【正文】 積，可大大降低摩擦阻力； （ 2）防止擠壓結(jié)束時(shí)，擠壓件粘在凸模上； （ 3）擠壓時(shí)，不會(huì)由于凸模工作帶以上部分的彈性變形而產(chǎn)生的直徑增大，影響擠壓件內(nèi)孔的尺寸精度。平底凸模用于擠壓件內(nèi)孔要求平底或單 位擠壓力較低的場(chǎng)合。按反擠壓凸模成形部分的形狀不同有三種常用形式，圖 4 中的尖頂錐形凸模，斜角 越大則單位擠壓力越小，生產(chǎn)中一般斜角為 5~9176。 反擠壓凸模 反擠壓凸模一般由夾緊和成形兩部分組成，當(dāng)反擠壓凸模在擠壓時(shí)靠?？趯?dǎo)向時(shí)，則還需增加導(dǎo)向部分。 每次溫?cái)D壓以后，用壓縮空氣冷卻凸凹模等工作部分，并增加每次溫?cái)D壓工序之間的間隔時(shí)間 [10]。工作部分由凹模、凸模和下頂出器組成。 模具結(jié)構(gòu) 溫?cái)D壓成形用的模具， 要能承受溫?cái)D壓塑性成形時(shí)引起的較大軸向壓力和徑向壓力， 要求其強(qiáng)度高，剛度和精度都能適用各種成形工序的要求，尤其是模架，要通用性好，便于安裝、調(diào)整與更換。 YG20 硬質(zhì)合金沖擊韌性很差，性脆、易 開(kāi)裂，所以選用三層組合式凹模結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖 4，內(nèi)預(yù)應(yīng)力圈與凹模和外預(yù)應(yīng)力圈是過(guò)盈配合， 內(nèi)預(yù)應(yīng)力圈的材料必須具有足夠的強(qiáng)度與韌性，選用 Cr12Mo，熱處理硬度達(dá)到 60~62HRC，外預(yù)應(yīng)力圈選用 45＃鋼。 凹模對(duì)耐磨性有較高的要求， 一般需用組合凹模。 凸模對(duì)抗壓性能有很高的要求，而且溫度可 300～ 500℃或更高，故選用W18Cr4V 高速 W18Cr4V 具有較高的變形抗力 耐磨性及斷裂抗力。 (3)模具材料的熱膨脹率要小，熱導(dǎo)率要大 %比熱容也要大。 11 (1) 模具溫升后模具材料的屈服強(qiáng)度應(yīng)高于擠壓時(shí)作用在模具上的單位擠壓力。 =1259718N = 6 溫?cái)D壓模具設(shè)計(jì) 模具材料的要求及選用 溫?cái)D壓模具在擠壓成形過(guò)程中 %要經(jīng)受高壓及變形的作用，在連續(xù)生產(chǎn)時(shí)模具溫度可達(dá) 300~500℃或更高。 溫?cái)D壓壓力的計(jì)算 溫?cái)D壓壓力計(jì)算有圖算法和公式計(jì)算法，由于公式計(jì)算法相對(duì)方便一點(diǎn)，在此就用公式計(jì)算法，用理論計(jì)算法求得溫?cái)D壓時(shí)的單位擠壓力的精確值是比較困難的，在生產(chǎn)實(shí)際中一般用經(jīng)驗(yàn)公式 [9]， 反擠壓壓力計(jì)算 T10 溫?cái)D壓?jiǎn)挝粩D壓 T10 在 700℃的變形程度為 60%，所以由上表可以查得此時(shí) 的單位擠壓力為了 1090Mpa。 除了加熱溫度以外，其它影響因素與冷擠壓因素相似，隨著溫度的升高，擠壓變形抗力逐漸下 降，溫?cái)D壓力也明顯下降。 溫?cái)D壓壓力 溫?cái)D壓壓力大小對(duì)溫?cái)D壓變形工藝的制定、壓力機(jī)的噸位的選用、模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及對(duì)模具壽命的影響等，都有有很大的作用。 9 圖 42 T10 的溫度曲線 坯料加熱后的直徑 tD 可按公式： 0 (1 )ttDD ??? 