冷擠壓模具設(shè)計(jì)及其成形過程(可編輯)

1、冷擠壓模具設(shè)計(jì)及其成形過程 目錄目錄1冷擠壓模具設(shè)計(jì)及其成形過程3第一章 緒論31.1冷擠壓成形技術(shù)發(fā)展概況41.2 選題依據(jù)和設(shè)計(jì)主要內(nèi)容61.2.1畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的內(nèi)容61.2.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的要求6第二章冷擠壓工藝設(shè)計(jì)72.1擠壓工藝步驟72.2 工藝設(shè)計(jì)步驟92.2.1計(jì)算毛坯的體積92.2.2確定坯料尺寸102.2.3計(jì)算冷擠壓變形程度112.2.4確定擠壓件的基本數(shù)據(jù)132.2.5確定擠壓次數(shù)132.2.6工序設(shè)計(jì)132.2.7工藝方案確定192.2.8各主要工序工作特點(diǎn)進(jìn)一步分析21第三章壓力設(shè)備選擇243.1 各主要工序所需鐓擠力243.2 主要設(shè)備選用25第四章 模具

2、設(shè)計(jì)264.1冷擠壓模具設(shè)計(jì)要求274.2凸模設(shè)計(jì)依據(jù)284.3冷擠壓組合凹模設(shè)計(jì)依據(jù)294.4凸模設(shè)計(jì)344.4.1鐓平凸模設(shè)計(jì)344.4.2凹模設(shè)計(jì)364.5 預(yù)成形模具設(shè)計(jì)374.5.1預(yù)成形凸模設(shè)計(jì)384.5.2預(yù)成形凹模設(shè)計(jì)394.6 終成形模具設(shè)計(jì)414.6.1終成形凸模設(shè)計(jì)414.6.2終成形凹模設(shè)計(jì)424.7冷擠壓模架設(shè)計(jì)434.7.1冷擠壓模架設(shè)計(jì)的基本原則434.7.2模架的設(shè)計(jì)444.7.3其它零件設(shè)計(jì)46第五章擠壓模具零件加工工藝的編制515.1 加工工藝編制原則515.2 加工工藝的編制51第六章 總結(jié)及課題展望546.1 本文工作總結(jié)546.2 課題展望55參考文獻(xiàn)

3、56謝辭57附錄一:英文科技文獻(xiàn)翻譯58英文翻譯:63附錄二 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書67 冷擠壓模具設(shè)計(jì)及其成形過程 機(jī)械與電氣工程學(xué)院機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化專業(yè) 06城建機(jī)械喬紅嬌指導(dǎo)老師 雷聲 第一章 緒論 擠壓就是零件金屬毛坯放在擠壓模腔中,在一定溫度下,通過壓力機(jī)上固定的凸?；虬寄Ｏ蛎魇┘訅毫?使金屬毛坯產(chǎn)生塑性變形而制得零件的加工方法。擠壓的加工原理是金屬坯料處于三向壓應(yīng)力狀態(tài)下變形時,能大大提高金屬的塑性,允許金屬有較大的變形。擠壓變形的特征是由大截面向小截面的變形。擠壓即可在專用擠壓機(jī)上進(jìn)行,也可在一般的機(jī)械壓力機(jī)、液壓機(jī)、摩擦壓力機(jī)以及高速錘上進(jìn)行。擠壓加工有許多特點(diǎn),主要表現(xiàn)在擠壓

4、變形過程的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)、金屬流動行為、產(chǎn)品的綜合質(zhì)量、生產(chǎn)的靈活性與多樣性、生產(chǎn)效率與工藝流程簡單、設(shè)備投資較少等方面。而冷擠壓除了前面列出的共性優(yōu)點(diǎn)外,還有它自己獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。如能夠得到強(qiáng)度大、剛性好而質(zhì)量輕的零件;零件的精度等級較高、表面粗糙度值較低;節(jié)約能源,工作環(huán)境得到較大改善。 擠壓按照擠壓坯料的溫度分類一般可分為冷擠壓、溫?cái)D壓、熱擠壓三類,而其中冷擠壓應(yīng)用范圍最廣。冷擠壓一般是指在回復(fù)溫度以下的擠壓,對于黑色金屬常指在室溫中對坯料進(jìn)行的擠壓。由于冷擠壓具有很多優(yōu)點(diǎn),所以它已越來越多地用來大量生產(chǎn)軟質(zhì)金屬、低碳鋼、低合金鋼零件。但是冷擠壓的優(yōu)點(diǎn)往往不能用簡單的方法發(fā)揮出來,因?yàn)槔鋽D壓是

