【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 立式冷擠壓壓力機(jī)上金屬總是向上流得快,而向下流的慢,所以連皮的位置會(huì)在零件靠下的位置,為了使凹模制造更為方便,我們將連皮的位置放在離零件下表面 1mm處,這樣既方便擠壓凹模的制造,又方便輕松地沖掉連皮。所以我就擬選定上面的方案,其他可能的方案這里就不一一去列舉分析了。這一方案的生產(chǎn)流程是：落料 表面潤(rùn)滑處理 復(fù)合擠壓成型 沖去連皮3主要的工藝參數(shù)計(jì)算及工序的確定因?yàn)閿D壓是一種成型精度較高的成型方法,所以坯料的落料一定要精確,所以在計(jì)算坯料體積時(shí)把零件分成各個(gè)小的塊,分別計(jì)算在做算術(shù)運(yùn)算，最后得出一個(gè)準(zhǔn)確的總體積。根據(jù)圖1的零件圖計(jì)算坯料:=V1+V2V0為坯料的總體積；V1為零件最終的體積；V2為機(jī)械加工要除去的體積=N/4303015 –N/4171715 –N/4115N/415= – – – =7121=N/417172 +N/4/1= + =467=V1+V2=7588根據(jù)查相關(guān)資料得Q235鋼的密度為ρ=。則毛坯的總質(zhì)量G=ρG=7588=59g選用截面直徑Φ=30mm的棒料作為毛坯,高度h為 h==在冷擠壓成型生產(chǎn)中，下料準(zhǔn)確是非常重要的，它直接關(guān)系的擠壓件的外形尺寸和公差，而在擠壓生產(chǎn)中毛坯的制備方法與其外形尺寸有很密切的關(guān)系，一般棒料和管料是采用截切的方法，一般需要設(shè)計(jì)專(zhuān)用的截切模，這種方法備料生產(chǎn)率高，材料利用率高，但是截切后斷面不整齊，這對(duì)擠壓模具的壽命會(huì)有很大的影響，所以該例中我們不考慮這種備料方法。棒料還可以通過(guò)鋸切方法備料，這種方法備料斷面會(huì)很平整，尺寸精度也很高，但生產(chǎn)率太低，并且鋸屑的損失很大，所以這里也不予以考慮。為了精確下料，我們?cè)诖瞬捎镁€切割備料的方法，這樣既可以得到斷面平整尺寸精度高的坯料，又不會(huì)浪會(huì)太多的坯料，經(jīng)濟(jì)效率也很高，所以我們選用線切割的方法來(lái)切割直徑為30mm的棒料，棒料的厚度h=m。 表面潤(rùn)滑處理毛坯表面去油及清楚氧化皮之后,進(jìn)行磷化加皂化處理。具體操作步驟如下：（1）化學(xué)去油(氫氧化鈉NaOH 60～100g/L, 碳酸鈉 60～80g/L,磷酸鈉Na3PO4 25～80g/L, 水玻璃Na2SiO3 10～15g/L,處理溫度≥85℃,處理時(shí)間15～25min)。（2）流動(dòng)冷水洗。（3）酸洗(硫酸)H2SO4 120～180g/L ,氯化鈉NaCl 8～10g/L ,處理溫度65～75℃,處理時(shí)間5～10min)。（4）流動(dòng)水洗,是為了防止吸附在坯料表面的酸洗液帶入下道磷化液中,影響磷化效果。 （5）熱水洗,為磷化處理預(yù)熱。（6）磷化處理(配方為：氧化鋅ZnO 9g/L ,磷酸 23g/L ,水O 1L。該配方的總酸度為16～20點(diǎn),～,溫度為85～95℃,處理時(shí)間為20～30min。（7）流動(dòng)冷水洗。（8）中和處理 ,采用氧化鈉溶液對(duì)坯料磷酸鹽薄膜上附著的酸性物質(zhì)進(jìn)行中和,防止殘留的磷酸對(duì)潤(rùn)滑液產(chǎn)生不良影響,保證潤(rùn)滑質(zhì)量。皂化處理(硬脂酸鈉 COONa 5～9g/L,處理溫度60～70℃,處理時(shí)間10min。也可不用上面這種方式,而采用豬油或機(jī)油拌二硫化鉬做潤(rùn)滑,也可取得較滿意的潤(rùn)滑效果,其中豬油的效果較機(jī)油更好。經(jīng)過(guò)皂化處理以后,在正擠壓過(guò)程中可降低15%左右的擠壓力。 查賈俐俐主編的《擠壓工藝及模具》第57頁(yè)圖416 黑色金屬反擠壓計(jì)算壓力用圖算表，得：F=400KN 由此可知,利用公式計(jì)算法和圖解計(jì)算法所得出的擠壓力基本吻合。