【正文】 本工程設(shè)計(jì)為節(jié)能型住宅，外墻均貼保溫板?？倢?27樓 ； 30樓 m。編制時(shí)，我公司技術(shù)發(fā)展部、質(zhì)檢科以及項(xiàng)目部經(jīng)過(guò)精心研究、合理組織、充分利用先進(jìn)工藝，特制定本施工組織設(shè)計(jì)。 在此要特別感謝我們的 老師。 該模具一般用在工件高度尺寸、精度要求較高、壁厚精度要求不高的場(chǎng)合，可以降低制造成本。 表 冷擠壓模具其他零件常用材料及熱處理 ]4[ 零件名稱(chēng) 材料牌號(hào) 熱處理 硬度 HRC 模柄、模板、模座 45 凸、凹模墊板 T10A 淬硬 52～ 56 凸模壓套 45,T8A 淬硬 43～ 48 (45) 52～ 56 (T8A) 退料桿、環(huán)形頂出器 T10A 淬 硬 58～ 62 頂桿、打桿、墊板 45 淬硬 43～ 48 壓板、卸料板 40 淬硬 43～ 48 定位釘、定位塊、擋料銷(xiāo) 45 淬硬 43～ 48 內(nèi)預(yù)應(yīng)力圈 5CrNiMo,40Cr, 35CrMoV 淬硬 42～ 44 外預(yù)應(yīng)力圈 5CrNiMo,40Cr, 35CrMoV,45 淬硬 38～ 40 導(dǎo)柱、導(dǎo)套 20,15Cr,20Cr 表面滲碳、淬火 56～ 60 螺釘、螺栓 35,45 彈簧 65Mn 淬硬 40～ 48 圓柱銷(xiāo) 45 淬硬 43～ 48 卸料螺釘 45 頭部淬硬 35～ 40 35 第 9 章 工藝卡片 階梯方鋁罩冷擠壓工藝卡片 工序 工序說(shuō)明 加 工 簡(jiǎn) 圖 設(shè) 備 工裝設(shè)備 型號(hào)名稱(chēng) 名稱(chēng)圖號(hào) 1 剪切 下料 剪切機(jī) 退火 軟化 硬脂酸 鋅潤(rùn)滑 2 冷鐓 預(yù)成形 YQ3240四柱 式通用 液壓機(jī) 單工位冷鐓模 36 3 復(fù)合 擠壓 YQ3240 四柱 式通 用 液壓機(jī) 單工位反擠壓模具 4 反擠壓 YQ3240 四柱 式通用 液壓機(jī) 單工位反擠壓模具 37 結(jié) 論 階梯方鋁罩的成形 所 采用 的工藝是 冷擠壓 技術(shù) ， 這 與沖壓的拉深工藝相比而言，冷擠壓 技術(shù)比較 先進(jìn) ， 它具有拉深工藝所沒(méi)有的獨(dú)特性。而冷擠壓凸模在擠壓時(shí)受著強(qiáng)烈的反復(fù)壓縮作用，因此，要求模具材料有足夠的抗壓強(qiáng)度和耐熱疲勞性。 33 模具材料的選用原則 冷擠壓模具的材料，應(yīng)根據(jù)被擠材料的種類(lèi)、擠壓方式以及模具的實(shí)際工作條件，力求達(dá)到較好的經(jīng)濟(jì)效益為原則來(lái)選擇。一般來(lái)說(shuō)，硬度越高，耐磨性越好。這對(duì)于由于沖擊、偏心彎曲載荷、疲勞應(yīng)力集中而引起的折斷和開(kāi)裂破壞是十分生要的。 1）高硬度。 壓板、 凹模固定圈、 凹模墊塊 的具體結(jié)構(gòu)尺寸參見(jiàn)零件圖。 凹模 放 在 凹模 墊塊上，利用壓板緊固在 凹模固定圈上，并將 凹模 固定圈鎖緊在下模座上。 28 卸料力的計(jì)算 如下： 根據(jù)模具安裝位置， 考慮到結(jié)構(gòu)上的限制，本設(shè)計(jì)采用 3 個(gè)彈簧。卸件裝置應(yīng)有“在任何情況下，都能切實(shí)可靠地將擠壓件從凸模上卸脫下來(lái)，并在回程時(shí)，保證不與其他零件相干擾地復(fù)位”的功能。（具體結(jié)構(gòu)參見(jiàn)零件圖） 2．錐形緊固圈 錐形緊固圈的尺寸與結(jié)構(gòu)由是 凸模 決定的，在加工時(shí)，需要與 凸模 的錐面配作，其貼合面積需要達(dá)到 75 以上。 凸模 利用 凸模固定圈 和特形螺母緊固在上模座中，并用 凸模墊塊 進(jìn)行支撐。