5、金屬在冷態(tài)下、強(qiáng)烈的三向壓應(yīng)力狀態(tài)下變形的,變形抗力較大。因此它也有些自己的缺點(diǎn)。如模具易磨損,易破壞,因此要求模具材料好、對擠壓設(shè)備要求較高、對所加工的原材料要求高;擠壓前坯料處理復(fù)雜;工藝流程設(shè)計(jì)技術(shù)水準(zhǔn)較高,研發(fā)過程周期長,投入大。 金屬材料的冷、溫、熱變形通常是以金屬成形過程中加工硬化、回復(fù)和再結(jié)晶狀態(tài)來判定的。金屬塑性變形后,材料處于加工硬化狀態(tài),稱為冷變形;金屬塑性變形后,材料具有再結(jié)晶組織,稱為熱變形;介于了冷變形與熱變形之間,材料處于回復(fù)狀態(tài),稱為問溫變形。各種塑性變形的溫度范圍見圖1.1。 圖1.1 各種塑性變形的溫度范圍 擠壓工藝正是在金屬材料冷變形、溫變形、熱變形這三種狀

6、態(tài)下進(jìn)行,并按被擠壓材料的溫度分為了冷擠壓、溫?cái)D壓、熱擠壓三大類。 在此我們主要用到的是冷擠壓加工。 冷擠壓成形技術(shù)發(fā)展概況 擠壓技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了漫長的歷史過程。19世紀(jì)末,法、英、美、德等國開始用冷擠壓法生產(chǎn)軟質(zhì)有色金屬零部件。第一次世界大戰(zhàn)期間,美國采用冷擠壓法大批量生產(chǎn)黃銅彈殼,并企圖用冷擠壓法生產(chǎn)鋼質(zhì)彈殼,但未獲得成功,原因是當(dāng)時不能用工具鋼作為模具材料,也沒有找到良好的表面處理方法和潤滑劑。 第一次世界大戰(zhàn)以后,德國人于1921年制造出冷擠鋼管壓力機(jī),經(jīng)過進(jìn)十年的研究及實(shí)驗(yàn),知道1931年冷擠鋼管才在實(shí)驗(yàn)室里試制成功,但不能正式投入生產(chǎn),其原因也是由于鋼冷擠壓時變形抗力過大,找不到用

7、于生產(chǎn)的模具材料和表面潤滑處理方法。第二次世界大戰(zhàn)前夕,德國對彈殼的需求量猛增,但是用黃銅材料制造彈殼,因原料來源不足,滿足不了戰(zhàn)爭的需要。為了擴(kuò)大彈殼的生產(chǎn)量,德國秘密試驗(yàn)用冷擠壓法生產(chǎn)鋼彈殼,但一直沒有成功,直到1942年德國人找到了采用表面磷化、皂化處理法,并用合金工具鋼作為模具材料,成功地用冷擠壓法大批量生產(chǎn)了鋼彈殼,當(dāng)時在戰(zhàn)場上引起了極大的震動和驚詫。第二次世界大戰(zhàn)一結(jié)束,美國查明了德國人關(guān)于鋼的冷擠壓的全部資料,并聘用德國專家,繼續(xù)深入地研究鋼的冷擠壓,大規(guī)模地開辦了用冷擠壓法生產(chǎn)彈殼和彈體的軍工廠。第二次世界大戰(zhàn)以后冷擠壓工藝的應(yīng)用開始由軍工向民用轉(zhuǎn)化。從949年開始,美、德等國

8、在民用工業(yè)中采用冷擠壓法加工各種鋼質(zhì)零件,并進(jìn)一步開展了鋼的冷擠壓研究工作。日本于1957年引進(jìn)第一臺專用冷擠壓力機(jī),首先在鐘表等精密儀器工業(yè)中采用冷擠壓加工。由于這種加工方法的經(jīng)濟(jì)效益顯著,不久,便在大批量生產(chǎn)的汽車和電器等工業(yè)部門中得到廣泛應(yīng)用,現(xiàn)在已成為一種重要的加工手段,遍及于各個工業(yè)部門。 在我國,解放前的冷擠壓技術(shù)是很落后的,當(dāng)時只有極少數(shù)工廠用鉛、錫等有色金屬擠壓牙膏管、線和管材等。解放后冷擠壓技術(shù)得到了一定不敢程度的發(fā)展,20世紀(jì)50年代開始了銅及其合金的冷擠壓,60年代開始了黑色金屬的冷擠壓,近年來隨著我國工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展,冷擠壓技術(shù)也得到了迅猛發(fā)展。這種先進(jìn)的壓

