挤压工艺及模具设计第二讲

1、第二篇 冷锻工艺及模具设计711 冷锻用原材料的型式冷锻用原材料的型式 用于冷锻的原材料随冷锻加工工序的不同，其型式也用于冷锻的原材料随冷锻加工工序的不同，其型式也有所不同。大致可以分为线材、棒材和板材三种，以线材、有所不同。大致可以分为线材、棒材和板材三种，以线材、棒材为主。这些原材料从采购到用于冷锻前的准备工序一棒材为主。这些原材料从采购到用于冷锻前的准备工序一般需经以下加工相处理的工艺流程：般需经以下加工相处理的工艺流程： 线材线材拉丝拉丝退火退火润滑处理润滑处理剪切剪切冷锻冷锻 棒材棒材拉拔拉拔剪切剪切退火退火润滑处理润滑处理冷锻冷锻 板材板材冲裁冲裁退火退火润滑处理润滑处理冷锻冷锻

2、第七章第七章 冷挤压原材料与毛坯的制备冷挤压原材料与毛坯的制备7.1 常用原材料常用原材料第二篇 冷锻工艺及模具设计712冷锻用原材料的加工冷锻用原材料的加工 第二篇 冷锻工艺及模具设计713材料的冷锻性能及参数指标材料的冷锻性能及参数指标 材料的冷锻性能是指材料对冷锻加工的适应能力，包材料的冷锻性能是指材料对冷锻加工的适应能力，包括单位冷锻压力小、变形程度大、产品的质量和性能符合括单位冷锻压力小、变形程度大、产品的质量和性能符合要求，模具寿命长等。材料的冷锻性能与板材冲压成形性要求，模具寿命长等。材料的冷锻性能与板材冲压成形性能的涵义相似。材料冷锻的主要性能有：能的涵义相似。材料冷锻的主要性

3、能有： 较低的变形抗力较低的变形抗力 较高的塑性较高的塑性 均匀的金相组织均匀的金相组织 良好的表面质量良好的表面质量 第二篇 冷锻工艺及模具设计7.1.4冷锻用金属材料的类别冷锻用金属材料的类别 目前可供冷挤压的金属材料有：铅、锡、银、纯目前可供冷挤压的金属材料有：铅、锡、银、纯铝（铝（L1L5）、铝合金（）、铝合金（LF21、LY11、LY12、）、紫、）、紫铜与无氧铜（铜与无氧铜（T1、T2、T3、TU1、TU2等）、黄铜等）、黄铜（H62、H68、等）、锡磷青铜（、等）、锡磷青铜（QSn6.5一一0.1等）、镍等）、镍（N1、N2等）、锌及锌镉合金、纯铁、碳素钢（等）、锌及锌镉合金、纯

4、铁、碳素钢（Q195、Q215、Q235、Q255、)低合金钢（低合金钢（15Cr、20Cr、20MnB、 16Mn、30CrMnSiA）和不锈钢（）和不锈钢（1Cr13、2Cr13、1Cr18Ni9Ti等）等） 第二篇 冷锻工艺及模具设计7.2 冷锻坯料的制备冷锻坯料的制备 7.2.1 毛坯形状和尺寸的确定毛坯形状和尺寸的确定 1. 冷挤压对毛坯的要求冷挤压对毛坯的要求 冷挤压毛坯的几何形状冷挤压毛坯的几何形状(如图如图7.1） 冷锻毛坯的形状，基本上都是轴对称形的。冷锻毛坯的形状，基本上都是轴对称形的。第二篇 冷锻工艺及模具设计修工坯vvv00/ Avh坯)333mmvmmvmmv修正余量

5、体积（挤压件体积（坯料体积（修工坯 2、毛坯尺寸的计算、毛坯尺寸的计算 毛坯尺寸是根据体积不变条件计算的。如果毛坯尺寸是根据体积不变条件计算的。如果冷挤压压后还要进行切削加工，则计算毛坯体冷挤压压后还要进行切削加工，则计算毛坯体积还应加上修边量，即积还应加上修边量，即 ：式中：式中：毛坯体积确定后，其高度为：毛坯体积确定后，其高度为： 第二篇 冷锻工艺及模具设计 7.2.2 冷锻毛坯的加工方法冷锻毛坯的加工方法选择：应该根据坯料形状、精度要求，材料利用选择：应该根据坯料形状、精度要求，材料利用率及生产现场的实际条件等因素进行选择率及生产现场的实际条件等因素进行选择 .切削切削 在批量不大时常用

6、车削、铣削、锯切法加工挤在批量不大时常用车削、铣削、锯切法加工挤压毛坯压毛坯.剪切剪切 剪切下料是在专用的棒料剪切机或冲剪机上进剪切下料是在专用的棒料剪切机或冲剪机上进行的行的 （精密剪切方法（精密剪切方法a高速剪切法高速剪切法 b轴向加压轴向加压 c径向径向加紧法加紧法 d相互制约多面剪切法相互制约多面剪切法 e蓝脆法蓝脆法（见幻灯片（见幻灯片 7图）图）.冲裁冲裁 对于板形坯料，宜用冲裁方法加工。对于板形坯料，宜用冲裁方法加工。 第二篇 冷锻工艺及模具设计7.2.3 毛坯的预成形毛坯的预成形 经过预成形后的毛坯，当然会更有利于某些冷锻工艺特别经过预成形后的毛坯，当然会更有利于某些冷锻工艺特

