齿轮轴冷挤压模具设计说明书.doc

目录 前言 1 1 冷挤压基础知识 2 1.1 冷挤压的实质及方法分类 2 1.2 冷挤压工艺的优缺点及应用范围 2 1.2.1 冷挤压的特点 2 1.2.2 冷挤压的优点 3 1.2.3 冷挤压的缺点 4 1.2.4 冷挤压工艺的应用范围 4 1.3 冷挤压技术现状及发展方向 5 1.3.1 冷挤压技术的现状 5 1.3.2 冷挤压技术发展方向 6 1.4 冷挤压模具设计基础知识 6 1.4.1 冷挤压模具的构造及特点 6 1.4.2 模具设计基本要求 7 1.4.3 模具设计的一般程序 7 1.5 本文研究的主要内容 8 2 冷挤压件图的设计及毛坯准备 10 2.1 冷挤压件图的设计 10 2.2 毛坯的制备及处理 12 2.2.1 坯料形状和尺寸确定 12 2.2.2 坯料的软化处理 12 2.2.3 坯料表面处理及润滑 13 2.3 冷挤压工艺方案设计 14 2.4 冷挤压模具材料 15 3 挤压力的估算及挤压设备的选择 16 3.1 影响单位挤压力的主要因素 16 3.2 冷挤压力的估算及压力机选择 18 4 模具结构设计 19 4.1 凹模设计 19 4.1.1 凹模的结构形状设计 20 4.1.2 凹模各部分尺寸的设计计算 20 4.2 上模部分结构设计 23 4.3 导向装置 24 4.4 卸料装置 25 4.5 凹模压板紧固螺钉计算 26 4.6 模具总体结构 26 5 凸、凹模失效形式及分析 28 5.1 凸模失效形式及分析 28 5.1.1 凸模失效原因 28 5.1.2 凸模失效形式 28 5.2 凹模失效形式及分析 31 5.3 齿轮部分冷挤压的相关问题 32 6 技术经济分析 34 7 结论 36 致谢 37 参考文献 38 附录A 39 附录B译文 40 附录C外文资料 51 前言 随着家用电器产量的迅速猛增，对锻压行业的工艺技术水平提出了更高的要求，突出的问题就是以少无切屑毛坯为核心的合理选择变形方式，提高材料利用率和制件尺寸精度、减少机械加工工时、降低能耗、提高生产率。为此，必需逐步研制和推广应用一项先进的金属塑性成形技术——冷挤压工艺。 对于汽车齿轮轴零件，过去一直采用切削加工方法得到，其生产工艺较为复杂，成本较高，效率较低，质量也不易保证。当采用冷挤压成形工艺后，该件制造工艺简单，生产效率能提高20倍以上，并且实现了少废料加工，节约了原材料，制件质量也得到了明显改进。 1 冷挤压基础知识 1.1 冷挤压的实质及方法分类 冷挤压的加工方法是利用金属材料塑性变形的原理，在室温的条件下，将冷态的金属毛坯放入装在压力机上的模具型腔内，在强大的压力和一定的温度作用下，迫使金属毛坯产生塑性流动，通过凸模与凹模的间隙或凹模出口，挤出空心或断面比毛坯断面要小的实心零件，可以获得所需一定形状及尺寸，还具有较高力学性能挤压件的工艺技术[1]。冷挤压是无切屑、少切屑零件加工工艺之一，所以是近代金属塑性加工中一种先进的加工方法。 冷挤压成型加工是靠模具来控制金属流动，靠软化金属体积的大量转移来成形所需的零件。由此可知，冷挤压工艺的成功与失败与模具结构设计，模具材料以及金属毛坯的软化处理等密切相关。 冷挤压加工的成形速度范围很广，所用的设备可以在专用的冷挤压压力机上进行，也可在一般的机械压力机（如冲床）或在液压机、摩擦压力机以及高速锤上进行。 冷挤压工艺可按金属流动方向，金属流动速度以及变形温度等进行分类[1]： 1）按金属流动方向分类与凸模运动方向之间的相互关系，冷挤压方法分为正挤压、反挤压、复合挤压、减径挤压、径向挤压、斜向挤压、镦挤法。 2）按金属坯料充填模具型腔的流动速度有一般速度、低速及高速挤压之分。 3）按变形温度状态分，有冷挤压（室温挤压）、温挤压（半热挤压）、热挤压及等温挤压 。 1.2 冷挤压工艺的优缺点及应用范围 1.2.1 冷挤压的特点 冷挤压技术是一种高精、高效、优质低耗的先进生产工艺技术，比较多的应用于中小型锻件规模化生产中。与常规模锻工艺技术相比，可以节材30%~50%，节能40%~80%，而且能够提高锻件质量和改善作业环境。二战后，冷挤压技术在国外工业发达国家的汽车、摩托车、家用电器等行业得到了广泛的发展应用，而新型挤压材料、模具新钢种和大吨位压力机的出现，更拓展了其发展空间。日本80年代自称，其轿车生产中以锻造工艺方法生产的零件，有30%~40%是采用冷锻工艺生产的，近年来生产的新型轿车则每车平均使用42kg的冷锻件。美国等国家的轿车生产中，每车平均使用40kg的冷锻件。随着科技的进步和汽车、摩托车、家用电器等行业对产品技术要求