摩托車單向器飛輪冷擠壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)
2025-07-25 19:43 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 的拉應(yīng)力，從而產(chǎn)生縱向開裂。，模具在相應(yīng)的部分也是銳角，該處就會產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，且不利于金屬流動，也難以充滿銳角處。，否則會影響冷擠壓件的順利取出。，因?yàn)榇藭r的變形程度太小而使模具的壽命縮短。，因?yàn)榇藭r需要小直徑凸模，這種凸模的壽命短，不經(jīng)濟(jì)。根據(jù)上面的原則。零件的扇形齒，通過冷擠壓成形的，但外圓的臺階以及直徑為25mm的內(nèi)孔是通過冷擠壓件的機(jī)械加工所得。冷擠壓的尺寸是根據(jù)制件的體積與毛坯體積相等的原則計(jì)算。如果擠壓后還要進(jìn)行切削加工，則毛坯的體積應(yīng)該是V件再加上切削消耗量，即V坯=V件+V修。其中V修為修邊余量體積或是切削消耗體積，一般取擠壓件體積的3~5%，旋轉(zhuǎn)體的修邊余量△H的修邊余量可以通過查表得到。本設(shè)計(jì)中的零件是一個旋轉(zhuǎn)體，因?yàn)槠渲萍母叨葹?5mm，故△H=。求得毛坯體積與毛坯橫斷面積F0之比即為毛坯的高度h0=V坯/F0。在冷擠壓過程中，為了使毛坯順利放入凹模，毛坯的外徑d坯應(yīng)比凹模內(nèi)徑d凹小，通常取d坯=d凹（~）。擠壓空心時，采用內(nèi)孔的毛坯，其毛坯內(nèi)徑℃d坯可以按照如下確定：制件內(nèi)孔要求精度不高時 d坯=d件+（~）；制件內(nèi)孔要求精度較高時 d坯=d件+（~）。 毛坯在進(jìn)入冷擠壓工序前，需要進(jìn)行毛坯制作，前面已經(jīng)介紹過。在進(jìn)行冷擠壓之前還須準(zhǔn)備毛坯。冷擠壓毛坯的制作比較簡單,可以直接在車床上鋸切而來. ,以降低材料的硬度,提高材料的塑性,得到良好的顯微組織,而且塑性較高,特別是隨著鋼材中的含碳量增加,除了考慮改善其擠壓性能外,故均采用球化退火.提高、恢復(fù)材料塑性，降低變形應(yīng)力，改善金相組織，消除內(nèi)應(yīng)力。 針對工序間的硬化，有時也需要進(jìn)行軟化熱處理。 表面處理包括：去除表面缺陷、清潔、去脂、洗滌、去除表面氧化皮層、在毛坯表面形成特殊的保護(hù)層。 潤滑對冷擠壓是非常重要的，需要采用良好的并且可靠的潤滑方法。 工件在進(jìn)行冷擠壓前必須進(jìn)行軟化處理，以降低材料的硬度、提高塑性，消除內(nèi)應(yīng)力和得到良好的金相組織，并且還能降低擠壓力，提高模具的壽命。摩托車單向器飛輪采用的材料是20Cr，退火處理的規(guī)范是加熱到860℃，保溫4小時，隨爐冷至700℃，保溫12小時，隨爐冷卻。冷擠壓時，金屬材料產(chǎn)生劇烈的塑性變形，單位擠壓力很大，特別是鋼的冷擠壓，最大的單位擠壓力可達(dá)2500MPa。在這么高的單位壓力下，如果沒有良好的潤滑，鋼坯料的微粒就會與模具型腔焊合而導(dǎo)致工件表面嚴(yán)重刮傷，使得擠壓力急劇增加，模具使用壽命大大下降，甚至碎裂。因此，在冷擠壓鋼前必須將坯料進(jìn)行表面處理，以取得表面支撐層，以便在后道的潤滑處理時起到儲存潤滑劑的作用。碳鋼和合金鋼坯料冷擠壓前的表面處理為磷化處理，也就是把鋼坯料放在磷酸鹽溶液中進(jìn)行處理。處理時金屬表面發(fā)生溶解和腐蝕。由于化學(xué)反應(yīng)的結(jié)果，在金屬表面上形成一層很薄的磷酸鹽覆蓋層。經(jīng)磷化處理后，可減少坯料與模具間的接觸摩擦，降低單位擠壓力，提高冷擠壓件的表面質(zhì)量和模具使用壽命。