坯料的硬度，同時(shí)也在通過軟化處理的的工程中對(duì)坯料的表面進(jìn)行了一定的處理，使其表面的粗糙度下降，這樣在后面的冷擠壓成形過程中，使坯料能容易的成形，粗糙度的下降也使模具的壽命增長(zhǎng)。 在這里選用加熱爐進(jìn)行軟化處理，將坯料批量放入加熱爐（一次大概放入100個(gè)坯料），放入的坯料之間盡量不要接觸，這樣對(duì)坯料的軟化處理效果不是很好，就會(huì)對(duì)后面的擠壓有影響。先設(shè)

38、定加熱爐的加熱溫度為400±10，先空爐加熱到設(shè)定溫度然后將坯料放入空氣爐進(jìn)行加熱，這個(gè)過程需要90分鐘，然后爐冷至150，最后取出空冷。400±10溫度/1.5時(shí)間/h爐冷至150空冷 圖15 軟化處理4.3 冷擠壓成形根據(jù)先前算出的擠壓力選擇相應(yīng)的擠壓機(jī)的型號(hào)，前面算出的擠壓力為760kN，查閱相關(guān)資料，在這里可以選擇壓力機(jī)的型號(hào)為Y32-100A的液壓機(jī)。在進(jìn)行冷擠壓前先對(duì)設(shè)定好擠壓力760kN，再設(shè)定封高為360，這樣使在擠壓后讓擠壓件從模具中頂出后能夠取出來，也能使擠壓出來的零件的底部的厚度達(dá)到設(shè)計(jì)的擠壓件的尺寸。設(shè)定好后就開始擠壓了，先給模具內(nèi)壁涂上潤(rùn)滑劑，在這

39、里潤(rùn)滑劑選用菜油，再將毛坯料放入模具蓋上刮料板，進(jìn)行擠壓成形， 擠壓完成后取出擠壓件。先試擠壓3件進(jìn)行檢查，檢查尺寸合格及沒有擠壓缺陷后進(jìn)行正式擠壓，在擠壓過程中每擠壓一個(gè)零件就要涂一次潤(rùn)滑劑。4.4 檢測(cè)擠壓件這道工序是對(duì)正式擠壓后的擠壓件進(jìn)行檢查，主要還是檢查擠壓件在通過擠壓后它的尺寸是否達(dá)到了設(shè)計(jì)的要求，以及擠壓件上是否有擠壓缺陷，如表面拉傷、裂紋、折疊等等以此來提高產(chǎn)品的合格率。4.5 熱處理在對(duì)擠壓件進(jìn)行了擠壓后的檢測(cè)后，就可以對(duì)擠壓件進(jìn)行熱處理了，熱處理的主要目的是：提高擠壓件的硬度，以利于進(jìn)行后續(xù)的切削加工；消除擠壓件的內(nèi)應(yīng)力，以免加工成零件后產(chǎn)生變形；改善擠壓件的內(nèi)部組織，細(xì)化

40、晶粒。要進(jìn)行熱處理首先就要對(duì)進(jìn)行熱處理的設(shè)備進(jìn)行選擇，目前比較常用的熱處理設(shè)備有空氣爐和硝鹽槽兩種，空氣爐主要對(duì)碗形類零件進(jìn)行熱處理，硝鹽槽主要對(duì)沒有孔槽的擠壓件進(jìn)行熱處理。由于消音碗為碗形類零件，所以在這里選用空氣爐對(duì)其進(jìn)行熱處理，如果選用硝鹽槽對(duì)其進(jìn)行熱處理的話，擠壓件在熱處理后會(huì)帶出硝鹽槽里的槽液，在后面的清洗中難把擠壓件里面的槽液清洗干凈，這樣也對(duì)槽液的浪費(fèi)比較大。在這里還要注意的是采用空氣爐進(jìn)行熱處理時(shí)，零件之間不能有接觸，要有一定的間隔，這樣才能使零件熱處理的效果更均勻。在空氣爐進(jìn)行固溶熱處理時(shí)，應(yīng)防止把水帶入爐膛，必要時(shí)應(yīng)使用氟硼酸銨或同等物，以防止多孔性（以前誤稱高溫氧化）的出

41、現(xiàn)。通過查閱中華人民共和國(guó)航空工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)變形鋁合金零件熱處理來確定對(duì)消音碗熱處理的主要數(shù)據(jù)：固溶溫度：合金牌號(hào)固溶溫度LC3465475LC4465475LC94654757A04（LC4）的固溶溫度為465475，LC4擠壓件可采用472477，所以在這里選用475為這次熱處理的固溶溫度。當(dāng)空氣爐里的溫度達(dá)到固溶溫度后就開始保溫了，在這里要特別注意的是其保溫時(shí)間應(yīng)以工作區(qū)內(nèi)溫度最低的一只熱電偶達(dá)到最低規(guī)定溫度時(shí)開始計(jì)算。在進(jìn)行熱處理時(shí)的偏置溫度應(yīng)與設(shè)置溫度相差小于3。保溫時(shí)間：保溫時(shí)間根據(jù)熱處理的零件的壁厚來選擇。消音碗擠壓件的壁厚為2，采用空氣爐進(jìn)行熱處理，下表的數(shù)據(jù)為1530min。厚 度

