【正文】 坯進行一定的軟化退火處理 以 及表面潤滑處理。此外，還要求設(shè)備具有良好的精度并具有可靠的保險裝置。在技術(shù)上與經(jīng)濟上都有很高的應用價 值。 冷擠壓作為一種少無切削的新 型 工藝，已經(jīng)成為先進制造技術(shù)中極具特色的一個門類。 冷擠壓工藝的的發(fā)展方向 由于冷擠壓技術(shù)具有 目前最效 節(jié)約材料、提高 生產(chǎn)效率、提高機械產(chǎn)品性能、適合大批量生產(chǎn) 等 優(yōu)點，所以進一步研究與推廣應用冷擠壓技術(shù)，在我國現(xiàn)代化建設(shè)中有著廣闊的前景。 4 第 2 章 工藝分析及制定 產(chǎn)品零件的分析 本設(shè)計的產(chǎn)品為蓋形螺母，其產(chǎn)品示意圖與零件圖如圖 所示： 圖 蓋形螺母 本零件屬于螺母類，其含有內(nèi)孔以及外六角。蓋形螺母應用廣泛，采用擠壓技術(shù)可以大批量生產(chǎn)。材料為 15 號剛。通過各種可行方案的制訂、分析、比較，選出合理的工藝方案。 對于金屬來說，成型工藝有多種選擇。下面將分別對這四種成型工藝進行分析，從而得到最佳的工藝方 5 案。 工藝過程：坯料 —— 機加工 —— 成品 從零件圖上 知道產(chǎn)品的形狀雖然比較規(guī)則，但是外部有六邊，底部有內(nèi)孔，內(nèi)孔還含有螺紋，且頭部與六邊結(jié)合部分為圓弧，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。但是這種加工強度不夠，材料利用率極低，僅為 %，對于生產(chǎn)來說，生產(chǎn)效率低，經(jīng)濟效益極差，故不采用。這種成型方法所獲得的尺寸精度高，且材料利用率高，加工量少。但是由于螺母內(nèi)孔含有螺紋，所以成型的時候容易引起起皺等問題，所以不采用。 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： 1） 成形工藝方案 Ⅰ 工藝過程：下料 — 退火 — 制坯 — 表面潤滑處理 — 復合擠壓 下料 復合擠壓 6 2）成形工藝方案 Ⅱ 工藝過程：下料 — 退火 — 表面潤滑處理 — 正擠壓 — 擠六方 — 反擠內(nèi)孔 下料 正擠壓 擠六方 反擠壓 3）成形工藝方案Ⅲ 工藝過程：下料 — 退火 — 表面潤滑處理 — 正擠壓 — 反擠壓 7 下料 正擠壓 反擠壓 4）成形工藝方案 Ⅳ 工藝過程：下料 — 退火 — 表面潤滑處理 — 冷鐓預成形 — 擠六方 — 反擠壓 下料 冷鐓預成型 8 擠六方 反擠壓 綜合選擇方案Ⅳ 第 3 章 毛坯制備及處理 冷擠壓件毛坯的制備 毛坯制備，是從毛坯的下料開始到制備出符合冷擠壓工藝要求的毛坯為止的過程。 1．冷擠壓成形尺寸的確定 本設(shè) 計中的擠壓件如圖 所示。毛坯形狀和尺寸設(shè)計的合理與否，將會對金屬流動、擠壓件的形狀和尺寸，以及模具使用壽命等產(chǎn)生明顯的影響。由本設(shè)計所采取的工藝方案可以知道，本設(shè)計采用直徑有 28mm 的鋁材進行剪切下料。 毛坯體積 ??28v 3186762923 mm?? 4．預成形冷鐓計算 毛坯的內(nèi)外徑尺寸可根據(jù)凸模和凹模的相應尺寸決定。 為便于將毛坯自由地放入模具型腔內(nèi)，毛坯外徑應比凹模型腔小 。毛坯及毛坯預成形如圖 所示。 冷擠壓件材料的軟化熱處理 對坯料進行軟件熱處理的目的：一是為了達到降低材料的硬度，提高材料的塑性，得到良好的金相組織與消除內(nèi)應力。 軟化熱處理，即把材料進行加熱到某一溫 度，然后保溫一段時間，最后隨爐冷卻，達到材料的軟化目的。 本設(shè)計采用磷化處理。在溫度為 9598 的條件下處理 2030 分鐘。 影響冷擠壓壓力的主要因素 在冷擠壓過程中，影響冷擠壓壓力的主要因素有： ①材料性質(zhì)。例如含碳量越高的鋼材，變形抗力大，不利于擠壓；冷擠壓前，對毛坯進行軟化處理可以降低變形抗力等。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。 ④模具的幾何形狀。模具幾何形狀設(shè)計得合理，易使毛坯在型腔中流動，可以改善摩擦情況，減少金屬流動阻力，不僅能顯著地提高模具的使用壽命，而且能減小單位擠壓力。毛坯高度的變化，影響到毛坯與凸模真實接觸率的改變，進而影響到 摩擦阻力的變化，因此，毛坯的高度對單位擠壓力也有一定的影響。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。在保證產(chǎn)品質(zhì)量、模具壽命的前提下，按照使冷擠壓工序數(shù)減少到最低限度的原則來選用冷擠壓的變形程度。冷擠壓的變形程度越大，擠壓的變形抗力也就越大，它會引起凸、凹模等的破裂 。