9、力加工工藝已在我國的工業(yè)建設(shè)中起著令人矚目的作用。目前,我國已對鋁、錫、銀、純銅、無氧銅、黃銅、錫青銅、鋅及其合金、純鋁、防銹鋁、鍛鋁、硬鋁、可伐合金、泊莫合金、低碳鋼以及中碳鋼等多種金屬進(jìn)行冷擠壓,甚至對軸承鋼、高速鋼等也可進(jìn)行一定變形量的冷擠壓。我國可以制造的冷擠壓件及型材的品種也多種多樣。在模具材料的使用方面,除了采用高速鋼、高碳高鉻鉬鋼、滾珠軸承鋼、彈簧鋼等以外,還采用不少新型模具鋼、硬質(zhì)合金以及鋼結(jié)硬質(zhì)合金等。在模具結(jié)構(gòu)方面,采用近代的最優(yōu)化設(shè)計(jì)方法以及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),在保證強(qiáng)度、剛度、可靠性等要求的提下充分發(fā)揮了模具材料的潛力。在冷擠壓技術(shù)的理論研究方面,國內(nèi)不少高校和研究院所正在

10、采用有限元等計(jì)算方法、數(shù)值模擬冷擠壓成形全過程,以及揭示冷擠壓時的金屬流動規(guī)律及應(yīng)力應(yīng)變規(guī)律,這些都會對冷擠壓技術(shù)的發(fā)展這更大的推動作用。 綜上所述,我國冷擠壓技術(shù)的研究水平還是較高的,在冷壓技術(shù)推廣方面曾一度達(dá)到轟轟烈烈的局面,但發(fā)展速度較為緩慢。其主要原因有:作為作為冷擠壓零件最廣泛應(yīng)用領(lǐng)域的汽車工業(yè)尚不發(fā)達(dá),汽車零部件生產(chǎn)廠點(diǎn)多、批量小,達(dá)不到規(guī)模經(jīng)濟(jì)生產(chǎn);缺少專用冷擠壓力機(jī),用通用壓力機(jī)又滿足不了冷擠工藝的特殊要求;缺少冷擠壓專用鋼種,雖有標(biāo)準(zhǔn)件擁抱過冷鐓鋼,但品種少,規(guī)格小,不能滿足較大零件冷擠壓的要求等。今年來,我國汽車工業(yè)、摩托車工業(yè)得到迅速發(fā)展,給冷擠壓技術(shù)應(yīng)用帶來了新的機(jī)遇。

11、當(dāng)代轎車某些關(guān)鍵部件,從設(shè)計(jì)開始就是立足于精密成形,從結(jié)構(gòu)反方面很難用機(jī)加工方法來代替,這些關(guān)鍵零件的國產(chǎn)化,大大促進(jìn)了精密鍛造特別是冷擠壓技術(shù)的發(fā)展。1.2 選題依據(jù)和設(shè)計(jì)主要內(nèi)容1.2.1畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的內(nèi)容 螺釘是重要連接零件,要求結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高,宜采用冷精鍛成形。桿部變截面,采用正擠壓工步;頭部采用先聚料后鐓擠的方法。擠壓變形力較大,模具設(shè)計(jì)時要保證模具有足夠的強(qiáng)度。 1.2.2 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的要求1正確排工步,在滿足工藝要求的前提下,采用最少的工步;2模具結(jié)構(gòu)要合理;3掌握組合凹模優(yōu)化設(shè)計(jì)方法;4手繪總裝圖1副和主要工作零件圖;5使用三維造型軟件, 畫局部總裝圖; 第二章冷擠壓工藝

