【正文】 本工程設計為節(jié)能型住宅，外墻均貼保溫板?？倢?27樓 ； 30樓 m。編制時，我公司技術發(fā)展部、質檢科以及項目部經過精心研究、合理組織、充分利用先進工藝，特制定本施工組織設計。 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 材料牌號 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 45 淬硬 43～ 48 內預應力圈 5CrNiMo,40Cr, 35CrMoV 淬硬 42～ 44 外預應力圈 5CrNiMo,40Cr, 35CrMoV,45 淬硬 38～ 40 導柱、導套 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 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 工序說明 加 工 簡 圖 設 備 工裝設備 型號名稱 名稱圖號 1 剪切 下料 剪切機 退火 軟化 硬脂酸 鋅潤滑 2 冷鐓 預成形 YQ3240四柱 式通用 液壓機 單工位冷鐓模 36 3 復合 擠壓 YQ3240 四柱 式通 用 液壓機 單工位反擠壓模具 4 反擠壓 YQ3240 四柱 式通用 液壓機 單工位反擠壓模具 37 結 論 階梯方鋁罩的成形 所 采用 的工藝是 冷擠壓 技術 ， 這 與沖壓的拉深工藝相比而言，冷擠壓 技術比較 先進 ， 它具有拉深工藝所沒有的獨特性。而冷擠壓凸模在擠壓時受著強烈的反復壓縮作用，因此，要求模具材料有足夠的抗壓強度和耐熱疲勞性。 33 模具材料的選用原則 冷擠壓模具的材料，應根據(jù)被擠材料的種類、擠壓方式以及模具的實際工作條件，力求達到較好的經濟效益為原則來選擇。一般來說，硬度越高，耐磨性越好。這對于由于沖擊、偏心彎曲載荷、疲勞應力集中而引起的折斷和開裂破壞是十分生要的。 1）高硬度。 壓板、 凹模固定圈、 凹模墊塊 的具體結構尺寸參見零件圖。 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 卸料力的計算 如下： 根據(jù)模具安裝位置， 考慮到結構上的限制，本設計采用 3 個彈簧。卸件裝置應有“在任何情況下，都能切實可靠地將擠壓件從凸模上卸脫下來，并在回程時，保證不與其他零件相干擾地復位”的功能。（具體結構參見零件圖） 2．錐形緊固圈 錐形緊固圈的尺寸與結構由是 凸模 決定的，在加工時，需要與 凸模 的錐面配作，其貼合面積需要達到 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 進行支撐。由于擠壓時模具工作部分的磨損，這個間隙就會越來越大，因此擠壓件的壁厚尺寸也越來越大，在設計模具工作部分的尺寸和公差時，必須考慮模具有一定的磨損量，同時又不影響擠壓件的尺寸精度要求。因此，設計時應注意如下問題： 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 ， 本設計 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)設計計算如表 所示： 表 凸模尺寸參數(shù)設計計算 ]2[ 名稱 尺寸計算 計算結果 (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度 1h 應當越短越好，這樣可以避免 凸模在擠壓時產生縱向彎曲而失穩(wěn)。工作帶的作用有以下三點： 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）在同噸位的壓力機上使用的反擠壓、正擠壓和復合擠壓的預應力組合凹模可設計成互換的，從而簡化模具的制作。 擠壓工藝可以在專用的擠壓壓力機、通用液壓機、通用曲柄壓力機或摩擦壓力機上進行，因此模架的結構也有所不同。因此冷擠壓模具應具有以下特點： 1）模具應有足夠的強度和剛度，要在冷熱交變應力下正常工作。因此在擠壓過程中會有沖擊作用；所以要求用于冷擠壓的壓力機能提供合適的擠壓速度。 2）擠壓設備的壓力和功率是否滿足應完成工序的需要。 本設計采用圖算法來求冷擠壓力。 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， 由此可以分別計算反擠壓成形時的變形程度○。 ⑥潤滑狀態(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，毛坯的高徑比應大于 1，根據(jù)鋁材的標準規(guī)格，取直徑為 8mm，則可計算其下料毛坯長度為 。制備價廉、質量良好的毛坯是關系到擠壓件質量、生產率和成本的大問題。剪切時，幾乎沒有材料損耗，尺寸精度較高。因此該方案可行。故不采用。 7 表 鋁 L3 的化學成分及力學性能 ]2[ 牌號 主要化學成（質量分數(shù)， %） 力學性能 1050A Al 雜質 狀態(tài) 抗拉強度MPab /? 屈服強度MPas /? 伸長率(%)? 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。 