擠壓工藝及模具設(shè)計(jì)第二講

1、第二篇 冷鍛工藝及模具設(shè)計(jì)711 冷鍛用原材料的型式冷鍛用原材料的型式 用于冷鍛的原材料隨冷鍛加工工序的不同，其型式也用于冷鍛的原材料隨冷鍛加工工序的不同，其型式也有所不同。大致可以分為線材、棒材和板材三種，以線材、有所不同。大致可以分為線材、棒材和板材三種，以線材、棒材為主。這些原材料從采購(gòu)到用于冷鍛前的準(zhǔn)備工序一棒材為主。這些原材料從采購(gòu)到用于冷鍛前的準(zhǔn)備工序一般需經(jīng)以下加工相處理的工藝流程：般需經(jīng)以下加工相處理的工藝流程： 線材線材拉絲拉絲退火退火潤(rùn)滑處理潤(rùn)滑處理剪切剪切冷鍛冷鍛 棒材棒材拉拔拉拔剪切剪切退火退火潤(rùn)滑處理潤(rùn)滑處理冷鍛冷鍛 板材板材沖裁沖裁退火退火潤(rùn)滑處理潤(rùn)滑處理冷鍛冷鍛

2、第七章第七章 冷擠壓原材料與毛坯的制備冷擠壓原材料與毛坯的制備7.1 常用原材料常用原材料第二篇 冷鍛工藝及模具設(shè)計(jì)712冷鍛用原材料的加工冷鍛用原材料的加工 第二篇 冷鍛工藝及模具設(shè)計(jì)713材料的冷鍛性能及參數(shù)指標(biāo)材料的冷鍛性能及參數(shù)指標(biāo) 材料的冷鍛性能是指材料對(duì)冷鍛加工的適應(yīng)能力，包材料的冷鍛性能是指材料對(duì)冷鍛加工的適應(yīng)能力，包括單位冷鍛壓力小、變形程度大、產(chǎn)品的質(zhì)量和性能符合括單位冷鍛壓力小、變形程度大、產(chǎn)品的質(zhì)量和性能符合要求，模具壽命長(zhǎng)等。材料的冷鍛性能與板材沖壓成形性要求，模具壽命長(zhǎng)等。材料的冷鍛性能與板材沖壓成形性能的涵義相似。材料冷鍛的主要性能有：能的涵義相似。材料冷鍛的主要性

3、能有： 較低的變形抗力較低的變形抗力 較高的塑性較高的塑性 均勻的金相組織均勻的金相組織 良好的表面質(zhì)量良好的表面質(zhì)量 第二篇 冷鍛工藝及模具設(shè)計(jì)7.1.4冷鍛用金屬材料的類別冷鍛用金屬材料的類別 目前可供冷擠壓的金屬材料有：鉛、錫、銀、純目前可供冷擠壓的金屬材料有：鉛、錫、銀、純鋁（鋁（L1L5）、鋁合金（）、鋁合金（LF21、LY11、LY12、）、紫、）、紫銅與無(wú)氧銅（銅與無(wú)氧銅（T1、T2、T3、TU1、TU2等）、黃銅等）、黃銅（H62、H68、等）、錫磷青銅（、等）、錫磷青銅（QSn6.5一一0.1等）、鎳等）、鎳（N1、N2等）、鋅及鋅鎘合金、純鐵、碳素鋼（等）、鋅及鋅鎘合金、純

4、鐵、碳素鋼（Q195、Q215、Q235、Q255、)低合金鋼（低合金鋼（15Cr、20Cr、20MnB、 16Mn、30CrMnSiA）和不銹鋼（）和不銹鋼（1Cr13、2Cr13、1Cr18Ni9Ti等）等） 第二篇 冷鍛工藝及模具設(shè)計(jì)7.2 冷鍛坯料的制備冷鍛坯料的制備 7.2.1 毛坯形狀和尺寸的確定毛坯形狀和尺寸的確定 1. 冷擠壓對(duì)毛坯的要求冷擠壓對(duì)毛坯的要求 冷擠壓毛坯的幾何形狀冷擠壓毛坯的幾何形狀(如圖如圖7.1） 冷鍛毛坯的形狀，基本上都是軸對(duì)稱形的。冷鍛毛坯的形狀，基本上都是軸對(duì)稱形的。第二篇 冷鍛工藝及模具設(shè)計(jì)修工坯vvv00/ Avh坯)333mmvmmvmmv修正余量