12、設(shè)計(jì) 從坯料變?yōu)閿D壓件成品需要一系列工序。擠壓工藝設(shè)計(jì)要確定一系列必要的工序,達(dá)到以最少的工序,最短的流程,使坯料逐步變形成要求的擠壓件形狀,經(jīng)濟(jì)合理地生產(chǎn)出符合質(zhì)量要求的擠壓件。典型的擠壓工藝過程,由許多工序組合而成,其中包括下料、鐓粗、校形(坯料準(zhǔn)備工序),預(yù)成形工序和最終成形工序(正擠壓、反擠壓、復(fù)合擠壓或鐓擠相結(jié)合的組合工藝),以及中間的輔助工序(除油、酸洗、退火、潤滑)和最后的機(jī)械加工工序。無論是制坯工序、中間工序還是成形工序都是冷擠壓過程中的重要組成部分。 冷擠壓適合加工軟質(zhì)且延展性好,硬度大致在100hbs一下的金屬材料。冷擠壓件的形狀應(yīng)保證金屬在擠壓方向的變形均勻,流速一致,同

13、時使單位擠壓力較低,使模具壽命較高。最好的擠壓件形狀是軸對稱的回轉(zhuǎn)體。擠壓件內(nèi)、外型面應(yīng)避免直角過渡,直徑變化小的零件不應(yīng)采用擠壓工藝成形,用切削加工方法較為有利。擠壓零件應(yīng)盡量避免壁面上的環(huán)形槽和徑向孔,避免擠壓成形小直徑的深孔。 冷擠壓工藝設(shè)計(jì)是在確定擠壓件形狀、尺寸、精度和材料之后著手設(shè)計(jì)模具之前的一個階段,在此之前要擬定制定的擠壓加工工藝和有關(guān)的工藝順序和數(shù)量,并研究如何具體實(shí)現(xiàn)符合要求的質(zhì)量控制、經(jīng)濟(jì)性問題。 擠壓工藝步驟 工藝設(shè)計(jì)時,從研究產(chǎn)品圖進(jìn)行工藝分析開始,首先根據(jù)變形前后材料體積不變法則及所設(shè)計(jì)的擠壓件圖形,計(jì)算出坯料體積,并由擠壓件尺寸或中間工序尺寸,按照體積公式確定毛坯

14、尺寸,再按變形程度,擠壓力大小和形狀復(fù)雜程度,確定工序數(shù)目,然后進(jìn)行工序設(shè)計(jì),決定中間成形工序的成形預(yù)備形狀和尺寸,并選定成形方法,安排加工工序。最后決定工藝方案,即選定材料和設(shè)備,編制工藝流程和構(gòu)思模具結(jié)構(gòu),同時進(jìn)行全面工藝評價和核算技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 擠壓工藝設(shè)計(jì)程序可用以下一個工藝流程圖來表示: 圖2.1 工藝設(shè)計(jì)程序 在模具設(shè)計(jì)的過程中,還可能反過來對初始的工藝方案進(jìn)行修正;在試驗(yàn)過程中進(jìn)一步補(bǔ)充完善,并就實(shí)際作業(yè)條件,重新評價工藝設(shè)計(jì)。在擠壓工藝方案設(shè)計(jì)中,需要做出下述的評價和估算:1、工藝性評價(1)擠壓件形狀復(fù)雜程度;(2)擠壓件成形難易程度;(3)擠壓件變形程度的大小;(4)擠壓

15、件的尺寸范圍;(5)擠壓件的精度等級;(6)擠壓件性能指標(biāo);(7)擠壓件質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn);(8)擠壓材料的工藝性能;2、估算項(xiàng)目(1)總變形程;(2)總工序數(shù)目;(3)總工裝套數(shù);(4)效果分析及評價根據(jù)上面這些評價和估算,便可確定一種經(jīng)濟(jì)合理的最佳工藝方案。2.2 工藝設(shè)計(jì)步驟2.2.1計(jì)算毛坯的體積 根據(jù)擠壓件圖,按照坯料體積等于擠壓件體積的原則進(jìn)行計(jì)算。 在計(jì)算坯料體積時,可以近似計(jì)算其體積。參照其最終成品圖,可以將它最終冷擠壓成型的零件圖繪制出來(如圖2.2)。 圖2.2 所給擠壓件圖 2.2.2確定坯料尺寸有零件圖可知:20mm, 12mm, 24mm;但是在此我們要計(jì)算一下預(yù)成形后零件頭部

