《冷擠壓工藝與模具設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《冷擠壓工藝與模具設(shè)計(jì)(34頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì),配套課件 主編:陳劍鶴 于云程,機(jī)械工業(yè)出版社,第7章 冷擠壓工藝與模具設(shè)計(jì),7.1 典型案例 7.2 概述 7.3 冷擠壓工藝性分析 7.4 冷擠壓工藝參數(shù)計(jì)算 7.5 冷擠壓模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),,,,,,7.1 典型案例,,大功率電容器外殼,工件名稱:大功率電容器外殼 生產(chǎn)批量:大批量 材料:純鋁1050A(L3) 壁厚:4mm,,7.2 概述 7.2.1 概念 冷擠壓是將冷擠壓模具裝在壓力機(jī)上,利用壓力機(jī) 簡(jiǎn)單的往復(fù)運(yùn)動(dòng),是使金屬在模腔內(nèi)產(chǎn)生塑性變形,從 而獲得所需要的尺寸、形狀及一定性能的機(jī)械零件。 7.2.2 冷擠壓方法 1.正擠壓,a) b) 正擠壓空心件
2、 a)擠壓示意圖 b)毛坯與擠壓零件,a) b) 正擠壓實(shí)心件 a)擠壓示意圖 b)毛坯與擠壓零件,a) b) 反擠壓 a)擠壓示意圖 b)毛坯與擠壓零件,a) b) 復(fù)合擠壓 a)擠壓示意圖 b)毛坯與擠壓零件,2.反擠壓,3.復(fù)合擠壓,4.徑向擠壓,a) b) 冷模鍛零件 a)毛坯 b)零件,a) b) 徑向擠壓 a)毛坯 b)零件,5.實(shí)例擠壓方式的選擇 工件的冷擠壓成形工藝方案有以下三種: 1)采用圓柱毛坯,徑向擠壓成形凸緣部分;反擠壓成形筒部。 2)采用圓柱毛坯,預(yù)成形杯形;正擠壓達(dá)到工件要求。 3)采用圓柱毛坯,復(fù)合擠壓一次成形
3、。(采用),7.2.3 采用冷擠壓必須解決的主要問題和模具結(jié)構(gòu)的要求 1.采用冷擠壓必須解決的主要問題 1)冷擠壓加工的材料 2)冷擠壓工藝方案 3)毛坯軟化熱處理方案 4)毛坯表面處理方法及潤(rùn)滑劑 5) 模具結(jié)構(gòu),模具工作壽命、生產(chǎn)率和安全 6) 冷擠壓模具材料及熱處理方法 7) 機(jī)器與設(shè)備,2.對(duì)冷擠壓模具結(jié)構(gòu)的要求 1)模具的強(qiáng)度和剛度 2)模具工作部分的形狀和尺寸 3)模具的材料選擇、加工方案和熱處理規(guī)范 4)模具安裝、易損件的更換、拆卸、安裝 5)模具導(dǎo)向 6)模具制造、成本 7)放、取制件的操作,7.3 冷擠壓工藝性分析 7.3.1 冷擠壓變形特征 1.正擠壓時(shí)的金屬流動(dòng),,,試件
4、毛坯 試件擠壓后的網(wǎng)格,2.反擠壓時(shí)的金屬流動(dòng),,反擠壓杯形金屬的流動(dòng)情況,3.影響金屬流動(dòng)的主要因素 1)摩擦力的影響 2)模具形狀的影響 3)變形程度的影響 4)其它因素的影響,a) b) c) d) 凹模中心錐角對(duì)金屬流動(dòng)的影響 a)-60 b)-90 c)-120 d)-180,7.3.2 冷擠壓工藝性要求 1.冷擠壓件的尺寸設(shè)計(jì)原則 1)金屬流動(dòng)劇烈處的過渡圓角半徑R應(yīng)盡可能增大,與擠壓力方向垂直的受力面應(yīng)增大斜度。 2)為防止變形抗力急劇增大及延長(zhǎng)模具壽命,應(yīng)控制凹模與凸模間的金屬在成形終了時(shí)的最小厚度s和b。 3)擠壓件的最終
5、尺寸d和D不能太小或相差太大,應(yīng)在允許的變形程度范圍內(nèi)。 2.擠壓件的精度和表面粗糙度 精度見表7-2表7-4 表面粗糙度: 有色金屬為Ra0.4mm;黑色金屬為Ra0.8mm。,3.實(shí)例工藝性分析 根據(jù)零件工作圖結(jié)構(gòu)形狀分析,該零件不能用冷擠 壓成形的方法完全成形,孔23.5應(yīng)采用成形后用鉆銷 方法再加工成形。31階梯孔不利于擠壓成形,應(yīng)在成 形后用鏜銷方法加工成形。因此,將該零件轉(zhuǎn)換成可擠 壓成形的形狀,如圖所示。,,擠壓成形形狀,7.4 冷擠壓工藝參數(shù)計(jì)算 7.4.1 毛坯尺寸的確定 1.毛坯直徑 采用實(shí)心圓柱毛坯,其直徑為工件筒部外徑,則 D