與沖壓工藝相比來說，冷擠壓 工藝的優(yōu)點之一是可以用少量的冷擠壓工藝來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，在壓鑄過程中容易發(fā)生粘?，F(xiàn)像，給壓鑄工藝帶來一定程度的不便。 1．直接機加工成型 機加工成型，即通過機床直接對坯料進行切削加工成型，機加工主要是對坯料進行形狀尺寸的加工，一般不會改變其 內部的 物理性能。純鋁 L3 是有色金屬，也是輕金屬。 對此產品的要求來說，其表面 不允許破裂、起皺 且無拉掛傷痕 。 3 冷擠壓工藝的 應用范圍 冷擠壓加工方法是一種 “優(yōu)質、高產、低消耗、低成本”的 先進工藝 。冷擠壓工藝的缺點如下所述。 經冷擠壓成 形的零件的表面質量是十分良好的。同時也減少了一些中間工序的進行。 復合擠壓是指擠壓時， 金屬的流動方向 朝 凸 模 的運動方向 和 相 反方向同時運動。冷擠壓是指在冷態(tài)下將金屬毛坯放入模具模腔內，在強大的壓力和一 定的速度作用下，迫使金屬從模腔中擠出，從而獲得所需形狀、尺寸以及具有一定力學性能的擠壓件。 對于復雜的階梯形零件 ,一次擠壓不容易達到預期成形效果 。 因此 ， 一般采用有預成形的多道次擠壓工藝 。顯然，冷擠壓加工是靠模具來控制金屬流動，靠金屬體積的大量轉移來成形零件的。復合擠壓可生產兩端直徑不同的筒形零件，也可生產雙杯形零件，如汽車的活塞銷，也可制造杯桿形零件等。 3）可成形復雜形狀的零件。在冷擠壓過程中，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，表面強度也大為提高。 1） 變形抗力高 冷擠壓時，被擠壓材料的變形抗力較高，其中最有實用意義的是鋼的冷擠壓，其變形抗力高達 2021MPa 以上。 在 技術上與經濟上都有很高的應用價值。 在實際生產中為小批量生產。在尺寸方面上看，零件精度要求比較高。 工藝過程：坯料 —— 機加工 —— 成品 從零件圖上知道產品 的形狀雖然 比較 規(guī)則，但是其 內外形都有階梯，上下部分的形狀不一致 ， 且上下部分是由圓形過渡而成，零件厚度極薄， 這樣在進行機加工時操作不方便，同時本零件的尺寸較小，不便在普通機床上加工，并且在精度上 無法保證。同時本產品的生產為小批量生產，由于壓鑄機和壓鑄模費用昂貴，對小批量生產來說不經濟。但是，盒形件在拉深時受直邊的影響，其周邊變形是不均勻的。 拉深工藝過程：落料 —— 5 次拉深 —— 整形 從這可以看來，要獲得所需產品，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，金屬在成形過程中其應力狀態(tài)是不同的，由于冷擠壓加工中處 于接近三向應力狀態(tài)，因而大大提高了金屬的塑性。 1）成形工藝方案Ⅰ 工藝 過程：落料 —— 無氧軟化退火 —— 硬脂酸鋅潤滑 —— 復合冷擠壓 (a)落料 (b)復合擠壓成形 圖 成形工藝方案Ⅰ 此方案在 通過 落料獲得毛坯后，直接采用了復合擠壓成形，一次擠壓成形。 9 3）成形工藝方案Ⅲ 工藝過程： 落 料 —— 無氧軟化退火 —— 硬脂酸鋅潤滑 —— 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 四 道擠壓工序可獲得所需要的產品，通過各個工序，可以保證各部分的尺寸及質量要求，但是中間成形工序較多。其缺點是材料得用率低，一般只有 60%左右。 這是從經濟效益上來看的。 1．冷擠壓成形尺寸的確定 本設計中的擠壓件 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， 故在長度方向上加了 5mm，即 L=5mm，見圖 。 4．預成形冷鐓計算 毛坯的內外徑尺寸可根據(jù)凸模和凹模的相應尺寸決定。它既不同于毛坯的預成形工序，又區(qū)別于成品的擠壓工序，是從毛坯向擠壓件過渡的、具有中間特定開關的準備工序。 由 [4]表 35 可知道純鋁冷擠壓時所用的潤滑有以下幾種， 見表 。對于同 種金屬材料來說，冷擠壓變形方式不同，所需的單位擠壓力也不同。潤滑狀態(tài)對降低單位擠壓力影響較大，良好的潤滑狀態(tài)，可以使真實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的許用變形程度為 95%～ 99%，在反擠壓時的許用變形程度為 90%～ 99%。 由《實用冷擠壓技術》 P61 頁可查得。 3）擠壓設備的裝模高度、工作臺面尺寸、行程等是否適合應完成工序所用的模具。一般要求壓力機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，在擠壓過程中，擠壓速度應盡可能保持均勻 。 2）模具工作部分零件材料應具有高強度、高硬度、高耐磨性，并有一定的韌性。除應根據(jù)擠壓件的批量、品種不同并滿足不同設備要求外，還應該滿足以下幾點。 8）反擠壓通用模架可兼作正擠壓和復合擠壓模具使用。 2）防止擠壓結束時擠壓件粘在凸模上。 反擠壓純鋁時 其許用范圍 為 ： 1h /1d ≤ 6～ 8， 經過校核可知 53/14≤ 6， 故滿足條件。 則 凹模 的外圍尺寸 D =φ 64mm。 2）頂出桿端表面承受高壓時，中必處單位壓力最大。這樣即可以擠出合格的產品，又可以提高模具的使用壽命。 這樣就可達到方