【正文】 后再進(jìn)行擠壓加工。第一章 熱擠壓技術(shù)的介紹167。 熱擠壓工藝的實(shí)質(zhì)熱擠壓就是將金屬材料加熱到熱鍛成型溫度進(jìn)行擠壓，即擠壓前將坯料加熱到金屬的再結(jié)晶溫度以上的某個(gè)溫度下進(jìn)行的擠壓。熱擠壓是擠壓的一種，是最常見的體積成型方式之一。和冷擠壓一樣，根據(jù)金屬的流動方向和凸模的運(yùn)動方向可以將熱擠壓分為正擠壓，反擠壓，復(fù)合擠壓和徑向擠壓。正擠壓就是擠壓時(shí)金屬流動方向和凸模運(yùn)動方向相一致。正擠壓又分為實(shí)心件正擠壓和空心件正擠壓兩種。正擠壓可以制造各種形狀的實(shí)心件和空心件。反擠壓時(shí)金屬的流動方向與凸模的運(yùn)動方向相反。反擠壓是將圓形毛坯擠壓成筒形零件。復(fù)合擠壓是指是擠壓時(shí)，金屬的流動方向朝朝凸模的運(yùn)動向和相反方向同時(shí)運(yùn)動。復(fù)合擠壓可產(chǎn)生兩端直徑不同的筒形零件，也可生產(chǎn)雙杯類零件，如汽車的活塞銷，也可制造杯形零件等。167。 熱擠壓工藝的特點(diǎn)熱擠壓與冷擠壓相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：熱擠壓時(shí)金屬的塑性好，降低了變形抗力，使總的擠壓力大大下降。加熱后金屬材料塑性較好，使得原來冷擠壓時(shí)變形困難的材料，在熱擠壓時(shí)變得比較容易。單位變形抗力的降低，使熱擠壓能夠成型斷面形狀復(fù)雜或尺寸較大的零件。擠壓力的降低也可以減小設(shè)備的噸位，降低模具的單位負(fù)荷。同時(shí)，每道變形工步的需用變形程度也比冷擠壓時(shí)大得多，也可以通過增加每道工步的變形量來減少變形工步數(shù)。熱擠壓時(shí)可以連續(xù)成形，有利于提高生產(chǎn)效率。通常情況下，一次加熱后熱擠壓的數(shù)道成形工步可以連續(xù)完成，不需要冷擠壓使得中間退火軟化工序和表面清理工序，有利于組織生產(chǎn)和提高生產(chǎn)效率。由于連續(xù)生產(chǎn)，可以使各道工步的模具初始精度匹配較好，工件的尺寸穩(wěn)定性較高。與冷擠壓工藝相比存在以下不足：由于熱擠壓在較高溫度下成形，對模具材料的耐熱性提出了較高的要求。在熱擠壓時(shí)，模具的溫度會影響其強(qiáng)度和表面硬度，必須對熱擠壓模具進(jìn)行充分冷卻。在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮模具的冷卻系統(tǒng)。同時(shí)必須選合適的模具材料，提高材料的熱硬性和熱耐疲勞性能。熱擠壓件的表面質(zhì)量不佳，尺寸精度較低。由于坯料在加熱時(shí)出現(xiàn)的氧化脫碳，使得積壓件表面粗糙度值增加，尺寸精度也較冷擠壓件低得多。經(jīng)熱擠壓后的工件，一般需經(jīng)過切削加工才能復(fù)合機(jī)器零件的質(zhì)量要求。熱擠壓后，工件必須進(jìn)行熱處理。為了改善熱擠壓件的切削加工性能，調(diào)整硬度及為零件的最終熱處理做組織準(zhǔn)備，熱擠壓后必須對工件進(jìn)行退火或正火等熱處理。167。 熱擠壓工藝的主要過程：坯料制備 →坯料加熱 →擠壓成形 →后續(xù)工序 →積壓件熱處理→ 表面熱處理→ 精加工第二章 工藝分析及制定167。 產(chǎn)品零件分析本設(shè)計(jì)的產(chǎn)品為筒形零件，其產(chǎn)品零件示意圖如圖21所示。圖21 壓氣缸壓氣缸(見圖21)傳統(tǒng)上采用外徑Φ130mm、內(nèi)徑Φl00mm的擠壓管切削加工成型，材料利用率只有25%左右，同時(shí)內(nèi)孔加工量大，效率低。新工藝采用熱擠壓加工，能使坯料尺寸精度大幅度提高，毛坯重量減輕45%以上，材料利用率可達(dá)70%以上，廢品率降低到2%左右，產(chǎn)品的導(dǎo)電率、變形抗力大、塑性較差，具有加工硬化現(xiàn)象，難以進(jìn)行大變形量的冷擠壓成型加工。在生產(chǎn)過程中要先對其進(jìn)行加熱處理，即加熱到730℃進(jìn)行擠壓加工。167。 擠壓件圖制定熱擠壓工藝設(shè)計(jì)是整個(gè)熱擠壓設(shè)計(jì)工作的第一步，設(shè)計(jì)是否合理直接影響到制件質(zhì)量、生產(chǎn)效率、模具壽命和生產(chǎn)成本等。根據(jù)壓氣缸的圖紙要求，℃會產(chǎn)生氧化皮和機(jī)加工應(yīng)預(yù)留的余量，擠壓件在其原零件的基礎(chǔ)上內(nèi)外圈各加3mm和4mm的單邊余量，端部加5mm的余量，得到第2次擠壓后的毛坯(如圖22所示)，體積V2≈1120123mm3 。 