16、的高度。根據(jù)變形前后體積不變的原理可得: 式中 毛坯直徑,mm; 毛坯變形后桿部直徑,mm; 毛坯變形后頭部直徑,mm; 毛坯高度,mm; 毛坯變形后桿部高度, mm; 毛坯終成形后頭部的高度,mm; 毛坯的橫截面積,; 毛坯變形后桿部橫截面積,; 毛坯變形后頭部橫截面積,; 2.2.3計(jì)算冷擠壓變形程度 由于下面的桿部是正擠壓成形的,上面的頭部是鐓擠壓成形的,所以在計(jì)算時都要分成兩部分進(jìn)行計(jì)算。 變形程度是冷擠壓工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算的重要參數(shù),其表示方法有三種:桿部斷面縮減率 頭部斷面縮減率 桿部擠壓比 頭部擠壓比 桿部對數(shù)擠壓比 頭部對數(shù)擠壓比 與的關(guān)系是 或 由以上公式和結(jié)合零件尺寸,可以明顯

17、看出桿部的正擠壓部分比頭部的鐓擠部分變形程度大。 冷擠壓時,模具單位面積承受很大的壓力,當(dāng)壓力在模具內(nèi)的合成應(yīng)力超過模具鋼的許用應(yīng)力(一般為20002500mpa)時,模具就容易破壞或降低模具使用壽命。因此,對于各種材料都有一個許用變形程度。即對于不同的擠壓材料在不同的工藝參數(shù)條件下,應(yīng)按同一許用單位擠壓力來決定其冷擠壓變形程度,這就是等壓原則。 2.2.4確定擠壓件的基本數(shù)據(jù) (1)擠壓件的體積; (2)坯料規(guī)格; 2.2.5確定擠壓次數(shù) 在上述的計(jì)算變形公式中得到:再按照擠壓次數(shù)確定方案得知可以進(jìn)行一次性擠壓成型。然而為了有利于卸件,使凸模不易折斷,提高模具使用壽命和改善加工工藝,根據(jù)初始

18、坯料經(jīng)受正擠壓,擠壓一次;由于螺釘?shù)念^部變形量很大,不能夠一次成形,考慮到模具的強(qiáng)度和設(shè)備噸位,頭部分兩次成形;螺釘頭部先聚料和六邊形部分成形,各擠壓一次,共擠壓的次數(shù)是3次。2.2.6工序設(shè)計(jì) 變形工序的設(shè)計(jì)是否合理,應(yīng)看擠出零件的質(zhì)量是否合格以及模具使用壽命長短。從生產(chǎn)的角度來看,工序越少越好,最好一次擠成,這樣可減少附加的中間工序。但有時采用一次成形,會出現(xiàn)擠壓件開裂或模具過早地?fù)p壞。究竟設(shè)計(jì)幾道擠壓工序合理,應(yīng)根據(jù)零件形狀、尺寸不同,所用材料性能不一樣,變形程度大小、零件質(zhì)量要求和現(xiàn)有設(shè)備綜合考慮。綜上所述,在擬定工藝方案時,即要考慮技術(shù)上的可能性和先進(jìn)性,又要注重經(jīng)濟(jì)效益。 為此,在

19、設(shè)計(jì)工藝方案時,應(yīng)該擬定兩個或兩個以上的工藝方案,然后對這些方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益、技術(shù)可行性和先進(jìn)性分析,以便得出最佳方案。在選定最佳方案后,進(jìn)行擠壓件圖設(shè)計(jì),確定毛坯尺寸和形狀,設(shè)計(jì)變形工序的尺寸。當(dāng)然要做到這一步,應(yīng)擬定的工藝方案進(jìn)行大致的計(jì)算,才能將各種方案的主要指標(biāo)進(jìn)行比較,才能選出最佳方案。 在此依照上述理念,對本次冷擠壓工序數(shù)目進(jìn)行確定。 依據(jù)螺釘?shù)男螤畛叽缬?jì)算其總變形程度,得出其應(yīng)變不超過一次冷擠壓工序的許用應(yīng)變,從這一點(diǎn)考慮該零件可以一次擠壓成形。然而為了利于卸件,使凸模不易折斷,提高模具使用壽命和改善加工工藝,在生產(chǎn)中采用三次擠壓成形方案。另外在擠壓成形前,坯料準(zhǔn)備階段還要進(jìn)行一