5、體積（擠壓件體積（坯料體積（修工坯 2、毛坯尺寸的計(jì)算、毛坯尺寸的計(jì)算 毛坯尺寸是根據(jù)體積不變條件計(jì)算的。如果毛坯尺寸是根據(jù)體積不變條件計(jì)算的。如果冷擠壓壓后還要進(jìn)行切削加工，則計(jì)算毛坯體冷擠壓壓后還要進(jìn)行切削加工，則計(jì)算毛坯體積還應(yīng)加上修邊量，即積還應(yīng)加上修邊量，即 ：式中：式中：毛坯體積確定后，其高度為：毛坯體積確定后，其高度為： 第二篇 冷鍛工藝及模具設(shè)計(jì) 7.2.2 冷鍛毛坯的加工方法冷鍛毛坯的加工方法選擇：應(yīng)該根據(jù)坯料形狀、精度要求，材料利用選擇：應(yīng)該根據(jù)坯料形狀、精度要求，材料利用率及生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際條件等因素進(jìn)行選擇率及生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際條件等因素進(jìn)行選擇 .切削切削 在批量不大時(shí)常用

6、車削、銑削、鋸切法加工擠在批量不大時(shí)常用車削、銑削、鋸切法加工擠壓毛坯壓毛坯.剪切剪切 剪切下料是在專用的棒料剪切機(jī)或沖剪機(jī)上進(jìn)剪切下料是在專用的棒料剪切機(jī)或沖剪機(jī)上進(jìn)行的行的 （精密剪切方法（精密剪切方法a高速剪切法高速剪切法 b軸向加壓軸向加壓 c徑向徑向加緊法加緊法 d相互制約多面剪切法相互制約多面剪切法 e藍(lán)脆法藍(lán)脆法（見(jiàn)幻燈片（見(jiàn)幻燈片 7圖）圖）.沖裁沖裁 對(duì)于板形坯料，宜用沖裁方法加工。對(duì)于板形坯料，宜用沖裁方法加工。 第二篇 冷鍛工藝及模具設(shè)計(jì)7.2.3 毛坯的預(yù)成形毛坯的預(yù)成形 經(jīng)過(guò)預(yù)成形后的毛坯，當(dāng)然會(huì)更有利于某些冷鍛工藝特別經(jīng)過(guò)預(yù)成形后的毛坯，當(dāng)然會(huì)更有利于某些冷鍛工藝特

7、別是冷擠壓成形。毛坯的預(yù)成形，主要有下面幾種基本方法：是冷擠壓成形。毛坯的預(yù)成形，主要有下面幾種基本方法： 1）冷鐓）冷鐓(粗粗) 2）壓凹?jí)喊?3）精壓）精壓 4）縮頸）縮頸 5）車形）車形第二篇 冷鍛工藝及模具設(shè)計(jì) 7.3 冷擠壓毛坯的軟化和表面處理冷擠壓毛坯的軟化和表面處理 7.3.1 毛坯的軟化毛坯的軟化 1. 作用作用 2. 方法方法-退火退火 7.3.2 坯料的潤(rùn)滑與表面處理工藝坯料的潤(rùn)滑與表面處理工藝 1. 潤(rùn)滑潤(rùn)滑 a.潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑劑 b.磷化皂化磷化皂化(如圖如圖7.3) 2.其他其他第二篇 冷鍛工藝及模具設(shè)計(jì) 圖7.1 毛坯的基本形狀 第二篇 冷鍛工藝及模具設(shè)計(jì) 第二篇 冷鍛

8、工藝及模具設(shè)計(jì) 圖7.2 壓凹的一些形狀 第二篇 冷鍛工藝及模具設(shè)計(jì)第二篇 冷鍛工藝及模具設(shè)計(jì) 第八章第八章 冷鍛壓力的計(jì)算與壓機(jī)的選擇冷鍛壓力的計(jì)算與壓機(jī)的選擇 8.1、壓力行程曲線、壓力行程曲線(如圖如圖8.1) 冷擠壓力與行程的關(guān)系一般可以分為三個(gè)階段冷擠壓力與行程的關(guān)系一般可以分為三個(gè)階段 : 第一階段第一階段(鐓粗與充滿階段鐓粗與充滿階段)： 第二階段（穩(wěn)定擠壓階段）：第二階段（穩(wěn)定擠壓階段）： 第三階段（非穩(wěn)定變形階段）：第三階段（非穩(wěn)定變形階段）：第二篇 冷鍛工藝及模具設(shè)計(jì)8.2 影響擠壓力的因素影響擠壓力的因素: 擠壓材料的力學(xué)性能、變形程度、變形速度、擠壓變擠壓材料的力學(xué)性能