得到擠壓件圖如下所示。 圖22 擠壓件圖167。 工藝方案分析工藝方案如下述討論：一、一次擠壓成型。此時(shí)采用階梯狀凸模，一次擠壓成型； 二、二次擠壓成型。 若采用方案一凸模大致形狀如（圖23）所示。圖23 一次擠壓凸模結(jié)構(gòu)根據(jù)擠壓力計(jì)算采用經(jīng)驗(yàn)公式：F=K[8+1/(D/d1)]d2σb 公式21式中F―反擠壓時(shí)的擠壓力 K—校正系數(shù)(根據(jù)試驗(yàn)情況而定) d—反擠壓模凸模直徑，mm D—反擠壓模凹模直徑，mm σb—擠壓終了溫度時(shí)金屬材料的強(qiáng)度極限，MPa 如果采用一次性擠壓，模具結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)效率高，但金屬的變形程度大，擠壓作用面積大，此時(shí)K= ，σb =115MPa，擠壓力約為P=[8+l／(D／d1)]d2σb =[8+1／(129／1121)] l12l15=，而315t萬能液壓機(jī)的公稱壓力為3150000N，500t萬能液壓機(jī)的公稱壓力為5000000N。因此若采用一次擠壓所需壓力太大，不夠經(jīng)濟(jì)。其次若采用一次擠壓變形量過大，容易出現(xiàn)擠壓缺陷，故不適合采用一次擠壓。若采用二次擠壓成形則可采用如下擠壓工藝，如圖24所示。棒料→鐓粗→第一次反擠壓→機(jī)加工修正→第二次反擠壓圖24 積壓工序圖167。 毛坯形狀及尺寸選擇熱擠壓工藝設(shè)計(jì)是整個(gè)熱擠壓設(shè)計(jì)工作的第一步，設(shè)計(jì)是否合理直接影響到制件質(zhì)量、生產(chǎn)效率、模具壽命和生產(chǎn)成本等 。根據(jù)壓氣缸的圖紙要求，℃會產(chǎn)生氧化皮和機(jī)加工應(yīng)預(yù)留的余量，擠壓件在其原零件的基礎(chǔ)上內(nèi)外圈各加3mm和4mm的單邊余量，端部加5mm的余量，得到第2次擠壓后的毛坯()，體積V2≈1120123mm3 。第2次擠壓前機(jī)加工整修去掉的體積V=188675mm3，所以總的體積V0= V1+V2=1308800mm3為了減少原材料的特殊訂貨，根據(jù)供貨情況在生產(chǎn)中采用 115mm棒料，毛坯高度應(yīng)取為： H= V0/(115/2) 2≈126mm。 采用二工序擠壓工藝后，2次擠壓的凹模具有通用性。為了使第二次擠壓時(shí)能夠脫模，必須限制凹模的高度，同時(shí)第一次擠壓的毛坯在第二次擠壓之前必須完全放入凹模內(nèi)。經(jīng)計(jì)算，第一次擠壓后擠成的毛坯高度可取為146mm，由此得到第一次凸模的直徑為Φ73mm，可滿足實(shí)際生產(chǎn)要求。由于所用坯料的直徑為 115mm，而模具的凹模直徑為Φ129mm為了保證毛坯擠壓時(shí)的同心度，在第一次擠壓之前須對毛坯進(jìn)行鐓粗，使其直徑最大處為129mm。在第二次擠壓之前，為防止毛坯加熱后不能放入凹模中，同時(shí)保證型芯能放入第一次擠壓制件的內(nèi)孔中一定要通過機(jī)加工對其進(jìn)行修整，采用內(nèi)鏜孔外車削的方法將其加工成內(nèi)外徑分別為Φ74mm和Φ128mm的毛坯。第三章 坯料的處理167。 坯料加熱方法一、火焰加熱 它是利用燃料在加熱爐內(nèi)燃燒產(chǎn)生含有大量熱能的高溫氣體，通過對流，輻射把熱能傳遞給坯料表面，通過由表及里的熱傳導(dǎo)而是金屬坯料加熱到預(yù)定的溫度。燃料有：固體燃料，液體燃料，以及氣體燃料。火焰加熱方法的優(yōu)點(diǎn)是：燃料來源廣泛，加熱爐造價(jià)較低，對坯料的適應(yīng)性廣等，因此應(yīng)用廣泛。其缺點(diǎn)是：勞動條件較差，加熱速度慢，加熱爐溫度比較難以控制，還存在較大的金屬燒損，對環(huán)境也有較大的影響。二、電加熱 電加熱是通過把電能轉(zhuǎn)化為熱能來加熱金屬坯料。常見的方法有感應(yīng)加熱，接觸電加熱和電阻爐加熱。由于本次擠壓坯料是銅，而銅不具有電磁感應(yīng)的特性，所以不能用電磁感應(yīng)加熱的方法，在這里不再贅述感應(yīng)加熱的方法。電阻爐加熱 是利用電流通入爐內(nèi)的電熱體所產(chǎn)生的熱量。電阻爐加熱溫度受電熱體的限制，熱線率要比感應(yīng)加熱方法低得多，加熱速度也慢。但溫度控制準(zhǔn)確。綜上所述，本次擠壓工藝中坯料加