7、别是冷挤压成形。毛坯的预成形，主要有下面几种基本方法：是冷挤压成形。毛坯的预成形，主要有下面几种基本方法： 1）冷镦）冷镦(粗粗) 2）压凹压凹 3）精压）精压 4）缩颈）缩颈 5）车形）车形第二篇 冷锻工艺及模具设计 7.3 冷挤压毛坯的软化和表面处理冷挤压毛坯的软化和表面处理 7.3.1 毛坯的软化毛坯的软化 1. 作用作用 2. 方法方法-退火退火 7.3.2 坯料的润滑与表面处理工艺坯料的润滑与表面处理工艺 1. 润滑润滑 a.润滑剂润滑剂 b.磷化皂化磷化皂化(如图如图7.3) 2.其他其他第二篇 冷锻工艺及模具设计 图7.1 毛坯的基本形状 第二篇 冷锻工艺及模具设计 第二篇 冷锻

8、工艺及模具设计 图7.2 压凹的一些形状 第二篇 冷锻工艺及模具设计第二篇 冷锻工艺及模具设计 第八章第八章 冷锻压力的计算与压机的选择冷锻压力的计算与压机的选择 8.1、压力行程曲线、压力行程曲线(如图如图8.1) 冷挤压力与行程的关系一般可以分为三个阶段冷挤压力与行程的关系一般可以分为三个阶段 : 第一阶段第一阶段(镦粗与充满阶段镦粗与充满阶段)： 第二阶段（稳定挤压阶段）：第二阶段（稳定挤压阶段）： 第三阶段（非稳定变形阶段）：第三阶段（非稳定变形阶段）：第二篇 冷锻工艺及模具设计8.2 影响挤压力的因素影响挤压力的因素: 挤压材料的力学性能、变形程度、变形速度、挤压变挤压材料的力学性能

9、、变形程度、变形速度、挤压变形方式、毛坯几何形状、模具几何形状、摩擦与润滑等。形方式、毛坯几何形状、模具几何形状、摩擦与润滑等。 1. 压金属的力学性能压金属的力学性能 强度指标和硬化指数越大，材料变形抗力也越大。强度指标和硬化指数越大，材料变形抗力也越大。 2 .变形程度变形程度 (如图如图8.2)是正挤压和反挤压是正挤压和反挤压15号钢的单位压力与变形号钢的单位压力与变形程度的关系图程度的关系图 3 .变形方式变形方式 某些零件的成形加工，往往可以采用两种不同的方式。某些零件的成形加工，往往可以采用两种不同的方式。如杆形件，既可以采用正挤压成形，也可采用反挤压成形如杆形件，既可以采用正挤压

10、成形，也可采用反挤压成形（如图（如图8.3）杯形件也是如此。（如图）杯形件也是如此。（如图8.4）是某种材料的杯）是某种材料的杯形件挤压变形程度为形件挤压变形程度为59条件下的单位挤压力曲线条件下的单位挤压力曲线. 第二篇 冷锻工艺及模具设计.模具几何形状模具几何形状 模具的几何形状对单位挤压力影响颇大，尤其是正挤模具的几何形状对单位挤压力影响颇大，尤其是正挤压时的凹模锥角和反挤压时冲头的形状，对单位挤压力的压时的凹模锥角和反挤压时冲头的形状，对单位挤压力的影响更大（图影响更大（图8.5）为反挤压冲头形状对单位挤压力的影响）为反挤压冲头形状对单位挤压力的影响关系曲线关系曲线。 .坯料的相对高度

11、坯料的相对高度它反映了工件与模具之间的摩擦阻力关系它反映了工件与模具之间的摩擦阻力关系 .润滑润滑 摩擦愈大，单位挤压力愈大，因此，生产实际中大都摩擦愈大，单位挤压力愈大，因此，生产实际中大都采用较好的润滑方法采用较好的润滑方法 第二篇 冷锻工艺及模具设计8.3、冷挤压力的确定、冷挤压力的确定 确定冷挤压力的方法很多。图算法简便因此应用较普遍确定冷挤压力的方法很多。图算法简便因此应用较普遍 . 1.黑色金属冷挤压力图算法黑色金属冷挤压力图算法 正挤压实心件的图算法（图正挤压实心件的图算法（图8.6）例求解步骤：例求解步骤： 根据相应的及，查图根据相应的及，查图得断面减缩率：得断面减缩率：%64A0d1d第二篇 冷锻工艺及模具设计 根据根据及毛坯材料查图及毛坯材料查图，求得未经修正的单位，求得未经修正的单位挤压力：挤压力： 考虑到上述单位挤压力需要修正，考虑到上述单位挤压力需要修正，因此可根据图因此可根据图中相应的曲线，查得修正的单位挤压力：中相应的曲线，