6、=工件外徑=36 2.毛坯體積 毛坯尺寸計(jì)算的原則為等體積法計(jì)算。即: 毛坯體積=工件體積 (1)工件筒部體積,,(2)筒部凸緣部分體積 (3)毛坯高度尺寸H,,凸緣部分毛坯尺寸計(jì)算圖,7.4.2 冷擠壓變形程度的計(jì)算 常用斷面縮減率S來表示,也可用擠壓比R或?qū)?shù) 擠壓比來表示,計(jì)算方法見表7-4。 實(shí)例采用端面縮減率S計(jì)算擠壓變形程度。 徑向擠壓部分的變形程度S 反擠壓部分的變形程度S S<
7、圖算表,總擠壓力F的計(jì)算 有色金屬擠壓力F單位擠壓力p凸模工作部分橫 截面積S 例題中引用工件的擠壓力 F=pS=3002295.2=688560(N) 關(guān)于S的計(jì)算參見毛坯尺寸確定部分,可知 S2295.2 考慮一定的安全系數(shù)可選用1000kN壓力機(jī)。,7.5 冷擠壓模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7.5.1 冷擠壓凸模設(shè)計(jì) 1.反擠壓凸模,,a) b) c) 反擠壓凸模工作部分形狀 a)錐形帶平底的凸模 b)尖角錐形凸模 c)平底凸模,,有色金屬反擠壓凸模,當(dāng)擠壓純鋁薄壁件凸模工作部分長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí),為增 加凸模的穩(wěn)定性,可將凸模下端面開出工藝凹槽。實(shí)例 采用該種結(jié)構(gòu)。,a) b
8、) c) 凸模工作端面工藝凹槽的形狀 a)圓形 b)方形 c)矩形,2.實(shí)例用凸模結(jié)構(gòu),材料:Cr12MoV 熱處理:6064HRC 擠壓凸模,7.5.2 冷擠壓凹模設(shè)計(jì) 1.反擠壓凹模,,a) b) c),d) e) f) 反擠壓凹模的基本形式,2.正擠壓凹模,a) b) c) d) 反擠壓凹模的基本形式,3.組合凹模 (1)凹模的總體結(jié)構(gòu) 分為整體式和預(yù)應(yīng)力組合凹模。組合凹??煞譃閮?層和三層結(jié)構(gòu)式。,,,組合凹模的選擇,(2)二層組合凹模,,二層組合凹模,,三層組合凹模,(3)三層組合凹模,
9、(4)組合凹模壓合方法 1)加熱壓合(熱裝) 將外圈加熱到適當(dāng)溫度,套裝到內(nèi)圈上,待外圈冷 卻后將內(nèi)圈壓緊。熱裝時(shí)可不必加工出斜度。 2)強(qiáng)力壓合 將各配合面做成一定的錐度,在室溫下用液壓機(jī)進(jìn) 行壓合。,,a) b) 預(yù)應(yīng)力圈的裝法 a)由內(nèi)到外 b)由外到內(nèi),7.5.3 凸、凹模工作部分尺寸計(jì)算 凸、凹模工作部分尺寸計(jì)算公式見表7-13。 7.5.4 冷擠壓凸、凹模材料選擇的要求 1)凹模與凸模必須具有很高的強(qiáng)度和硬度,在高溫下仍能保持足夠的強(qiáng)度與硬度。 2)凸模與凹模在沖擊條件下工作,應(yīng)具有相當(dāng)?shù)捻g性。 3)凸模材料應(yīng)當(dāng)有較好的抗彎強(qiáng)度。 4)模具是在冷熱交變
10、應(yīng)力的條件下工作,所以模具的材料應(yīng)能經(jīng)受這種考驗(yàn)。 5)模具材料必須是較易于切削加工。,7.5.5 凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例 模具工作時(shí)凸模進(jìn)入凹模后必須形成封閉的模腔。,,實(shí)用兩層組合凹模結(jié)構(gòu) u2徑向過盈量 裝配斜角,取=0.5,,,兩層組合凹模的a31與a21的關(guān)系,兩層組合凹模軸向過盈量系數(shù)2,兩層組合凹模徑向過盈量系數(shù)2,,內(nèi)圈(凹模)工作圖,,材料:40Cr 熱處理:4547HRC 外圈工作圖,6)冷擠壓模模具結(jié)構(gòu) 頂件塊,,材料:Cr12 熱處理:5862HRC 頂件塊,冷擠壓模具結(jié)構(gòu)圖,,冷擠壓模具結(jié)構(gòu)圖 1、2拉板 3、21螺母 4、20墊圈 5下模座 6彈簧 7導(dǎo)柱 8、12墊板 9導(dǎo)套 10上模座 11拉桿 13凸模 14固定板 15組合凹模外圈 16凹模內(nèi)圈 17頂件塊 18空心墊板 19頂桿,播放動(dòng)畫,