【正文】 ?????????? 27 附錄???????????????????????????? 28 三維造型圖????????????? ???? ????????? 36 畢業(yè)設計論文 第 5 頁 共 45 頁 前 言 通過設備施加作用力，壓縮金屬坯料使之從沖頭或凹模的型腔孔或空隙中擠出成形的一種冷鍛加工方法叫冷擠壓。 （ 1） 按照金屬被擠出的方向與加壓的方向的關系分為：正擠壓，反擠壓，復合擠壓等。 冷擠壓屬于靜形或近似靜形 加工的金屬塑性加工先進工藝。冷擠壓工藝的發(fā)展是從 1886 年法國用沖擠法制造牙膏管開始的。 19 世紀末 ,法 .英 .美 .德等國開始用冷擠壓法生產軟質有色金屬零部件，第一次世界大戰(zhàn)期間，美國采用冷擠壓法大批量生產黃銅彈殼，并曾企圖用冷擠壓生產鋼制彈殼，但未獲得成功。二次世界大戰(zhàn)以后，冷擠壓成為冷鍛技術中應用最為廣泛的一種方法，并逐步推廣應用到民品工業(yè)。冷擠壓技術逐步應用在自行車和摩托車制造行業(yè)、然后推廣到紡織機械、照相器材、電器工業(yè)。冷擠壓材料由鋁、銅極其合金、軟鋼逐步發(fā)展到中碳鋼。 我國現(xiàn)代冷擠壓技術的發(fā)展 比 外國要慢，于 50 年代 才 開始從國外引進了冷鍛技術和冷鐓機進行了黑色金屬冷鐓并開始擠一些鋁、銅極其合金零件。經過 10 年多的發(fā)展， 60 年代和 70 年代我國在拖拉機、儀表儀器及電子元件等行業(yè)得到了較多的應用。隨著競爭的日益激烈，冷擠壓產品正朝著“多品種、小批量”的方向發(fā)展，并且更新周期要求逐漸 提高。 冷擠壓在各類加工方法中脫穎而出，其幾何形狀變化與機械加工有根本的不同： 1） 過程 冷擠壓變形 中，金屬材料體積保持不變。 3） 金屬成形過程受材料的“變形極限”的約束，即某些擠壓件一次成型不能完成，需要中間過度狀態(tài)，而且在擠 壓過程中的擠壓件某些區(qū)域的變化往往不能孤立于其它相鄰領域。 盡管如此，由于工作條件極其惡劣，變形時放出的熱量使模具的溫度升高，由于模具和工件的熱脹冷縮和彈性變形，冷擠壓變形力大， 采用冷擠壓工藝時要注意下面幾點： 1） 模具容易磨損，容易破壞，特別是凸模，它的損壞主要是斷裂、變形和壓碎 3種。為了解決冷擠壓的主要矛盾，就得采用各種技術措施，在盡力降低冷擠壓材料變形抗力的同時，設法提高模具的承受能力，以利于冷擠壓生產的順利進行。 除了要求擠壓設備應有較大的強度以外，還要有較好的剛性，此外，還要求設備具有可靠的保險裝置，保證操作者的安全和設備的安全。 2） 確定的冷擠壓件的尺寸及精度要求應該在冷擠壓成形范圍之內。 畢業(yè)設計論文 第 8 頁 共 45 頁 冷鍛技術簡介 冷鍛零件 冷擠壓包括正向擠壓、反向擠壓等；冷鐓擠包括鐓擠復合和鐓粗等。 畢業(yè)設計論文 第 9 頁 共 45 頁 一部分金屬流動的方向與凸模運動方向相同，而另一部分金屬的流動方向則相反。 金屬的流動方向與凸模的運動方向垂直；鐓擠復合時金屬的流動方向除了與 畢業(yè)設計論文 第 10 頁 共 45 頁 鐓 粗相同外，還有一部分金屬沿著凸模的方向或者相反的方向運動。它是編制工藝、設計模具、夾具、量具和刀具的原始依據，是機械加工工藝取得協(xié)調的重要技術文件。工件的 一 端為 扇 形 齒 ，中間是通孔 ,另一 端是凸臺 ，在進行冷擠壓時， 只擠壓一端的扇形齒 .在冷擠壓之前 ,先 對坯料進行熱處理及表面潤滑處理 ,從而降低 毛坯的硬度和提高模具的使用壽命 .在進行冷擠壓之 后再 采用機械加工的方法把 內孔和凸臺 車出。 冷擠壓件成型要受到其形狀和尺寸的影響和限制，一般有以下的情形不宜采用擠壓成型或需要改變結構尺寸 : 勻流動，且不易充滿轉角處，模具的橫向又作用著不平衡的力，極易損壞模具。 ，頭部直徑與高度之比不宜過大，否則則會在冷擠壓的后期引起壓力急劇上升，使頭部側表面作用著較大的拉應力， 從而產生縱向開裂。 ，否則會影響冷擠壓件的順利取出。 10mm 的小孔不用冷擠壓成形，因為此時需要小直徑凸模，這種凸模的壽命短，不經濟。 根據上面的原則，對 飛輪 零件圖 所示的結構進行改進。 毛坯尺寸的計算 冷擠壓的尺寸是根據制件的體積與毛坯體積相等的原則計算。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%，旋轉體的修邊余量△ H的修邊余量可以通過查表得到。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。 擠壓空心時，采用內孔的毛坯，其毛坯內徑 畢業(yè)設計論文 第 14 頁 共 45 頁 ℃ d 坯 可以按照如下確定： 制件內孔要求精度不高時 d 坯 =d 件 +（ ~）； 制件內孔要求精度較高時 d 坯 =d 件 +（ ~）。 在進行冷擠壓之前還須準備毛坯。提高、恢復材料塑性，降低變形應力，改善金相組織，消除內應力。針對工序間的硬化，有時也需要進行軟化熱處理。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。 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。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致工件表面嚴重刮傷，使得擠壓力急劇增加 ，模具使用壽命大大下降，甚至碎裂。 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行處理。由于化學反應的結果，在金屬表面上形成一層很薄的磷酸鹽覆蓋層。 磷化處理的具體工藝如下： 1）化學去油 (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。 2）流動冷水洗 3）酸洗 （硫酸 120180g\L，氯化鈉 810 g\L，處理時間 6575176。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。 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進行中和，防止殘留的磷酸對潤滑液產生不良影響，保證潤滑質量。必須對冷擠壓毛坯進行合理的潤滑處理。因為在高擠壓的作用，潤滑劑被擠掉，起不到潤滑的作用。經過表面處理，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。 本制件毛坯的表面處理 ： 。一種常用的方法是機械處理，即進行滾筒磨或是采用噴沙法除銹。 。 。 。 （磷酸鹽處理）。 畢業(yè)設計論文 第 17 頁 共 45 頁 毛坯經過磷化處理后，用水洗干凈后進行潤滑處理。 畢業(yè)設計論文 第 18 頁 共 45 頁 零 件的分類 適合于進行冷擠壓加工的零件是很多的，為了根據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。 ； ； 。對鋼質反擠壓采用特殊裝置時，其長徑比 L1/d1 可達到 5 畢業(yè)設計論文 第 19 頁 共 45 頁 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的工藝，在國內還很少應用，更沒有現(xiàn)成的經驗可尋，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計是否可靠和能否實現(xiàn)。下面進入模具設計部分。 C以上，加上劇烈的磨損和反復作用的載荷，模具