由于擠壓時(shí)模具工作部分的磨損，這個(gè)間隙就會(huì)越來(lái)越大，因此擠壓件的壁厚尺寸也越來(lái)越大，在設(shè)計(jì)模具工作部分的尺寸和公差時(shí)，必須考慮模具有一定的磨損量，同時(shí)又不影響擠壓件的尺寸精度要求。因此，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意如下問(wèn)題： 1）頂出桿上端面 與凹模工作帶的直徑為基孔制間隙配合 H7/h6 或 H7/g6。 由 [3]圖 可知 ， 本設(shè)計(jì) 可采用整體式凹模，取凹?？傊睆奖?a=4。 平底錐形凸模尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算如表 所示： 表 凸模尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算 ]2[ 名稱(chēng) 尺寸計(jì)算 計(jì)算結(jié)果 (單位 /mm ) 工作帶直徑 d 等于擠壓件孔徑最大尺寸 7 4 工作帶高度 h ～ 底部平坦部分直徑 1d 錐頂角 ? ?3 ～ ?25 ?15 非工作部分直徑 2d (～ ) 1d 錐面與工作帶交接處 r ～ 成形部分長(zhǎng)度 擠壓件高度－杯底厚度＋卸料板厚度 53 23 反擠壓凸模的成形總分長(zhǎng)度 1h 應(yīng)當(dāng)越短越好，這樣可以避免 凸模在擠壓時(shí)產(chǎn)生縱向彎曲而失穩(wěn)。工作帶的作用有以下三點(diǎn)： 1） 減小 凸模與擠壓金屬的接觸面積，可大大降低摩擦阻力。 21 7）在同噸位的壓力機(jī)上使用的反擠壓、正擠壓和復(fù)合擠壓的預(yù)應(yīng)力組合凹?？稍O(shè)計(jì)成互換的，從而簡(jiǎn)化模具的制作。 擠壓工藝可以在專(zhuān)用的擠壓壓力機(jī)、通用液壓機(jī)、通用曲柄壓力機(jī)或摩擦壓力機(jī)上進(jìn)行，因此模架的結(jié)構(gòu)也有所不同。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，要在冷熱交變應(yīng)力下正常工作。因此在擠壓過(guò)程中會(huì)有沖擊作用；所以要求用于冷擠壓的壓力機(jī)能提供合適的擠壓速度。 2）擠壓設(shè)備的壓力和功率是否滿(mǎn)足應(yīng)完成工序的需要。 本設(shè)計(jì)采用圖算法來(lái)求冷擠壓力。 17 （ ） 式中 0F —— 冷擠壓變形前毛坯的橫截面積， 1F —— 冷擠壓變形后工件的橫截面積， 由此可以分別計(jì)算反擠壓成形時(shí)的變形程度○。 ⑥潤(rùn)滑狀態(tài)。 ②冷擠壓的變形方式。 純鋁和防銹鋁的冷擠壓毛坯，在冷擠前一般不進(jìn)行表面處理。 5．中間成形工序的尺寸及形狀確定 中間工序是成品擠壓成形的半成品的擠壓工序。 毛坯總體積的計(jì)算： 0V = V （ ） 16)](16[ 222 ????? )()](15[ 2222 ????????? 10）3 . 53 . 1 4－ 43 . 1 4＋（0 . 5)84＋ 43 . 1 4( + 222)2104＋( mm? 式中 V0 —— 坯料體積， mm3 ； V —— 工件體積， mm3 ； 為了下料方便，毛坯的高徑比應(yīng)大于 1，根據(jù)鋁材的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格，取直徑為 8mm，則可計(jì)算其下料毛坯長(zhǎng)度為 。制備價(jià)廉、質(zhì)量良好的毛坯是關(guān)系到擠壓件質(zhì)量、生產(chǎn)率和成本的大問(wèn)題。剪切時(shí)，幾乎沒(méi)有材料損耗，尺寸精度較高。因此該方案可行。故不采用。 