式中： 0D —— 溫室時(shí)毛坯直徑 ? —— 材料的線性膨脹系數(shù)， t—— 坯料高于室溫的溫差， 查表得 T10 的線性膨脹系數(shù)為 10 其中擠壓定為 720℃，室溫為 20℃ 則 tD =38（ 1+） = 5 溫?cái)D壓成型 斷面變形程度的計(jì)算 釬套溫?cái)D壓件的斷面變形程度： 010()100%f FFF? ??? 式中； Fo 為溫?cái)D壓變形前毛坯的橫斷面積 (mm) 1F 為溫?cái)D壓變形后制件的橫斷面積 (㎜178。考慮到加熱溫度的波動(dòng)，最終將擠壓溫度定為 (700177。 T10A 的溫塑性變形溫度通常在 650~750℃之間，高于 750℃時(shí)工件的氧化變得劇烈，低于 650℃時(shí)工件的變形抗力迅速增大。 為滿足擠壓時(shí)對(duì)鋼塑性的 要求， 在溫?cái)D壓高強(qiáng)度的材料時(shí)往往選擇在鋼的相變溫度進(jìn)行擠壓。 圖 42 為 T10A 加工溫度與變形抗力的關(guān)系，可知在 300~450℃之間 出現(xiàn)上升峰值， 這一區(qū)間就是藍(lán)脆區(qū)，下降較為劇烈。 (3)能使所用潤(rùn)滑劑能達(dá)到最小摩擦因數(shù)，不因高溫或低于其使用溫度而失效。確定溫?cái)D壓成形溫度的原則是： (1)選擇在金屬材料塑性好、變形抗力顯著下降的溫度范圍。浸涂潤(rùn)滑劑后的坯料表面必須留有 ~ 厚的薄膜， 呈黑炭色，并有明顯的黑灰色小點(diǎn)，若不然必須重新浸涂。然后加熱至 200 左右， 出爐浸入水劑石墨潤(rùn)滑劑中，快速搗勻，吊起瀝干殘液，在干燥處攤開(kāi)晾干。 當(dāng)擠壓溫度在 250℃以上時(shí)， 采用冷擠壓時(shí)的潤(rùn)滑方法，會(huì)使磷化層和皂化層燒毀，使 潤(rùn) 滑條件惡化，因此，在溫?cái)D壓時(shí)， 對(duì)潤(rùn)滑劑有更高的要求在 600~800℃范圍內(nèi)，采用水劑石墨 (成分：石墨、二硫化鉬、滑石粉、纖維素和水 )為潤(rùn)滑劑。 (6)在加熱溫度范圍內(nèi)，有足夠的黏度和附著性能，能均勻地粘附在毛坯或模具表面上，而不形成堆積的薄膜。 (4)應(yīng)具有足夠的熱穩(wěn)定性、耐熱性和絕熱性，在溫?cái)D壓時(shí)仍能保持很好的潤(rùn)滑效果，良好的絕熱性可防止坯 料與模具接觸時(shí)溫度急劇降低，也避免模具溫度升得太高，有利于提高模具壽命。 (2)能覆蓋溫?cái)D壓時(shí)形成的大片新生表面。潤(rùn)滑劑在溫?cái)D壓過(guò)程中能提高模具壽命和產(chǎn)品成形率，但潤(rùn)滑劑不同所表現(xiàn)的效果也不同。為了減少或消除這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，在擠壓時(shí)一般要采用潤(rùn)滑劑。 溫?cái)D壓前潤(rùn)滑 由于擠壓時(shí)的單次變形量很大，金屬與模具接觸面上的單位正壓力極高，相當(dāng)于金屬變形抗力的 3～ 10 倍，甚至 更高。),D 為工件鐓粗后直徑(mm)。 式中 p 為單位擠壓力，鋼材取 1000~2020MPa，變形程度大時(shí)取上限，變形程度小時(shí)取下限。 鐓粗 用剪切模制備坯料時(shí)， 剪斷的坯料端面比較粗糙，端面與中心軸線不能保持垂直，有一定的斜度。/π /4 38178。）， Vp 擠壓件體積， Vs 是修邊量體積 Vs 取 3%~5%的 Vp。 =96400mm179。毛坯的體積按體積不變條件計(jì)算，并應(yīng)加上修邊量，即： Vo= Vp +Vs 7 =92692mm179。為了減少剪切時(shí)的工序以及提高剪切后棒料的端面平整度，在此選用冷剪切進(jìn)行下料 溫?cái)D壓坯料的形狀應(yīng)該根據(jù)零件相應(yīng)橫斷面積來(lái)確定。剪切坯料的形狀和尺寸精度高，可滿足一般溫?cái)D壓的要求。 