【正文】 桿、頂板等 4)卸件部分，如卸料板、拉桿、彈簧等 11 5)導(dǎo)向部分，如導(dǎo)柱，導(dǎo)套等 6)緊固部分，如上、下底板、凸模固定圈、固定板、壓板、模柄、螺釘?shù)取Ｔ谶@樣高的單位壓力作用下，使得冷擠壓模具極易損壞。 液壓式壓力機(jī)型號(hào)選擇 由于擠壓力為 7014kN、設(shè)計(jì)擠壓模具行程小于 100mm,模具高度為 643mm,故選用 YA611000 型號(hào)液壓式擠壓機(jī)。 F— 凸模工作部分的投影面積， mm2。 4 擠壓設(shè)備選擇 擠壓力的確定 擠壓力的 影響因素很多，有擠壓材料、變形程度、模具形狀、潤滑毛坯尺寸、變形方式和擠壓速度等，故采用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算擠壓力較準(zhǔn)確。 表 1— 表面與潤滑處理工藝 序號(hào) 工序 處理液 處理溫度 /℃ 處理時(shí)間 /min 1 去油脂 氫氧化鈉 60～ 100g 碳酸鈉 60～ 80g 磷酸鈉 26～ 80g 水玻璃 10～ 16g 水 1L 室溫 90 10～ 15 2 熱水清洗 水 80～ 100 10～ 15 3 酸洗除銹 硫酸 12～ 180g 食鹽 8～ 10g 水 1L 室溫 ～ 65 10 4 冷水清洗 水 室溫 1～ 2 5 中和 蘇打 80～ 100g 室溫 ～ 40 2～ 3 6 冷水清洗 水 室溫 7 磷化處理 馬日夫鹽 * 30～ 50g 100 20～ 30 8 冷水清洗 水 室溫 1～ 2 9 中和 氫氧化鈉 3g/L 60 10 冷水洗 室溫 1～ 2 11 冷水洗 室溫 1～ 2 12 磷酸鹽處理 Zn(H2PO4)2 50～ 60 Zn(NO3)2 60～ 120 65～ 70 15～ 20 13 熱水洗 65～ 70 1～ 2 14 冷水洗 室溫 1～ 2 15 皂化 中華牌肥皂 200 30～ 40 3～ 5 16 涼干 變形程度計(jì)算 該零件采用斷面縮減率表示其變形程度。對(duì)于 此零件 磷化處理工藝如表 1。 在冷擠壓變形中，其可作為潤滑支承層。 （ c）去除表面氧化層 結(jié)合冷擠壓工藝，由于先熱處理再下料，在機(jī)械加工中將表層熱處理氧化層去除，故采用機(jī)械處理去表面氧化層。 C 的熱水中經(jīng)過 4～ 6 次吊動(dòng)即可。 C 處理時(shí)間 15～ 25min 在化學(xué)去油后，應(yīng)當(dāng)在熱水中對(duì)毛坯進(jìn)行沖洗。 （ b）清潔、去脂、 為了清潔毛坯表面，以便經(jīng)磷酸鹽處理后使整個(gè)金屬表面都能為磷酸鹽處理層所覆蓋，必須將毛坯上所有的油、沙、銹斑和垢殼徹底去掉，使全部金屬表面都能夠直接與磷酸鹽處理液相接觸。 冷擠壓毛坯表面處理與潤滑 毛坯表面處理與潤滑主要包括以下內(nèi)容： （ a） 去除表面缺陷。為了降低材料的變形抗力，提高塑性，應(yīng)對(duì)坯料進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐嘶鹛幚怼? 根據(jù)毛坯圖最大直徑為 φ 86mm,最小直徑為 φ 54mm， 故選用 最大 直徑為 φ 7 ，最小直徑為 φ 的 鑄造 圓鋼 毛坯 。 （ f）擠壓凸模圓角半徑 R 根據(jù)《擠壓模具簡明設(shè)計(jì)手冊(cè)》 P21 表 28得 R=1mm 符合要求。 （ e） 擠壓凸模圓角半徑 r 圓角越小，擠壓力越大，變形程度越大，變形抗力越大。 （ d） 擠壓件內(nèi)徑 d 根據(jù)《擠壓模具簡明設(shè)計(jì)手冊(cè)》 P21 表 28得擠壓件的內(nèi)徑 d≤ 。查《擠壓模具簡明設(shè)計(jì)手冊(cè)》 P38 表 131 冷擠壓工藝尺寸的極限數(shù)值知， L≤（ ～ ） d 滿足其要求。 根據(jù)零件圖分析知， t=2mm、 d=9mm 故 t≥ d/15滿足其要求。 （ b） 擠壓件 最小壁厚 t 壁厚越小，擠壓力越大，變形程度越大，變形抗力越大，金屬流動(dòng)越困難。r= （ d）斷面形狀 根據(jù)零件圖分析知， 殼體 無錐形、細(xì)小深孔、通孔，故適合于冷擠壓斷面形狀。 ① 擠壓比 G (引用《擠壓實(shí)用技術(shù)》 p113) G= 10FF 6 式中 F0— 冷擠壓變形前毛坯的橫截面積（ 2mm ） F1— 冷擠壓變形后制件的橫截面積 ( 2mm ) 經(jīng)計(jì)算得 G=。 （ c）斷面 過渡 此反 擠壓工序，由于直徑 φ 54 圓柱與直徑 φ 86 的中間，截面變化較劇烈，是變形和應(yīng)力分布最不均勻的區(qū)域，材料在該處易產(chǎn)生裂紋。 2，形狀設(shè)計(jì) （ a）對(duì)稱性 該殼體 為軸對(duì)稱，對(duì)稱性好 。 其化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，﹪）為： ≤ C， ≤， ≤， ≤， ≤，≤， ≤， ≤， ≤,屬于低碳合金鋼 。 根據(jù)此零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及 冷 擠壓工藝的要求， 冷 擠壓工藝方案可以如下圖 2— 1 所示： 5 下料→ 成形 圖 2— 1復(fù)雜殼體冷 擠壓工藝簡圖 擠壓零件分析 該殼體是某產(chǎn)品上的關(guān)鍵零件，其幾何形狀復(fù)雜，精度要求較高，是加工難度很大的零件。由于冷擠壓可以大大節(jié)省原材料和金屬切削加工工時(shí)，因此必然可降低零件的制造成本。與模鍛工藝相比，因冷擠壓不產(chǎn)生飛邊，故可省去了切邊模及切邊壓力機(jī)，明顯地減少了設(shè)備投資。