7 表 鋁 L3 的化學(xué)成分及力學(xué)性能 ]2[ 牌號(hào) 主要化學(xué)成（質(zhì)量分?jǐn)?shù)， %） 力學(xué)性能 1050A Al 雜質(zhì) 狀態(tài) 抗拉強(qiáng)度MPab /? 屈服強(qiáng)度MPas /? 伸長(zhǎng)率(%)? 斷面收縮率 (%)　? 布氏硬度 HBS 退火 70～ 110 50～ 80 35 80 15～ 25 從擠壓工藝分析來(lái)看，冷擠壓工藝又可分為幾種方案，現(xiàn)將各方案分析如下。 與沖壓工藝相比來(lái)說(shuō)，冷擠壓 工藝的優(yōu)點(diǎn)之一是可以用少量的冷擠壓工藝來(lái)代替多道的拉深工序。 查 [1]表 515 可初步確定拉深次數(shù)為 5 次。盒形件的拉深，在變形性質(zhì)上與圓筒形零件相同。但是注意到本零件采用的材料是純鋁，其鑄造性能差， 容易氧化，在壓鑄過(guò)程中容易發(fā)生粘模現(xiàn)像，給壓鑄工藝帶來(lái)一定程度的不便。 1．直接機(jī)加工成型 機(jī)加工成型，即通過(guò)機(jī)床直接對(duì)坯料進(jìn)行切削加工成型，機(jī)加工主要是對(duì)坯料進(jìn)行形狀尺寸的加工，一般不會(huì)改變其 內(nèi)部的 物理性能。純鋁 L3 是有色金屬，也是輕金屬。 對(duì)此產(chǎn)品的要求來(lái)說(shuō)，其表面 不允許破裂、起皺 且無(wú)拉掛傷痕 。 3 冷擠壓工藝的 應(yīng)用范圍 冷擠壓加工方法是一種 “優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低消耗、低成本”的 先進(jìn)工藝 。冷擠壓工藝的缺點(diǎn)如下所述。 經(jīng)冷擠壓成 形的零件的表面質(zhì)量是十分良好的。同時(shí)也減少了一些中間工序的進(jìn)行。 復(fù)合擠壓是指擠壓時(shí)， 金屬的流動(dòng)方向 朝 凸 模 的運(yùn)動(dòng)方向 和 相 反方向同時(shí)運(yùn)動(dòng)。冷擠壓是指在冷態(tài)下將金屬毛坯放入模具模腔內(nèi)，在強(qiáng)大的壓力和一 定的速度作用下，迫使金屬?gòu)哪Ｇ恢袛D出，從而獲得所需形狀、尺寸以及具有一定力學(xué)性能的擠壓件。 對(duì)于復(fù)雜的階梯形零件 ,一次擠壓不容易達(dá)到預(yù)期成形效果 。 因此 ， 一般采用有預(yù)成形的多道次擠壓工藝 。顯然，冷擠壓加工是靠模具來(lái)控制金屬流動(dòng)，靠金屬體積的大量轉(zhuǎn)移來(lái)成形零件的。復(fù)合擠壓可生產(chǎn)兩端直徑不同的筒形零件，也可生產(chǎn)雙杯形零件，如汽車(chē)的活塞銷(xiāo)，也可制造杯桿形零件等。 3）可成形復(fù)雜形狀的零件。在冷擠壓過(guò)程中，金屬表面在高壓下 受到模具光滑表面的熨平，因此零件的表面粗糙度值很小，表面強(qiáng)度也大為提高。 1） 變形抗力高 冷擠壓時(shí)，被擠壓材料的變形抗力較高，其中最有實(shí)用意義的是鋼的冷擠壓，其變形抗力高達(dá) 2021MPa 以上。 在 技術(shù)上與經(jīng)濟(jì)上都有很高的應(yīng)用價(jià)值。 在實(shí)際生產(chǎn)中為小批量生產(chǎn)。在尺寸方面上看，零件精度要求比較高。 工藝過(guò)程：坯料 —— 機(jī)加工 —— 成品 從零件圖上知道產(chǎn)品 的形狀雖然 比較 規(guī)則，但是其 內(nèi)外形都有階梯，上下部分的形狀不一致 ， 且上下部分是由圓形過(guò)渡而成，零件厚度極薄， 這樣在進(jìn)行機(jī)加工時(shí)操作不方便，同時(shí)本零件的尺寸較小，不便在普通機(jī)床上加工，并且在精度上 無(wú)法保證。同時(shí)本產(chǎn)品的生產(chǎn)為小批量生產(chǎn)，由于壓鑄機(jī)和壓鑄模費(fèi)用昂貴，對(duì)小批量生產(chǎn)來(lái)說(shuō)不經(jīng)濟(jì)。