（1）剛度要求高 擠壓時(shí)工藝力大,載荷集中,為保證冷擠壓質(zhì)量、提高模具壽命，擠壓機(jī)必須具備較大的剛度。（2）共鍵變形能量大 （3）設(shè)備精度高 為提高冷擠壓件的質(zhì)量和模具壽命,要求滑塊的導(dǎo)向精度高。（4）合適的擠壓速度 （5）可靠地頂料裝置由于該零件所需的擠壓力很小,并且零件形狀簡(jiǎn)單,加工工藝也很簡(jiǎn)單,在這里我們考慮比較簡(jiǎn)單通用的曲柄壓力機(jī)。根據(jù)所計(jì)算的擠壓力F=400KN,再根據(jù)工藝計(jì)算力圖,又考慮到頂出的零件能輕易地從壓力機(jī)落下,選擇機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單的可傾式壓力機(jī)比較適宜?？沙踹x開(kāi)式可傾壓力機(jī)J2340,因?yàn)榇藭r(shí)工藝計(jì)算力圖完全落在壓力機(jī)許用負(fù)荷圖安全區(qū)內(nèi)。對(duì)J2340壓力機(jī)查得其參數(shù) 標(biāo)稱(chēng)壓力 =400KN 標(biāo)稱(chēng)壓力行程 =7mm ==8mm壓力機(jī)做功能力 = =4008=1008J而此時(shí)工件變形功 為Fs=400KN7mm=2800J故選J2340壓力機(jī)做功不夠,設(shè)備過(guò)載。改選J2380壓力機(jī)則有 =800KN =9mm == =800=2851故J2380為所選壓力機(jī)。 J2380壓力機(jī)的參數(shù)一覽表滑塊行程 工作臺(tái)尺寸標(biāo)稱(chēng)壓力標(biāo)稱(chēng)壓力行程固定行程調(diào)節(jié)行程標(biāo)稱(chēng)行程次數(shù)(不小于)最大封閉高度封閉高度調(diào)節(jié)量 左右 前后800KN 9mm 130mm 12mm 60次 380mm 100mm 800mm 540mm4 壓模具的設(shè)計(jì)擠壓時(shí)單位壓力較大,同時(shí)由于金屬材料的激烈流動(dòng)所產(chǎn)生的熱效應(yīng)可使模具工作部分溫度高達(dá)200℃以上,加上劇烈的磨損和反復(fù)作用的載荷,模具的工作條件相當(dāng)惡劣。為保證模具壽命及壓力機(jī)結(jié)構(gòu)形式不被損壞,設(shè)計(jì)模具應(yīng)當(dāng)符合下列要求：①工作部分凸模、凹模、頂出器應(yīng)當(dāng)具有較高的強(qiáng)度與較長(zhǎng)的使用壽命。②工作部分能簡(jiǎn)捷而可靠地的固定在模架上。③模具的易損部分拆換方便。④毛坯放置容易,在大量生產(chǎn)時(shí)可采用自動(dòng)或半自動(dòng)送料裝置。⑤完成的工件可以方便的卸出。⑥模架能緊固的安裝在壓力機(jī)上。⑦能保證操作人員的安全。⑧制造簡(jiǎn)單,成本費(fèi)用低。冷擠壓模具工作部分是指凸模、凹模、頂桿等在擠壓時(shí)直接參與擠壓過(guò)程的一些零件。正擠壓凸模的作用主要是傳遞擠壓力, 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮其強(qiáng)度及凸模與凹模的間隙,因?yàn)槿绻g隙太大擠壓后的零件上容易形成毛刺,間隙太小又無(wú)法保證當(dāng)凸模變形后直徑增大其與凹模的配后關(guān)系,所以設(shè)計(jì)時(shí)一定要選擇合適的凸模尺寸及公差范圍。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式再綜合考慮該擠壓件的形狀特點(diǎn),工藝特點(diǎn),材料特性,制造公差等,得出如下尺寸：擠壓內(nèi)孔凸模頂尖直徑：=。 內(nèi)孔頂尖長(zhǎng)度L=12mm。凸模工作部分直徑 == ==確定凸模擠壓的工作部分高度h h =凹模工作部分高度+卸料板厚+3mm該例中擠壓件均留在凹模內(nèi)。不需要卸料板。