锻压工艺学-冷挤压.ppt

1、冷挤压 1.1 冷挤压的概念 概述： 1.1.1 冷挤压的基本概念 室温下利用模具迫使金属块料产生塑性流动， 通过凸模与凹摸间的间隙或凹模 出口，制造空心零件或剖面比毛 坯断面要小的零件。 正挤压：,反挤压：,复合挤压：,6.1.2 冷挤压的优点,6.1.3 冷挤压的主要技术问题 特点： 三向压应力状态下的金属冷塑性变形，变形抗力很大，容易使模具破坏，以致使挤压加工不能实现。 6.2 冷挤压的基本原理 6.2.1 主应力状态对冷挤压工艺的影响,图6.2 纯铝零件,图6.3 纯铝件冷挤压工艺,图6.4 拉深件应力状态,图6.5 挤压过程中的应力状态,6.2.2 冷挤压时的附加应力与残余应力,图6

2、.9 黏滞区金属的剥落,图6.10 正挤压时金属内、外层的附加应力,金属内部应力和变形不均匀的原因： 变形金属和模具之间存在着摩擦；挤压工件 各部分的金属流动阻力不一致；冷挤压毛坯内部组 织不均匀；挤压模具形状和尺寸等。 产生附加应力的不良后果： (1)改变金属由于外力所引起的应力分布情况。 (2)附加应力的产生会使金属的变形抗力提高。 (3)附加应力将使挤压零件的内部产生残余应力 。,图6.11 凹模工作带高度不均匀而引起工件弯曲产生的附加应力,6.2.3 冷挤压时的外摩擦 影响摩擦的主要因素是模具的表面状态与润滑效果的优劣 。 6.3 冷挤压用的金属材料 (1)材料机械强度愈低，冷挤压时材

3、料变形抗力愈低。 (2)材料的冷作硬化敏感性越低越好，这样不致使变形过程中 的挤压力变得太大。 (3)冷挤压材料应具有较好的塑性。,6.4 冷挤压的变形程度 6.4.1 变形程度的表示方法 （1）断面缩减率 F0冷挤压变形前毛坯的横截面积，mm2； F1变形后产品的横截面积，mm2。 （2）挤压比,（1）反挤压的断面缩减率 式中，,（2）正挤压实心件的断面缩减率,6.4.2 许用变形程度,图6.15 正挤压空心件变形程度计算图,图6.16 正挤压碳钢实心件的许用变形程度,图6.17 正挤压碳钢空心件的许用变形程度,图6.18 碳钢反挤压的许用变形程度,6.5 冷挤压时的变形力 P=CpF P总

4、的挤压力，N； p单位挤压力，MPa； F凸模工作部分横断面积，mm2； C安全因数，一般取1.3。 7.5.1 冷挤压力的阶段性 （1）正挤压的阶段性 四个阶段：,(2)反挤压变形的阶段性 四个阶段：,6.5.2 影响挤压力的主要因素 (1)原材料机械性能对挤压力的影响 (2)挤压方式对挤压力的影响,(3)模具几何形状的影响,图6.23 正挤凹模的几何形状,图6.25 凸模斜角对挤压力及单位挤压力的影响,图6.26 反挤凸模形状对单位挤压力的影响 挤压材料：钢10,(4)毛坯相对高度对挤压力的影响,图6.27 毛坯相对高度对正挤时单位挤压力修正因数的影响,图6.28 毛坯相对高度对反挤压时单

5、位挤压力修正因数的影响,(5)挤压速度对挤压力的影响,6.6 冷挤压毛坯的制备 6.6.1 毛坯下料， 1冷挤压毛坯的形状与尺寸,图6.30 正挤压的毛坯形状,图6.31 反挤压的毛坯形状,2. 板料下料法 3棒料下料方法 (1)剪切下料,图6.32 全封闭式剪切模,(2)其它下料方法,6.6.2 毛坯的软化热处理 冷挤压前进行软化热处理的目的：通过热处 理降低毛坯的硬度，提高塑性，得到良好的 金相组织和消除内应力等。 (1)完全软化退火 加热到Ac3以上30一50C，在此温 度下保温一定时间，然后随炉缓冷，或在550C以 后从炉中取出空冷。 (2)球化退火 使珠光体中的渗碳体和二次渗碳体球

6、化而进行的一种退火。 (3)不完全退火 钢加热到高于Ac1而低与Ac3或Acm ，并在此温度停留一定时间，然后缓慢冷却。,6.7 挤压模具 1正挤压凸模,图6.34 实心工件挤用正挤凸模,图6.35 空心件正挤整体式凸模,图6.36 空心件正挤用组合式凸模,2.正挤压凹模 凹模外壁形状应做成斜度为130的锥形，为加预应 力圈用的。,凹模工作锥角：60一126 最合理 ，凹模收口部分应用适当的圆角半径连接，凹模过渡部分均应用圆角连接。工作带长度hl对纯铝：取12mm，对低碳钢：24 mm；对硬铝、紫铜和黄铜：13 mm。,图6.38 正挤压分体式凹模,3反挤压凸模 工作部分主要是高度为h1的圆柱表面(工作带)，直径 为d。可取 ，也可取h1=23mm，,图6.39 反挤压凸模,对凸模的要求： (1)工作长度应尽可能