20、次整平。具體有以下幾道工序:制坯工序設(shè)計(jì) 擠壓是一種高效率工藝,特別是對于大批量零件的生產(chǎn),一旦采用冷擠壓方法投產(chǎn),那么擠壓前毛坯的下料,對實(shí)際生產(chǎn)來講具有重要意義。 目前原材料一般采用棒料、板料、線料及管材等,而多數(shù)采用棒料。在此選為棒料。而棒料一般采用切削下料或剪切下料。由于棒材用切削下料,材料利用率可達(dá)70%-90%,而用剪切下料,材料利用率可達(dá)95%-100%。故從材料利用率上考慮,棒料冷態(tài)剪切是生產(chǎn)毛坯方法中最迅速和最便宜的一種,其中包括全封閉式截切模和半封閉式截切模。它們常常用于生產(chǎn)中小尺寸直徑的毛坯,它具有以下一些優(yōu)點(diǎn):1.剪切斷面質(zhì)量好,2.廢料損失小,3.生產(chǎn)效率高.但相比較

21、而言前者截切端面質(zhì)量好一點(diǎn),故在此采用全封閉式截切模。 用截切模制備坯料,生產(chǎn)效率高,材料利用率高,但截?cái)嗝姹容^粗糙,端面與中心軸線不能保持垂直,有一定的斜度,尤其是半封閉截切模,這種情況尤為嚴(yán)重。因此坯料在截切后,一般用鐓平模將坯料端面壓平并校形后再進(jìn)行擠壓。(下料由于h0/d040.2/202.010.8故選用剪切下料 即采用全封閉式截切模來剪切下料;) 綜上所述,得出: 1.原料采用棒料; 2.采用全封閉式截切模來剪切下料; 3.制坯工序包括:剪切下料鐓平校形。(2)預(yù)成形工序設(shè)計(jì) 預(yù)成形工序是指得到半成品冷擠壓件的工序,它主要是進(jìn)行材料體積變形量的分配,為成品冷擠壓件作形狀和尺寸方面的

22、準(zhǔn)備。它對冷擠壓工藝的成敗和冷擠壓件的質(zhì)量以及尺寸精度都有重要的影響。 確定預(yù)成形工序半成品的形狀和尺寸,主要是要符合金屬變形的規(guī)律和冷擠壓變形的具體要求。要求如下: a.預(yù)成形工序半成品的設(shè)計(jì),應(yīng)該最大限度地滿足工藝和質(zhì)量要求。 b.選擇預(yù)成形工序半成品形狀時,要保證其在變形過程中與模壁之間的接觸面最大。 c.在確定半成品的形狀與尺寸時,應(yīng)該考慮冷擠壓件局部成形的工藝需要及所需要的材料儲備。 d.采用多道工序擠壓錐形件時,預(yù)成形工序半成品形狀不應(yīng)與成品的錐體形狀一致,而且一般是前者的錐形角要大些,這樣能使半成品放入凹模后與模壁及模腔下部有一定空隙存在、使得在成形過程中成形力減小,最后又能提高

23、成形件錐體部分的表面質(zhì)量。(3)終成形設(shè)計(jì) 終成形工序是將預(yù)成形產(chǎn)品最終一次性成形為所需成品的最終工序。在這個工序里,將擠出帶有一定余量或沒有余量,符合擠壓件圖形狀、尺寸及質(zhì)量要求的擠壓完成品。 終成形工序是按照擠壓件圖進(jìn)行設(shè)計(jì)的。設(shè)計(jì)時除考慮擠壓件圖上形狀和尺寸要求,滿足變形需要外,還應(yīng)考慮預(yù)成形工件形狀及尺寸對它的影響以及它們之間的配合關(guān)系。(4)輔助工序設(shè)計(jì) 輔助工序設(shè)計(jì)是指除坯料準(zhǔn)備和成形之外的其他工序,如除油、酸洗、退火、潤滑和機(jī)械加工等。接著將分別對這些工序講述一下:軟化處理 為了改善材料的冷擠壓性能和提高模具壽命,大部分材料在冷擠壓前需要進(jìn)行軟化處理。過去對軟化的要求,主要是降低