所以：h=+0+3=支撐部分直徑 =(～)d==42mm支撐部分高度 =(～)d==9mm圓角半徑R=(～)d R==?2?6. 2.+202M8 凸模尺寸 桿的作用在這套模具中非常重要，有兩方面的作用：把工件從凹模腔內(nèi)頂出去是一方面的作用，它是凹模型腔的一部分是更重要的一方面，起到成型的作用。頂出桿與凹模頂出孔的配合部分不做成直徑相同的圓柱體。為了防止頂出桿因彈性變形產(chǎn)生橫向加粗而卡死在凹模內(nèi)，頂出桿與凹模頂出孔的配合部分不做成直徑相同的圓柱體，而做成下圖所示結(jié)構(gòu)，頂出桿直徑 與凹模頂出孔配合的部分高度h=4mm。頂出桿直徑 與凹?？着浜?，應(yīng)按擠壓時(shí)不產(chǎn)生縱向毛刺、且又便于頂出的原則來(lái)選取二者配合關(guān)系，一般情況采用基孔制間隙配合H7/h6。 頂出桿尺寸圖(1)凹模的結(jié)構(gòu)形式：在冷擠壓生產(chǎn)實(shí)踐中人們發(fā)現(xiàn),整體式凹模在擠壓中受到單位擠壓力較大時(shí),往往導(dǎo)致凹模向外擴(kuò)張而產(chǎn)生切向開(kāi)裂。為了提高冷擠壓凹模的強(qiáng)度,確保凹模在較大的單位擠壓力下較長(zhǎng)的使用壽命,一般采用預(yù)應(yīng)力組合凹模的結(jié)構(gòu)形式。組合凹模有很多優(yōu)點(diǎn)：①組合凹模能顯著提高凹模在擠壓時(shí)的承載能力,提高內(nèi)凹模的強(qiáng)度。②節(jié)省了昂貴的模具鋼。原來(lái)整個(gè)凹模要用高級(jí)合金工具鋼制成,現(xiàn)在僅內(nèi)凹模用高級(jí)合金工具鋼即可。預(yù)應(yīng)力圈可改用較差一些的合金鋼或中碳鋼來(lái)制成。③由于內(nèi)凹模尺寸小,熱處理容易,提高了模具鋼熱處理質(zhì)量,同時(shí)小尺寸規(guī)格模具鋼碳化物偏析情況得到改善,提高了模具鋼的原始材質(zhì),當(dāng)內(nèi)凹模損壞后,僅需要調(diào)換內(nèi)凹模,預(yù)應(yīng)力圈仍可繼續(xù)使用。④內(nèi)凹模可以采用硬質(zhì)合金。大大的延長(zhǎng)了模具的使用壽命,硬質(zhì)合金呈脆性,抗拉性能差,其不可能作為整體式凹模的材料。但當(dāng)組合凹模設(shè)計(jì)使得凹模內(nèi)壁擠壓時(shí)完全沒(méi)有切向拉應(yīng)力過(guò)切向拉應(yīng)力較小時(shí),硬質(zhì)合金就能作為內(nèi)凹模的材料充分發(fā)揮其硬度高,極耐磨的特點(diǎn),這樣就拓寬了模具材料的范圍。綜上分析,在做隔環(huán)這一零件冷擠壓過(guò)程中,我們選擇三層組合凹模，對(duì)一定尺寸的組合凹模進(jìn)行強(qiáng)度分析得知，三層組合凹模的強(qiáng)度時(shí)整體式。(2)組合凹模的尺寸計(jì)算①內(nèi)凹模尺寸的計(jì)算：但是考慮毛坯尺寸會(huì)有一定的偏差，在這里根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式應(yīng)該再加上 ， = 。式中D為擠壓件外形的基本尺寸，D=30mm。 為擠壓件公差，它等于工件外形最大極限尺寸與最小極限尺寸之差，由本文第二章中的數(shù)據(jù)==凹模圓角半徑r=3mm凹模工作模腔高度 =工作部分高度+凸模入口圓角半徑+(2～3mm)即： =（+7）+3+3= 。刃口高度 =～ 。在這里我們?nèi)?= 。刃口部分直徑 =28mm頂件部分高度 =（～）D=30=15mm 。頂件部分直徑 = 。凹?？傮w高度H=h1+h2+h3=4++15= 。凹模腔壁做成15’脫模斜度，便于金屬流動(dòng)和容易頂卸工件，頂桿和凹模配合應(yīng)密合，以免金屬流入頂桿和凹模底間隙，造成卡死現(xiàn)象。②加強(qiáng)圈與緊固圈的計(jì)算：凹模的總直徑比α一般取4～6。在此我們根據(jù)一些經(jīng)驗(yàn)取α=5查賈俐俐主編的《擠壓工藝及模具》一書(shū),第26頁(yè)圖630 在三層組合凹模