9、、變形程度、變形速度、擠壓變形方式、毛坯幾何形狀、模具幾何形狀、摩擦與潤(rùn)滑等。形方式、毛坯幾何形狀、模具幾何形狀、摩擦與潤(rùn)滑等。 1. 壓金屬的力學(xué)性能壓金屬的力學(xué)性能 強(qiáng)度指標(biāo)和硬化指數(shù)越大，材料變形抗力也越大。強(qiáng)度指標(biāo)和硬化指數(shù)越大，材料變形抗力也越大。 2 .變形程度變形程度 (如圖如圖8.2)是正擠壓和反擠壓是正擠壓和反擠壓15號(hào)鋼的單位壓力與變形號(hào)鋼的單位壓力與變形程度的關(guān)系圖程度的關(guān)系圖 3 .變形方式變形方式 某些零件的成形加工，往往可以采用兩種不同的方式。某些零件的成形加工，往往可以采用兩種不同的方式。如桿形件，既可以采用正擠壓成形，也可采用反擠壓成形如桿形件，既可以采用正擠壓

10、成形，也可采用反擠壓成形（如圖（如圖8.3）杯形件也是如此。（如圖）杯形件也是如此。（如圖8.4）是某種材料的杯）是某種材料的杯形件擠壓變形程度為形件擠壓變形程度為59條件下的單位擠壓力曲線條件下的單位擠壓力曲線. 第二篇 冷鍛工藝及模具設(shè)計(jì).模具幾何形狀模具幾何形狀 模具的幾何形狀對(duì)單位擠壓力影響頗大，尤其是正擠模具的幾何形狀對(duì)單位擠壓力影響頗大，尤其是正擠壓時(shí)的凹模錐角和反擠壓時(shí)沖頭的形狀，對(duì)單位擠壓力的壓時(shí)的凹模錐角和反擠壓時(shí)沖頭的形狀，對(duì)單位擠壓力的影響更大（圖影響更大（圖8.5）為反擠壓沖頭形狀對(duì)單位擠壓力的影響）為反擠壓沖頭形狀對(duì)單位擠壓力的影響關(guān)系曲線關(guān)系曲線。 .坯料的相對(duì)高度

11、坯料的相對(duì)高度它反映了工件與模具之間的摩擦阻力關(guān)系它反映了工件與模具之間的摩擦阻力關(guān)系 .潤(rùn)滑潤(rùn)滑 摩擦愈大，單位擠壓力愈大，因此，生產(chǎn)實(shí)際中大都摩擦愈大，單位擠壓力愈大，因此，生產(chǎn)實(shí)際中大都采用較好的潤(rùn)滑方法采用較好的潤(rùn)滑方法 第二篇 冷鍛工藝及模具設(shè)計(jì)8.3、冷擠壓力的確定、冷擠壓力的確定 確定冷擠壓力的方法很多。圖算法簡(jiǎn)便因此應(yīng)用較普遍確定冷擠壓力的方法很多。圖算法簡(jiǎn)便因此應(yīng)用較普遍 . 1.黑色金屬冷擠壓力圖算法黑色金屬冷擠壓力圖算法 正擠壓實(shí)心件的圖算法（圖正擠壓實(shí)心件的圖算法（圖8.6）例求解步驟：例求解步驟： 根據(jù)相應(yīng)的及，查圖根據(jù)相應(yīng)的及，查圖得斷面減縮率：得斷面減縮率：%64A0d1d第二篇 冷鍛工藝及模具設(shè)計(jì) 根據(jù)根據(jù)及毛坯材料查圖及毛坯材料查圖，求得未經(jīng)修正的單位，求得未經(jīng)修正的單位擠壓力：擠壓力： 考慮到上述單位擠壓力需要修正，考慮到上述單位擠壓力需要修正，因此可根據(jù)圖因此可根據(jù)圖中相應(yīng)的曲線，查得修正的單位擠壓力：中相應(yīng)的曲線，