24、材料的硬度,實(shí)際上材料的顯微組織對擠壓性能的影響也是很重要的。 擠壓時,一般都在三向壓應(yīng)力狀態(tài)下使金屬產(chǎn)生塑性變形,金屬流動十分強(qiáng)烈,冷擠壓時變形抗力大,冷作硬化嚴(yán)重。因此,鋼質(zhì)坯料在冷擠壓前必須進(jìn)行軟化處理。其目的是降低材料的硬度,提高塑性,消除內(nèi)應(yīng)力并得到良好金相組織。 軟化處理有以下兩個方面的內(nèi)容:坯料的軟化處理是為了降低強(qiáng)度和硬度,提高塑性,改善金相組織;工序間的軟化熱處理,主要是為了消除加工硬化和內(nèi)應(yīng)力。鋼材不同,所選用的軟化熱處理的方法也不同。一般碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在0.3%以下的碳鋼和合金鋼,多采用球化退火。等溫退火一般用在合金鋼,它比完全退火的時間短,氧化部脫碳較輕,內(nèi)部組織和硬度分

25、布較均勻。低溫退火只能作為變形工序間的消除應(yīng)力退火。固溶處理適用于奧氏體不銹鋼的軟化熱處理。奧氏體型合金(例如gh140)也可用淬火軟化。鋁、銅有色合金則有的用淬火軟化,有的用退火軟化。此外,有時還要對冷擠壓后的成品進(jìn)行適當(dāng)?shù)臒崽幚?例如不銹鋼、黃銅件為防止開裂的熱處理)。常用冷擠壓鋼退火后的硬度要求見表2-1表2-1 常用冷擠壓鋼退火后的硬度要求鋼號鋼號10152035550660650680838791934515cr35crmo710680700959395 對于鋼材來說,珠光體組織成為影響擠壓性能的重要因素,從降低冷擠壓力來看,球化退火后,組織不僅硬度小,強(qiáng)度低,而且塑性較高,并隨著鋼

26、材中含碳量的增加顯得越明顯。對含碳量較高的材料,除了考慮到改善擠壓性能外,也為改善擠壓后的加工性、熱處理質(zhì)量及力學(xué)性能,均應(yīng)采用球化退火。碳鋼的硬度與熱處理關(guān)系如圖2.3所示。 其中1表示正火(片狀珠光體);2表示退火(片狀珠光體);球化退火(球狀珠光體)。 圖2.3 碳鋼硬度與熱處理的關(guān)系碳素鋼和合金鋼的球化退火工藝規(guī)范如圖2.4所示。 圖2.4 碳鋼和合金鋼熱處理規(guī)范2)表面預(yù)處理及潤滑 冷擠壓前,應(yīng)當(dāng)對鋼坯料進(jìn)行表面處理。至于在各變形工序之間是否要重新進(jìn)行表面處理,則應(yīng)更具變形條件來決定。冷擠壓時,金屬材料會產(chǎn)生強(qiáng)烈的塑性變形,單位擠壓力很大,特別是鋼的冷擠壓,最大的單位擠壓力可達(dá)250

27、0mpa。在這么高的單位壓力下,如果沒有進(jìn)行好表面預(yù)處理和良好的潤滑是不行的。劇烈的冷擠壓變形后,在下一道冷擠壓工序前應(yīng)當(dāng)再進(jìn)行磷酸鹽與潤滑表面處理。但對于變形并不劇烈的拉延,壓底以及鐓粗等工序,則不必在每道工序間都進(jìn)行表面處理。表面處理的主要內(nèi)容有:去除表面缺陷;清潔、去脂、清洗;去除表面氧化層;在坯料表面形成特殊的潤滑支承層?磷酸鹽處理和潤滑處理。其中前三項(xiàng)處理的目的是改善表面質(zhì)量,并為以后的磷酸鹽與潤滑處理做好準(zhǔn)備。 表面處理及潤滑的目的是除掉毛坯的缺陷,除掉氧化層與油污,便于潤滑,從而減小摩擦,降低擠壓力。 如鋼在冷擠壓時,毛坯與模具的接觸壓力往往高達(dá)2500mpa,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了一般壓力

