锥头件冷挤压成形的工艺设计

1、特种塑性加工技术特种塑性加工技术 锥头件冷挤压成形的工艺设计 目录 挤压件的设计 毛坯尺寸确定、设备的选择 工艺方案的选择及制定 成型规律的初步分析 挤压力的计算 模具结构设计 热处理 心得体会 一、挤压件的设计 1.零件二维图 2.零件三维图 二、毛坯尺寸的确定与处理 1.确定毛坯尺寸 此零件由两个圆柱，一个圆台组成，最终体积 v=9424.78mm3,根据体积不变的原则,可以计算出 毛坯高度h=9424.78412123.14=83.3mm %80%64%100 %6 .82%100 - 0 10 h 许 许 毛坯 件毛坯 aa a aa h hh 经计算得毛坯满足 ,因此采 用压力上用截

2、切模截切棒料的方法获得。用截 切模方法剪截毛坯材料最为节约，利用率接近 100，但截切毛坯的的端面比较粗糙，端面 与中心轴不能保持平行，带有一定的斜度，采 用墩挤法可墩平端面。 8 .0/ 00 dh 2.坯料的软化处理 为了改善材料的冷挤压性能，提高塑性，降低硬度 和变形抗力，消除内应力和得到良好的金相组织，以降 低单位挤压力和提高模具的使用寿命，在冷挤压加工之 前，需对毛坯进行软化处理。 零件材料为16mn，以下是对16mn材料的软化热处理 3.坯料的表面处理以及润滑 锥头件的冷挤压成型，其金属流动剧烈，变形量比较 大，坯料表面要求良好的润滑。因此冷挤压前应对坯料进 行表面处理。 其基本过

3、程如下： 除油冷水洗热水洗酸洗冷水洗热水洗磷 化冷水洗热水洗中和皂化干燥 磷磷 酸酸 盐盐 处处 理理 配配 方方 成分成分含量含量 皂皂 化化 法法 配配 方方 成分成分含量含量 （时间）（时间） 氧化氧化 锌锌 2326g/2326g/ l l 硬脂酸硬脂酸 钠钠 69g/l69g/l 磷酸磷酸40g/l40g/l水水1l1l 硝酸硝酸2224g/2224g/ l l 处理温处理温 度度 60706070 水水1l1l处理时处理时 间间 10min10min 三、工艺方案选择 此零件为小型锥头件，采用墩挤压可以 获得优质挤压件，与切削加工相比，省材料 性能好，生产率高。 四、成形规律初步分

4、析 镦挤是墩粗与挤压的综合结果，金属发 生径向与轴向的流动，最终形成比较平坦的 水平面。 五、挤压力的计算 图解法求算挤压力简洁方便且实用，适合于低碳钢 以及低合金钢。 本零件的材料是低碳钢，因而采用挤压力的图解法计算。 根据图表，查得挤压力f=20t。 六、模具结构设计 1.材料的确定 常用的冷挤压模具材料主要有碳素工具钢、 合金工具钢、高碳高铬模具钢、高速钢、硬质 合金钢以及合金结构钢。在冷挤压模具中，常 用的碳素工具钢的牌号是t10和t10a，它具有 切削和磨削性能良好、经济、热处理简单等优 点，根据实际需要最终选择t10。 2.凸凹模的尺寸计算 凸凹模的尺寸主要根据零件的尺寸来制定。

5、下凹模尺寸为 ： ）（其中 10 1 5 1 5 35 9 .19)( 9 .11)( p 2 1 02. 0 0022 02. 0 0011 mmh mmh dd dd p p d d 上凹模尺寸为： ）（其中 锥度为： 。 10 1 5 1 8 5 15 9 .19)( 9 .11)( p 2 1 02. 0 0011 02. 0 0011 mmh mmh dd dd p p d d mpap m d f p k pkp 2.12463459.01768 pa1768 12 4 1 200000 4 1 9.0 1 22 1 s11 代入上式，得 经过查表得 凹模侧壁受力计算 模膛的工作压

6、力在1000mpa1500mpa之间， 适合采用双层组合凹模，其结构如下图所示 七、热处理 模具热处理的目的是使硬度合适，而又能有 尽可能高的韧性。有时可能不得不稍稍降低硬度 要求来适应改善韧性。冷挤压模具零件的标准硬 度范围在hrc5862之间。凸模淬火和回火之后的 硬度为hrc6063，凹模的硬度为hrc5862凸模垫 块和凹模支撑必须具有与凸凹模略同的硬度。压 套的硬度有内层向外层逐渐降低，通常外层压套 硬度为hrc3842，中层压套为hrc4852，内层压 套则为hrc5256。 碳素工具钢（t10、t10a）的淬火温度 在760810之间，加热时间以0.5分毫米 计算。碳素工具钢硬度、残余奥氏体量与淬 火温度之间的关系见下图 八、心得体会 经过这次的项目设计，使我们对冷挤压所 涉及的知识有了更深刻的理解，提高了独立思 考的能力，并且在讨论过程中发现了