模具冷冲压设计.ppt

1.5 冷挤压工艺及模具设计 一、概述 冷挤压是在常温下对模腔内的金属毛坯施加强大压力，迫使金属从模具腔中挤出，从而获得所需尺寸零件的一种压力加工方法。 1、冷挤压种类：表1—39 正挤压：金属被挤出方向与加压方向相同 反挤压：金属被挤出方向与加压方向相反 复合挤压：一部分金属被挤出方向与加压方向一致，一部分相反，正挤与反挤的复合。 径向挤压：金属流动的方向与凸模运动方向垂直 镦挤：轴向挤压和径向挤压合并为一道工序的加工方法 1.5 冷挤压工艺及模具设计 2、冷加压的特点及应用 特点：①挤压件质量高Ra=1.6～0.2μm。 IT7级 ②生产率高。一次冲压可完成一道工序或一个工件 ③节约原材料。少或无切削加工 ④降低成本费用。 ⑤可挤压形状复杂的零件 ⑥对模具强度，刚度要求高 应用：机械、电子、仪表、轻工、军工、船舶等。对于一般拉深和冷挤压都能成形的薄壁空心零件，采用冷挤压生产率高（变形程度大，成形工序少） 1.5 冷挤压工艺及模具设计 3、冷挤压的主要技术问题 冷挤压单位压力很大，有时接近甚至超过现有模具材料的抗压强度极限，要合理解决挤压时需要的强大的变形力和模具承担能力的矛盾，要考虑以下技术面积： ①、设计合理的、工艺性良好的冷挤压件结构； ②、选用适合于冷挤压金属的材料，强度、硬度不要过高，应退火或淬火软化处理； ③、选用合理的毛坯软化热处理规范，采用理想的坯料，表面处理方法与润滑剂； ④、采用合理的变形程度，避免引起模具过高负荷 ⑤、选用合理的模具材料。选择耐疲劳、耐磨损的高强度模具材料，采用合理的模具加工方法与热处理方法； ⑥、设计合理的模具结构； ⑦、选择合理的挤压设备。 1.5 冷挤压工艺及模具设计 4、冷挤压的变形程度 三种表达方法 ①断面变化率：金属挤压前后横断面积之差与挤压前坯料横断面积的百分比量 φ = ×100% A0——坯料的横断面 A——冷挤压件的横断面积 ②挤压比:坯料横断面积与挤压件横断面积之比 R=Ao/A ③对数挤压比：对数塑性变形 φ=LnAo/A 极限变形程度：一次冷挤压加工可能达到的最大变形程度 见P114表1-40、1-41 1.5 冷挤压工艺及模具设计 二、冷挤压材料和坯料准备 1、冷挤压材料 有色金属：纯铝、铝合金、纯铜、青铜、黄铜 碳素钢：08、10、15…45、ф195、ф235、ф255 合金钢：15Cr、20Cr、16Mn、35CrMnSi 不锈钢：1Cr13、2Cr13、1Cr18Ni9Ti 2、冷挤压毛坯形状及尺寸的确定 （1）冷挤压毛坯的质量：表面应光洁、不能有裂纹、折叠 Ra≦6.3um （2）几何形状：毛坯的几何形状应保持对称、规则、两端面应保持平行，横截面轮廓形状尽量与挤压件轮廓形状相同，并与挤压模型腔吻合。 毛坯形状如图1-130/1-131 1.5 冷挤压工艺及模具设计 实心毛坯 空心毛坯 空心毛坯 a、c可用正挤压、反挤压、复合挤压、径向挤压 b、d径向挤压预成形，主要用于空心零件的正挤压 1.5 冷挤压工艺及模具设计 （3）毛坯尺寸 根据体积不变条件计算 Vo=Vp+Vs Vo –毛坯体积 Vp—挤压件体积 Vs—修边量体积，一般为Vp的1%-3% 修边量△h 查表1—42、1—43 毛坯高度ho=Vo/Ao 毛坯外径一般取比凹模小0.1—0.2mm 毛坯的内径一般比零件内孔（或芯棒）大0.1—0.2mm 工件内孔精度要求高时，取大0.01—0.05mm 1.5 冷挤压工艺及模具设计 三、挤压力的确定及冷挤压的工艺性 1、挤压力的确定：冷挤压变形的影响因素十分复杂，目前没有完善的方法计算冷挤压变形力和单位挤压力，实际采用图算法，可查有关手册（图算法） 压力机选用： 通用曲柄压力机：不适宜挤压长工件 肘杆式压力机：适宜反挤压高度很小的毛坯和变形程度 很大的有色金属 液压机：适宜挤压行程长零件 2、冷挤压的结构工艺性 冷挤压的形状应尽量有利于金属弯形均匀，在挤出方向流速一致。 1.5 冷挤压工艺及模具设计 (1)对称性 形状最好是轴对称旋转体，其次是对称的非旋转体 如：方形、矩形、正多边形、齿形等。图 (2)断面过渡及圆角过渡 冷挤压断面有差别时，通常设计一个新断面缓慢过渡到另一个断面，避免急剧变化，可用锥形面或中间台阶来逐步过渡，过渡处有较大圆角。图