42、保 溫 時(shí) 間，min板材，擠壓產(chǎn)品零件鍛件，模鍛件硝鹽槽空氣爐硝鹽槽空氣爐1.0710201.02.01015302.13.0101740101530注：厚度是指熱處理時(shí)的最大截面上的最小尺寸。淬火：淬火介質(zhì)一般為水，根據(jù)需要并經(jīng)過批準(zhǔn)后可以采用聚合物水溶物或噴霧、鼓風(fēng)等方式淬火，在這里選用最普通的水來進(jìn)行淬火。淬火前的水溫不應(yīng)超過32，在淬火后不超過40。熱處理后進(jìn)行淬火有個(gè)淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間即從爐門開始打開時(shí)開始浸入淬火介質(zhì)中結(jié)束，最長(zhǎng)淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間不應(yīng)大于下表中規(guī)定的時(shí)間，表中的最小厚度是指爐料中任一件的最薄截面的最小尺寸。最小厚度，最長(zhǎng)時(shí)間，s0.450.410870.812.3102.31

43、5零件最薄截面的最小尺寸為2，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)選擇0.812.3，最長(zhǎng)淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間為10s。在淬火期間應(yīng)將零件來回在淬火介質(zhì)中上下移動(dòng)和（或）淬火介質(zhì)進(jìn)行攪動(dòng)。所以必須在10s內(nèi)對(duì)熱處理的擠壓件進(jìn)行淬火。零件浸入淬火介質(zhì)中保持的時(shí)間，可以根據(jù)材料的最大高度計(jì)算：每25至少2min，不足25的部分按25計(jì)算。另一種方法是：零件浸入淬火介質(zhì)中，在所有的沸騰跡象消失后，再保持至少1min。但應(yīng)選用二者中時(shí)間較長(zhǎng)的為淬火時(shí)間。這里的淬火時(shí)間為當(dāng)擠壓件進(jìn)入淬火后，介質(zhì)在沸騰結(jié)束后1min取出擠壓件。時(shí)效：合金牌號(hào)品 種時(shí)效種類時(shí) 效 規(guī) 范時(shí)效后狀態(tài)溫度，時(shí)間，hLC4包鋁板材人工時(shí)效11512524CS

44、擠壓件、鍛件、不包鋁板人工時(shí)效13514516CS所有分級(jí)時(shí)效115125隨后15516533CS時(shí)效有單級(jí)時(shí)效和多級(jí)時(shí)效，單級(jí)時(shí)效的零件的硬度高，但時(shí)間長(zhǎng)，而多級(jí)時(shí)效剛好相反。由于零件的要求是高強(qiáng)，所以這里選擇單級(jí)時(shí)效，再根據(jù)上表中結(jié)合零件材料和品種，選擇時(shí)效種類為人工時(shí)效，時(shí)效溫度為140，時(shí)效時(shí)間為16小時(shí)。根據(jù)上面的分析，最后確定熱處理的具體細(xì)節(jié)為固溶溫度為475，達(dá)到固溶溫度的保溫時(shí)間為30min，保溫完后，在規(guī)定的淬火轉(zhuǎn)移時(shí)間內(nèi)（10s）將零件進(jìn)行淬火，最后進(jìn)行在140，16小時(shí)的人工時(shí)效。在熱處理完畢后，隨機(jī)抽取這批熱處理的零件中的%2的零件進(jìn)行硬度檢查，合格后對(duì)同批進(jìn)行熱處理的

45、零件進(jìn)行統(tǒng)一編號(hào)。4.6 檢測(cè)最后的一步工序是檢測(cè)熱處理后的擠壓件在熱處理后是否出現(xiàn)由于熱處理而產(chǎn)生的一些裂紋和變形。到這里整個(gè)擠壓的工藝過程就完成了，后面就是將擠壓件加工成零件尺寸和形狀的后續(xù)加工了包括車端面、車外圓表面和加工里面的圓柱凸臺(tái)為圓錐凸臺(tái)。5 鋁合金消音碗毛坯冷擠壓成形模具設(shè)計(jì)（由王敏同學(xué)的課題完成）5.1 冷擠壓模具簡(jiǎn)介冷擠壓是在常溫下對(duì)金屬材料進(jìn)行塑性變形，其單位擠壓力相當(dāng)大，同時(shí)由于金屬材料的激烈流動(dòng)所產(chǎn)生的熱效應(yīng)可使模具工作部分溫度高達(dá)200以上，加上劇烈的磨損和反復(fù)作用的載荷，模具的工作條件相當(dāng)惡劣。因此冷擠壓模具應(yīng)具有以下特點(diǎn)：（1）模具應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，要在冷熱

46、變應(yīng)力下正常工作。（2）模具工作部分零件材料應(yīng)具有高強(qiáng)度，高硬度，高耐磨性，并有一定的韌性。（3）凸，凹模幾何形狀應(yīng)合理，過渡處應(yīng)用較大的光滑圓弧過渡，避免應(yīng)力集中。（4）模具易損部分應(yīng)更換方便，對(duì)不同的擠壓零件要有互換性和通用性。（5）為提高工作部分強(qiáng)度，凹模一般采用預(yù)應(yīng)組合形式，凸模有時(shí)也采用組合形式。（6）模具工作部分零件與上，下模板之間一定要設(shè)置厚實(shí)的淬硬壓力墊板，以擴(kuò)大承壓面積，減少上下模板的單位壓力，以防止壓壞模板。（7）上，下模板采用中碳鋼經(jīng)鍛造或直接用鋼板制成，應(yīng)用足夠的厚度，以保證模板具有較高的強(qiáng)度和剛度。 典型的冷擠壓模具有以下幾部分組成：（1）工作部分：凸模、凹模、頂出桿等；（2）傳力部分：上、下壓力墊板；（3）頂出部分：頂桿、反拉桿、頂板等；（4）卸料部分：卸料板、卸料環(huán)、拉桿、彈簧等；（5）導(dǎo)向部分：導(dǎo)柱、導(dǎo)套、導(dǎo)板、導(dǎo)筒；（6）緊固部分：上、下模板、