【正文】 后再進行擠壓加工。第一章 熱擠壓技術的介紹167。 熱擠壓工藝的實質(zhì)熱擠壓就是將金屬材料加熱到熱鍛成型溫度進行擠壓，即擠壓前將坯料加熱到金屬的再結晶溫度以上的某個溫度下進行的擠壓。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動方向可以將熱擠壓分為正擠壓，反擠壓，復合擠壓和徑向擠壓。正擠壓就是擠壓時金屬流動方向和凸模運動方向相一致。正擠壓又分為實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心件和空心件。反擠壓時金屬的流動方向與凸模的運動方向相反。反擠壓是將圓形毛坯擠壓成筒形零件。復合擠壓是指是擠壓時，金屬的流動方向朝朝凸模的運動向和相反方向同時運動。復合擠壓可產(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。 熱擠壓工藝的特點熱擠壓與冷擠壓相比，具有如下優(yōu)點：熱擠壓時金屬的塑性好，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，使得原來冷擠壓時變形困難的材料，在熱擠壓時變得比較容易。單位變形抗力的降低，使熱擠壓能夠成型斷面形狀復雜或尺寸較大的零件。擠壓力的降低也可以減小設備的噸位，降低模具的單位負荷。同時，每道變形工步的需用變形程度也比冷擠壓時大得多，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，模具的溫度會影響其強度和表面硬度，必須對熱擠壓模具進行充分冷卻。在設計時應考慮模具的冷卻系統(tǒng)。同時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)過切削加工才能復合機器零件的質(zhì)量要求。熱擠壓后，工件必須進行熱處理。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備，熱擠壓后必須對工件進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)品零件分析本設計的產(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70%以上，廢品率降低到2%左右，產(chǎn)品的導電率、變形抗力大、塑性較差，具有加工硬化現(xiàn)象，難以進行大變形量的冷擠壓成型加工。在生產(chǎn)過程中要先對其進行加熱處理，即加熱到730℃進行擠壓加工。167。 擠壓件圖制定熱擠壓工藝設計是整個熱擠壓設計工作的第一步，設計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)生氧化皮和機加工應預留的余量，擠壓件在其原零件的基礎上內(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 一次擠壓凸模結構根據(jù)擠壓力計算采用經(jīng)驗公式：F=K[8+1/(D/d1)]d2σb 公式21式中F―反擠壓時的擠壓力 K—校正系數(shù)(根據(jù)試驗情況而定) d—反擠壓模凸模直徑，mm D—反擠壓模凹模直徑，mm σb—擠壓終了溫度時金屬材料的強度極限，MPa 如果采用一次性擠壓，模具結構簡單，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萬能液壓機的公稱壓力為3150000N，500t萬能液壓機的公稱壓力為5000000N。因此若采用一次擠壓所需壓力太大，不夠經(jīng)濟。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計是整個熱擠壓設計工作的第一步，設計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)生氧化皮和機加工應預留的余量，擠壓件在其原零件的基礎上內(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能夠脫模，必須限制凹模的高度，同時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的同心度，在第一次擠壓之前須對毛坯進行鐓粗，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)孔中一定要通過機加工對其進行修整，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而是金屬坯料加熱到預定的溫度。燃料有：固體燃料，液體燃料，以及氣體燃料?；鹧婕訜岱椒ǖ膬?yōu)點是：燃料來源廣泛，加熱爐造價較低，對坯料的適應性廣等，因此應用廣泛。其缺點是：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化為熱能來加熱金屬坯料。常見的方法有感應加熱，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的特性，所以不能用電磁感應加熱的方法，在這里不再贅述感應加熱的方法。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，熱線率要比感應加熱方法低得多，加熱速度也慢。但溫度控制準確。綜上所述，本次擠壓工藝中坯料加