變形程度的表示方法常用斷面縮減率 F?來表示。 反擠 壓小孔時的斷面縮減率為： F? =（ 10 FF? ） / 0F = /142 =46% 由 [3]表 可得 15號在鋼正擠壓時的許用變形程度為 85%～ 88%，在反擠壓時的許用變形程度為 72%～ 82%。 冷擠壓力的計算 冷擠壓力即冷擠壓變形所需要的作用力。例如，若冷擠壓變形時作用在模具單位面積上的壓力超過 2500～ 3000 MPa/ mm2 時，模具就容易磨損或損壞，另一方面如果總變形力超過壓力機的許用載荷，就會使壓力機損壞。 在冷擠壓過程中，由于一系列工藝因素的影響，擠壓力難以準確計算，冷擠壓力的計算方法主要有：理論計算法、公式計算法、圖算法、查表法。 由《實用冷擠壓技術(shù)》 P61 頁可查得。從交點垂直向上投影向斷面縮減率 F? =46%，有 F? =46%向上進入②，先與毛坯高徑比為 的曲線相交，求得毛坯高度修正系數(shù) K=。經(jīng)毛坯高度修正系數(shù) K= 與毛坯外徑 D=28mm 修正后，得到修正后的單位擠壓力 p=1400MPa，將p=1400MPa 投影到④中。 13 第 5 章 冷擠壓設(shè)備的選擇 冷擠壓設(shè)備的基本要求 擠壓設(shè)備的正確選擇及合理使用將決定擠壓生產(chǎn)能否順利進行，并與產(chǎn)品質(zhì)量、模具壽命、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品成本等密切相關(guān)，所以必須合理選擇和正確地使用擠壓設(shè)備。 1）擠壓設(shè)備的類型和工作形式是否適用于應完成的工序； 是否符合安全生產(chǎn)和環(huán)保的要求。 3）擠壓設(shè)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。 5）備有可靠的超載保險裝置。為了保證在超載時壓力機不致?lián)p壞，必須使壓力機具有非?？煽康某摵杀ｋU裝置。冷擠壓加工是將大斷面的毛坯壓縮成小斷面的擠壓件。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。冷擠壓時單位擠壓力大，且在冷擠壓過程中又會產(chǎn)生大量熱量。 冷擠壓設(shè)備的選擇 通常用于擠壓生產(chǎn)的設(shè)備主要有專用的擠壓壓力機，通用的曲柄壓力機、摩擦壓力機和萬能液壓機。 14 表 YQ3240 四柱式通 用液壓機 的技術(shù)參數(shù) 型號 YQ3240 標稱壓力 KN 400 液壓機最大工作壓力 MPa 25 頂出力 KN 120 滑塊行程 mm 450 頂出行程 mm 150 滑塊下平面 到工作臺面最大距離 mm 700 工作臺尺寸（左右前后高度） mm 500 460 滑塊行程速度 空程 mm /s 80 工作 mm /s 25 回程 mm /s 80 （資料來源于 第 6 章 冷擠壓模具設(shè)計 冷擠壓模具特點 冷擠壓是在常溫下對金屬材料進行塑性變形，其單位擠壓力相當大，同時由于金 15 屬材料的激烈流動所產(chǎn)生的熱效應可例模具工作部分溫度高達 200C? 以上，加上劇烈的磨損和反復作用的載荷，模具的工作條件相當惡劣。 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。 4）模具易損部分應更換方便，對不同的擠壓零件要有互換性和通用性。 6）模具工作部分零件與上下模板之間一定要設(shè)置厚實的淬硬壓力墊板，以擴大承壓面積，減小上下模板的單位壓力，以防止壓壞上下模板。 冷擠壓模架設(shè)計 模架是模具的安裝基礎(chǔ)，又是承受較大載荷、傳遞壓 力的重要組件，是擠壓模具的主要組成部分。除應根據(jù)擠壓件的批量、品種不同并滿足不同設(shè)備要求外，還應該滿足以下幾點。 2）凸、凹模工作部分能簡便而可靠地固定在框架上，便于更換。 4）易損部分零件尺寸應盡量統(tǒng)一，以便于制造和檢驗。 6）按擠壓件的不同精度選用制造精度不同的模架。 8）反擠壓通用模架可兼作正擠壓和復合擠壓模具使用。在這種模架上，模板和模座靠導柱導套連接在一起，即凸、凹模的相對位置是不可調(diào)節(jié)的，它們的同軸度要求，完全靠安裝在模架上的導柱導套給以保證。 由 [10] 表 ，可查得 I級精度 四 導柱模架的相關(guān) 尺寸，如下所示： 16 模架 400 315 305～ 350 I GB/— 1990 上模座 450 270 50 GB/ 材料 45鋼 下模座 450 270 50 GB/ 材料 45鋼 導柱 45 250 GB/ 材料 20鋼 數(shù)量為 4 導套 45 130 58 GB/ 材料 20鋼 數(shù)量為 4 凸、凹模設(shè)計