但是，盒形件在拉深時(shí)受直邊的影響，其周邊變形是不均勻的。 拉深工藝過(guò)程：落料 —— 5 次拉深 —— 整形 從這可以看來(lái)，要獲得所需產(chǎn)品，采用沖壓工藝需要 7 道工序。 從金屬塑性成形原理中知道，由于不同的工藝方法，金屬在成形過(guò)程中其應(yīng)力狀態(tài)是不同的，由于冷擠壓加工中處 于接近三向應(yīng)力狀態(tài)，因而大大提高了金屬的塑性。 1）成形工藝方案Ⅰ 工藝 過(guò)程：落料 —— 無(wú)氧軟化退火 —— 硬脂酸鋅潤(rùn)滑 —— 復(fù)合冷擠壓 (a)落料 (b)復(fù)合擠壓成形 圖 成形工藝方案Ⅰ 此方案在 通過(guò) 落料獲得毛坯后，直接采用了復(fù)合擠壓成形，一次擠壓成形。 9 3）成形工藝方案Ⅲ 工藝過(guò)程： 落 料 —— 無(wú)氧軟化退火 —— 硬脂酸鋅潤(rùn)滑 —— 正 擠壓 —— 反擠壓 方孔—— 反擠壓小孔 (a)落料 (b)正擠壓 (c)反擠壓方孔 (d)反擠壓 小 孔 圖 成形工藝方案Ⅲ 本方案通過(guò) 四 道擠壓工序可獲得所需要的產(chǎn)品，通過(guò)各個(gè)工序，可以保證各部分的尺寸及質(zhì)量要求，但是中間成形工序較多。其缺點(diǎn)是材料得用率低，一般只有 60%左右。 這是從經(jīng)濟(jì)效益上來(lái)看的。 1．冷擠壓成形尺寸的確定 本設(shè)計(jì)中的擠壓件 如 圖 所示，其中因考慮到存在壓余厚度 及尺寸偏差 ， 由 [2]表 310，可知其修邊余量為 5 mm， 故在長(zhǎng)度方向上加了 5mm，即 L=5mm，見(jiàn)圖 。 4．預(yù)成形冷鐓計(jì)算 毛坯的內(nèi)外徑尺寸可根據(jù)凸模和凹模的相應(yīng)尺寸決定。它既不同于毛坯的預(yù)成形工序，又區(qū)別于成品的擠壓工序，是從毛坯向擠壓件過(guò)渡的、具有中間特定開(kāi)關(guān)的準(zhǔn)備工序。 由 [4]表 35 可知道純鋁冷擠壓時(shí)所用的潤(rùn)滑有以下幾種， 見(jiàn)表 。對(duì)于同 種金屬材料來(lái)說(shuō)，冷擠壓變形方式不同，所需的單位擠壓力也不同。潤(rùn)滑狀態(tài)對(duì)降低單位擠壓力影響較大，良好的潤(rùn)滑狀態(tài)，可以使真實(shí)接觸面積率大大減小，摩擦阻力也大大減小，因此，單位擠壓力較低。 反擠壓小孔時(shí)的變形程度為： F? =（ 10 FF? ） / 0F = [ ? /4+4 －（ ? +4 7） ]/（ ? /4+4 ） = % 由 [3]表 可得純鋁在正擠壓時(shí)的許用變形程度為 95%～ 99%，在反擠壓時(shí)的許用變形程度為 90%～ 99%。 由《實(shí)用冷擠壓技術(shù)》 P61 頁(yè)可查得。 3）擠壓設(shè)備的裝模高度、工作臺(tái)面尺寸、行程等是否適合應(yīng)完成工序所用的模具。一般要求壓力機(jī)有較高的空程向下和回程速度，在上模接觸金屬毛坯前，速度能迅速下降，在擠壓過(guò)程中，擠壓速度應(yīng)盡可能保持均勻 。 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。除應(yīng)根據(jù)擠壓件的批量、品種不同并滿(mǎn)足不同設(shè)備要求外，還應(yīng)該滿(mǎn)足以下幾點(diǎn)。 8）反擠壓通用模架可兼作正擠壓和復(fù)合擠壓模具使用。 2）防止擠壓結(jié)束時(shí)擠壓件粘在凸模上。 反擠壓純鋁時(shí) 其許用范圍 為 ： 1h /1d ≤ 6～ 8， 經(jīng)過(guò)校核可知 53/14≤ 6， 故滿(mǎn)足條件。 則 凹模 的外圍尺寸 D =φ 64mm。 2）頂出桿端表面承受高壓時(shí)，中必處單位壓力最大。這樣即可以擠出合格的產(chǎn)品，又可以提高模具的使用壽命。 這樣就可達(dá)到方