磷化處理的具體工藝如下：1）化學(xué)去油(氫氧化鈉60100 g\L，碳酸鈉6080 g\L，磷酸鈉2580 g\L，水玻璃1015 g\L，處理溫度》85176。C，處理時間1525分鐘)。2）流動冷水洗3）酸洗（硫酸120180g\L，氯化鈉810 g\L，處理時間6575176。C。處理時間為510分鐘）.4）流動冷水洗，是為了防止在坯料表面的酸洗液帶入下道磷化液中。5）熱水洗，為磷化處理預(yù)熱。6）磷化處理7）流動冷水洗8）中和處理，采用氫氧化鈉溶液對坯料磷酸鹽薄膜上附著的酸性物質(zhì)進(jìn)行中和，防止殘留的磷酸對潤滑液產(chǎn)生不良影響，保證潤滑質(zhì)量。為了降低單位擠壓力，以提高制件的表面質(zhì)量和延長模具的使用壽命。必須對冷擠壓毛坯進(jìn)行合理的潤滑處理。冷擠壓的潤滑處理，用一般的刷涂方法雖然簡單，但是效果不好。因?yàn)樵诟邤D壓的作用，潤滑劑被擠掉，起不到潤滑的作用。目前比較常用的方法是，先對毛坯進(jìn)行表面處理，如鈍化處理、氧化處理、磷酸鹽處理、草酸鹽處理等。經(jīng)過表面處理，形成一層多孔狀的薄膜，具有良好的塑性，可以容納一定量的潤滑劑。然后，在經(jīng)過處理的毛坯表面涂上豬油、羊毛脂、豆油、菜油、礦油、硬脂酸鈉、硬脂酸鋅及皂化液等潤滑劑，使其表面上形成固定的潤滑膜。本制件毛坯的表面處理：。一種常用的方法是機(jī)械處理，即進(jìn)行滾筒磨或是采用噴沙法除銹。另一種是化學(xué)處理，即酸洗。把殘留在毛坯表面的化學(xué)液體洗掉。把毛坯投入溫度為35~50℃、濃度為80~100g/L的碳酸鈉溶液中處理2~3min。把殘留在毛坯表面的碳酸鈉溶液洗掉。（磷酸鹽處理）。使毛坯表面生成一層不溶性磷酸鹽簿膜。 毛坯經(jīng)過磷化處理后，用水洗干凈后進(jìn)行潤滑處理。皂化后的毛坯還須干燥處理。 適合于進(jìn)行冷擠壓加工的零件是很多的，為了根據(jù)冷擠壓件的形狀和尺寸合理地決定變形工序，可把冷擠壓進(jìn)行分類，凡遇到相近形狀的零件，可以采用相類似的變形工序。按照冷擠壓件主軸線尺寸的特征及其輪廓形狀，可以分為：1） .階梯軸類2） .空心類3） .凸緣類4） .盤型類5） .錐形類6） .齒形類 確定結(jié)構(gòu)要素的一般原則 ，盡量達(dá)到少無切削； ； ，應(yīng)盡量減少成型的工步。 ； ； 。 冷擠壓結(jié)構(gòu)要素一般要考慮以下幾種情況：a. 反擠壓杯形件長徑比杯形反擠壓件內(nèi)孔長徑比L1/d1見下表。對鋼質(zhì)反擠壓采用特殊裝置時，其長徑比L1/d1可達(dá)到5 表一 杯形反擠壓底厚h和壁厚s的h/s比見下表 表二 摩托車單向器飛輪的冷擠壓成形工藝屬于一種先進(jìn)的工藝，在國內(nèi)還很少應(yīng)用，更沒有現(xiàn)成的經(jīng)驗(yàn)可尋，這里可以借鑒與其類似的杯狀工件的擠壓工藝，從而可以得出模具設(shè)計(jì)是否可靠和能否實(shí)現(xiàn)。 根據(jù)以上數(shù)據(jù)，顯然摩托車單向器飛輪冷擠壓成形是可行的。下面進(jìn)入模具設(shè)計(jì)部分。1. 冷擠壓是在常溫下對金屬材料進(jìn)行塑性變形，其單位擠壓力相當(dāng)大，同時由于金屬材料的激烈流動所產(chǎn)生的熱效應(yīng)可使模具工作部分溫度高達(dá)200176。C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。因此冷擠壓模具應(yīng)具備以下特點(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。2）
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