下料 使用剪切模下料。從零件結(jié)構(gòu)上看，其內(nèi)部孔的結(jié) 構(gòu)復(fù)雜，變形程度較大，故采用變形抗力較小的 溫?cái)D壓塑性工藝成形。 設(shè)計(jì)擠壓件形狀時(shí)應(yīng)考慮的因素 工藝性 ： 擠壓 工藝性好，成形容易 模具結(jié)構(gòu) ： 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工制造容易 材料利用率 ： 切削加工部位少，余量小，耗材低 工藝力 ： 擠壓工藝小 成形工序 ： 所需的成形工序和中間退火次數(shù)少 擠壓設(shè)備 ： 對(duì)擠壓設(shè)備的要求 6 質(zhì)量 ： 質(zhì)量和精度容易控制和保證 成本 ： 生產(chǎn)成本低 圖 41 釬套零件圖 擠壓件是適合擠壓成形的零件，應(yīng)依據(jù)產(chǎn)品零 件圖，考慮依據(jù)產(chǎn)品零件圖，考慮壓力工藝和機(jī)加工工藝的要求進(jìn)行設(shè) 計(jì)。零件有 10mm 以下的深孔（一般孔深大于直徑的話 倍），用擠壓加工方法加工不經(jīng)濟(jì)，這類(lèi)孔可在擠出后鉆出 。擠壓時(shí)不能做出凹槽，可在擠壓加工后用切削加工方法加工 。但當(dāng)階梯的直徑較大時(shí)也可擠壓階梯 。 7 避免擠出階梯變化小的零件。 6 零件徑向應(yīng)盡量避免有幅板、十字筋或局部凸出等形狀。擠壓內(nèi)錐體零件，模具壽命低。 4 多次擠壓時(shí)要合理分配悉聽(tīng)各次的變形量，并考慮各次擠壓的定位問(wèn)題 。 3 擠壓過(guò)度的截面應(yīng)避免尖角，因?yàn)榧饨翘幗饘倭鲃?dòng)困難，阻力升高，模具轉(zhuǎn)角處容易磨損和開(kāi)裂。 2 反擠壓或復(fù)合擠壓時(shí)底部厚度不應(yīng)小于壁厚。 釬套形狀設(shè)計(jì) 擠壓件的工藝性對(duì)擠壓 件的質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)效率有很大的影響。 T10 碳素工具鋼 ，強(qiáng)度及耐磨性均較 T8 和 T9 高 ,但熱硬性低 ， 淬透性 不高且 淬火 變形大， 晶粒 細(xì) , 5 在 淬火 加熱時(shí)不易過(guò)熱 ,仍能保持細(xì) 晶粒 組織 ； 淬火 后鋼中有未溶的過(guò)剩 碳化物 ， 所以耐磨性高 ,用于制造具有鋒利刀口和有少許韌性的工具。溫?cái)D壓件是適合擠壓成形的零件，應(yīng)依據(jù)產(chǎn)品零件圖，考慮依據(jù)產(chǎn)品零件圖，考慮壓力工藝和機(jī)加工工藝的要求進(jìn)行設(shè)計(jì) [6]。 4 溫?cái)D壓件的工藝方 案 擠壓件的工藝性對(duì)擠壓的質(zhì)量、模具的壽命和生產(chǎn)效率影響很大。 復(fù)合擠壓法 復(fù)合擠壓法將正向擠壓法和反向擠壓法的特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，生產(chǎn)斷面形狀為圓形、方形、六角形、齒形、花瓣形的雙杯類(lèi)、杯桿類(lèi)和桿桿類(lèi)擠壓件，也可以制造等斷面的不對(duì)稱(chēng)擠壓件。 反向擠壓生產(chǎn)的特點(diǎn)是：可減小總擠壓力的，適用于硬合金擠壓生產(chǎn)，金屬的流動(dòng)性較好，從而使擠壓制品的組織和性能均勻，但由于受到擠壓軸、擠壓模的限制，使擠壓制品的表面質(zhì)量欠佳，而且對(duì)錠坯表面質(zhì)量要求嚴(yán)格，分離殘料困難。