冷擠壓工藝可以獲得理想的制件表面粗糙度與尺寸精度，有些零件經(jīng)冷擠壓之后可以不再進(jìn)行切削加工，從而為采用冷擠壓方法加工代替某些零件的鍛造、鑄造與切削加工開辟了一條廣闊的道路。在冷擠壓過程中，金屬材料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。同時(shí)，由于冷擠壓利用了金屬材料冷變形的加工硬化特性，使冷擠壓件的強(qiáng)度大為 提高，從而提供了用低強(qiáng)度鋼代替高強(qiáng)度鋼的可能性。在冷擠壓過程中，金屬材料處于三向不等的壓應(yīng)力作用下。 冷擠壓零件是在壓力機(jī)上進(jìn)行的，操作方便，容易掌握，生產(chǎn)率很高。 2 復(fù)雜殼體冷擠壓工藝的確定 冷擠壓工藝概述 冷擠壓是一種金屬塑性成形加工方法，它在不破壞金屬的前提下 ，使金屬體積作出塑性轉(zhuǎn)移，達(dá)到少切屑無切屑而使金屬成形，制得所需的形狀及尺寸的零件。 利用 復(fù)雜殼體 反擠壓工藝，不僅使 復(fù)雜殼體 實(shí)現(xiàn)了真正內(nèi)孔成形，而且還實(shí)現(xiàn)了 復(fù)雜殼體 零件的內(nèi)外一次成形，同時(shí)還 獲得了沿軸向分布的全纖維金屬流線 4 和致密的金屬組織，在實(shí)際應(yīng)用中驗(yàn)證了該工藝設(shè)計(jì)的合理性與科學(xué)性。本課題主要是進(jìn)行擠壓模具設(shè)計(jì)與優(yōu)化 ,重點(diǎn)分析了成形過程中金屬的流動(dòng)規(guī)律及應(yīng)力、應(yīng)變的分布情況，得到載荷 行程曲線。這個(gè)過程中我們充分考慮影響熱擠壓成形的因素，進(jìn)行有針對(duì)性的模擬和分析，從而選擇合適的模具內(nèi)圓角參數(shù)，進(jìn)而提高工件的質(zhì)量，到達(dá)優(yōu)化的目的。然而，在實(shí)踐中靠經(jīng)驗(yàn)去優(yōu)化模具的效率低，精度無法保證。但是，由于熱擠壓成形方法過程中金屬與模具之間存在很大的摩擦力，造成金屬變形大，應(yīng)力分布不均勻，內(nèi)圓弧處極易出現(xiàn)折疊現(xiàn)象，產(chǎn)生一些廢品。但熱擠壓也存在一些缺點(diǎn)：由于在熱加工溫度下變形，因此對(duì)模具有一定的耐熱性要求；在模具設(shè)計(jì)中要求考慮冷卻系統(tǒng)；毛坯的加熱與冷卻使擠壓件的表面粗糙度值變大且降低了零件的尺寸精度。熱擠壓工藝與冷擠壓相比，由于毛坯加熱，提高了塑性，降低了變形抗力，因此可 以擠壓強(qiáng)度較高，斷面形狀復(fù)雜、尺寸較大的零件。金屬擠壓成型是一種少無切削技術(shù)，利用磨具的壓力使模腔內(nèi)的金屬毛坯產(chǎn)生塑性流動(dòng)（變形），獲得所需形狀的擠壓件。目前采用的加工方法材料利用率低，后續(xù)加工難度和工作量大，不利于大批量生產(chǎn) 隨著制造水平的不斷提高，近年來，它的品種不斷增多，對(duì)質(zhì)量的要求也越來越嚴(yán)格。與常規(guī)殼體加工工藝相比，冷擠壓成形的棘輪套具有齒形強(qiáng)度高、齒形尺寸精度較高、表面粗糙度值低、材料利用率高、生產(chǎn)效率高、設(shè)備投資少等優(yōu)勢(shì)。顯然，冷擠壓加工是靠模具來控制金屬流動(dòng)，靠金屬體積的大量轉(zhuǎn)移來成形零件的。 1 1 緒論 ............................................................................................................................. 2 本課題的目的和意義 .................................................................................................. 2 本課題的主要研究內(nèi)容 .............................................................................................. 3 小結(jié) .......................................................................................................................... 4 2 復(fù)雜殼體冷擠壓工藝的確定 ........................................................................................ 4 冷擠壓工藝概述 ......................................................................................................... 4 擠壓零件分析 ............................................................................................................. 5 擠壓工藝分析 ............................................................................................................. 6 坯料尺寸的確定 .........................................................................................................