冷挤压零件图设计

第五章冷挤压变形工序设计

本章主要内容冷挤压零件图设计冷挤压的许用变形程度冷挤压变形工序设计第二节挤压零件图设计冷挤压零件图是根据产品零件图、冷挤压工艺与后道机加工工艺要求而设计的。是编制冷挤压工艺、设计冷挤压模具、检验冷挤压产品形状尺寸的重要技术文件。一、设计冷挤压图的几个基本原则：1）根据冷挤压件的形状尺寸与特点，尽量用最少的挤压工序来加工2）要易于挤压成形，使模具均匀受力，保证模具的使用寿命3）冷挤压图中的尺寸精度要求，应在冷挤压成形的加工范围内4）尽量使后续加工做到少无切削5）有更好的成形方法的话，不必强求用冷挤压方法二、冷挤压零件图的工艺性分析及工序设计

由原始毛坯获得冷挤压件是通过不同的冷挤压工序来完成的，因此，对冷挤压件进行工艺性分析进而设计合理的冷挤压加工工序是制订冷挤压工艺过程的主要工作。1、适合冷挤压成形的零件形状

冷挤压成形是使金属在模腔内产生塑性流动，从而获得所需的形状和尺寸的挤压件。因此，研究哪些零件适合于冷挤压成形，哪些零件的冷挤压工艺性较差是很必要的。

1）断面形状对称冷挤压件的形状对称所需的挤压力较小，模具使用寿命较长。非对称形零件挤压时，对模具作用有不平衡的侧向力，易使下模的中心移动而降低产品精度，或易使凸模折断。例如，下图所示零件外壁上只有一个凸肋，断面形状不对称，进行挤压件设计时，在与凸肋相对的另一侧，增设一个形状和尺寸完全相同的凸肋(A)，以保证形状对称。挤压之后，再将不需要的那个凸肋(A)切除掉，恢复原来的非对称形状。

非对称形状的改进设计a)非对称形状b)对称形状2、断面积之差应尽量小

零件的断面积之差过大，挤压时，在断面变化的过渡部位不均匀变形的程度就会加剧，所产生的附加拉应力有可能造成该处材料的破裂，还会引起模具局部过载、剧烈磨损和早期破坏。断面积相差越大，变形程度也越大，就需要改进设计、改变成形方法或增加成形工序。

减小断面积差的工艺设计a)毛坯b)预成形件c)空心挤压件

断面过渡部位的设计（a）不合理的急剧过渡（b）合理的锥形过渡3、断面过渡

零件的断面变化应平缓进行，因为断面急剧过渡，就会造成变形不均，应力分布也不均，因此，该处就易产生裂纹。相对应的模腔部位，就是热处理和挤压时应力集中的区域，这样就会导致模具早期破坏。采用平底凹模制成的实心件和采用直角过渡的阶梯形冲头挤压成形的杯形件，均属于不合理的断面过渡形式，必须作改进设计，将断面变化部位设计成锥形过渡，过渡部分的衔接处采用充分平滑的圆弧连接。低碳钢可选取α=15°～40°阶梯孔之间的锥形过渡，其锥顶角β可在30°～60°范围内。

挤压件底部设计：避免尖角出现，最好设计成锥形，如右图。3、适合于冷挤压成形的最佳形状

1）底部带孔的杯形件，如图所示。可通过正反分步或复合挤压成形获得高精度的内孔及外表面。2）带有深孔的双杯形件，如图所示。可以通过两次反向挤压或对向反挤压成形的方式获得。活塞销也可划分为这类零件，只不过是挤压后需冲去中间连皮。3）带有较大法兰的轴类件，如图所示。可以采用闭式镦挤成形的方式获得，它比切削加工省材，且生产率也较高。4）多台阶的阶梯轴类零件，如图所示。采用正挤或减径挤压，尽管工序较多，但极易成形，挤压件精度高，质量好，尤其适宜于大批量生产。5）小型花键轴和齿轮轴，如图所示。采用复合挤压成形可以获得优质挤压件，与切削加工相比，省材料，性能好，生产率高。6）截面为正方形、六边形、八边形等正多边形薄壁件，如图所示。采用冷挤压成形可以一次加工多件，然后再切断成单个零件。7）深孔杯形件，如弹壳等。先采用反挤压制坯，再采用正挤压拉伸成形，成形工序少，挤压件的性能好。4、冷挤压件断面形状1）应避免锥形：挤压锥形时，会产生一个水平分力，给挤压带来困难，因此尽量将外壁设计成直壁，易取件，模具易制造。2）应避免阶梯形3）避免细小深孔：深孔处金属流动严重不均匀，单位挤压力过高，也不经济，所以用机加工成形较好。如果一定要挤压成形小孔的话，孔深直径比不能超过1.5、圆角半径

所有尖角处都要设计成圆角，否则