主要特點(diǎn)是：擠壓時(shí)金屬的流動(dòng)方向與擠壓 軸的運(yùn)動(dòng)方向相反，使擠壓過(guò)程中的錠坯表面與擠壓筒內(nèi)壁之間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)，改變了金屬在擠壓筒內(nèi)流動(dòng)的力學(xué)條件，減小了所需的擠壓力，降低了變形的不均勻性。為避免由于流動(dòng)不勻造成制品產(chǎn)生裂紋等缺陷必須降低擠壓速度， 4 從而導(dǎo)致生產(chǎn)效率降低，擠壓殘料較厚。正向擠壓又分為實(shí)心件正向擠壓和空心件正向擠壓，空心件正向擠壓又分為固定 針空心擠壓和隨動(dòng)針空心擠壓。 3 擠壓的基本方法 根據(jù)擠壓時(shí)金屬流動(dòng)方向與擠壓軸運(yùn)動(dòng)方向之間的關(guān)系，常見(jiàn)的擠壓方法有 ： 正向擠壓法 正向擠壓是擠壓生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的一種方法，主要特點(diǎn)是擠壓時(shí)金屬的流動(dòng)方向與擠壓軸的運(yùn)動(dòng)方向一致。溫度過(guò)高，超出再結(jié)晶溫度，影響產(chǎn)品的機(jī)械性能；溫度過(guò)低，既會(huì)影響成形，又加大了擠壓力。 溫?cái)D壓工藝的缺點(diǎn) 溫?cái)D壓與冷擠壓相比，需要增加加熱裝置，產(chǎn)品尺寸精度與表面粗糙度雖與冷擠壓相近，但總不免稍差一些由于坯料需要加熱，使勞動(dòng)條件較冷擠壓差一些。 c、冷變形時(shí)塑性差，容易開(kāi)裂的某些鋁合金、銅合金、鈦合金材料。 d、形狀復(fù)雜或者為了改善產(chǎn)品綜合力學(xué)性能時(shí)而不宜采用冷擠壓變形時(shí) （ 7）溫?cái)D壓主要適用的材料 a、變形 時(shí)硬化劇烈或者變形抗力不高的不銹鋼、高碳合金鋼、軸承鋼和不銹鋼等。 b、一般材料變形尺寸或零件尺寸較大，以致冷擠壓時(shí)現(xiàn)有設(shè)備能力不足時(shí)。 （ 6）溫?cái)D壓主要適用以下幾種情況。 (4)在較高溫度（ 650~800℃）進(jìn)行溫?cái)D壓時(shí)，材料不需要軟化退火和各工藝之間的退火，也沒(méi)需要進(jìn)行表面的磷化處 理，可以減少許多的工序（磷化，退火等），更便于組織連續(xù)生產(chǎn)。溫?cái)D壓件的力學(xué)性能比退火時(shí)要高。 （ 2）坯料的變形抗力減小使得成形壓力的噸位也可以減小，如果控制合理，模具的壽命也比冷擠壓時(shí)要高。溫?cái)D壓將坯料加熱到比熱擠壓低的，某個(gè)適當(dāng)?shù)臏囟冗M(jìn)行擠壓，一般不需要進(jìn)行坯料預(yù)先軟化退火和工序之間的退火，也可以不進(jìn)行表面之間的磷化處理。還可采用剛性不很大的通用設(shè)備，模具壽命也比冷擠壓模具要高很多。這是因?yàn)闇財(cái)D壓是將坯料加熱到某一溫度進(jìn)行加工，坯料的變形力比冷鍛小，成形比冷鍛容易。溫?cái)D壓的變形溫度一般是在室溫以上再結(jié)晶溫度以下的溫度范圍內(nèi)。 一般鋼材溫?cái)D壓的溫度范圍是高于室溫而低于 750~850℃的，對(duì)鋁及鋁合金是從室溫以上到達(dá) 350℃以下，對(duì)銅及銅合金是從室溫以上到達(dá) 50℃以下[12]。新工藝是產(chǎn)品零件加工中的重要手段之一與其他低成本等優(yōu)點(diǎn)。 2 溫?cái)D壓工藝簡(jiǎn)介 溫?cái)D 壓成形技術(shù)是近年來(lái)在冷擠壓塑性成形 基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種 少無(wú)切削在室溫以上、再結(jié)晶溫度以下某一溫度范圍內(nèi)進(jìn)行的一種擠壓。從零件的結(jié)構(gòu)工藝上看，其內(nèi)