28、加工的接觸壓力。在這種情況下,必需進(jìn)行良好的潤滑,否者將嚴(yán)重破壞零件的表面質(zhì)量,并使模具很快地磨損,以致冷擠壓工藝無法實(shí)現(xiàn)。如果將普通的潤滑劑直接涂在毛坯或模具表面上,則在擠壓過程中不能形成連續(xù)的潤滑薄膜,不起潤滑作用。在毛坯表面上鍍銅、鍍鋅等,雖然能過解決冷擠壓潤滑問題,但其成本較高,效果又不是非常讓人滿意。后來經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn),能過牢固地黏附在一般金屬表面上的磷酸鹽薄膜可以作為潤滑劑的支持層,使施加在經(jīng)磷化處理后的毛坯表面上的潤滑劑,在整個擠壓過程中具有良好的潤滑效果。 黑色金屬冷擠壓時,其潤滑作用為:降低冷擠壓時被擠壓零件與模具的摩擦力;避免被擠壓材料表面與模具具有直接摩擦引起的黏結(jié)現(xiàn)象,提

29、高擠壓件表面質(zhì)量;降低擠壓時變形力和變形功消耗;提高模具壽命。 黑色金屬毛坯表面的處理及潤滑,包括鋼的表面磷化處理(不銹鋼采用草酸鹽處理)和磷化處理前的除油脂、清洗、清除氧化皮和磷化處理后的潤滑。 針對本零件材料(為45#),故而在此采用磷化處理。磷化就是在鋼毛坯表面上生成一層不溶磷酸鹽薄膜。 磷化膜具有以下一些特性:磷化膜是無機(jī)鹽,由細(xì)小片狀結(jié)晶組織構(gòu)成,它成多孔狀態(tài),對潤滑劑有吸附作用,薄膜的厚度為7-50微米;磷化膜與鋼表面結(jié)合很牢固,因?yàn)殇摫砻孓D(zhuǎn)變成磷酸鹽。此結(jié)合層具有一定塑性,在冷擠壓時能與鋼一起變形;經(jīng)過表面磷化處理的鋼材,其力學(xué)性能,如硬度、韌性等沒有改變,而耐磨性大大提高;磷酸

30、鹽處理層使變形金屬與模具隔開,避免了他們之間直接接觸,不會撕壞模腔表面,因而模具工作壽命得到提高;磷化膜隨著模溫提高,性能也發(fā)生改變,只能短時間耐溫400- 500,當(dāng)溫度達(dá)到500,由于磷酸鹽和氧化鐵的作用而變?yōu)楹稚?磷化膜黏結(jié)金屬的能力降低,溫度再升高時,磷化膜將要破壞;磷化膜不抗酸堿。 在擠壓時為了最大限度地減少毛坯與模具間的摩擦力,減少變形抗力和變形功,提高模具的壽命,經(jīng)過磷化處理后的毛坯需要進(jìn)行潤滑。目前國內(nèi)各工廠常用潤滑劑有:硬脂酸納、肥皂、二硫化鉬、石墨機(jī)油或動物油等。在此選為硬脂酸納。2.2.7工藝方案確定 根據(jù)上述分析,很容易知道冷擠壓過程中,零件變形過兩次(即正擠壓變形和鐓

31、擠變形)。根據(jù)這點(diǎn)我深入分析得出以下兩套方案:方案的初步擬定方案一:分四道工序成形出制件。 (1)初始坯料經(jīng)受正擠壓,成形的桿部直徑等于零件底端桿部直徑。 (2)將成形的桿部以上的部分進(jìn)行聚料。 (3)再將擠壓件的頭部進(jìn)行鐓擠,鐓擠成六邊形形狀。 (4)機(jī)加工零件底端桿部的錐角。方案二:分三道工序成形出制件。 (1)將初始坯料進(jìn)行鐓平,鐓成直徑為20mm,高為40.2mm的圓柱形坯料。如圖(a)所示。 (2)將鐓平后的零件的下端進(jìn)行正擠壓,擠壓出來的桿部直徑為12mm,高為78mm。如圖(b)所示。3在將擠壓件的頭部先聚料后鐓擠成六邊形,并形成底端桿部的錐角。如圖(c)所示。 圖(a)鐓擠圖(

32、b)預(yù)成形圖(c)終成形 圖2.5 方案二 以上所繪制的圖為草圖,各工序中成形后的零件圖參見零件圖(a)、零件圖(b)、零件圖(c),其對應(yīng)的三維立體圖如圖2.6所示。 圖(a)鐓擠圖(b)預(yù)成形 圖(c)終成形 圖2.6各工序三維立體圖三、兩種方案的比較與選擇 方案一中成形工序較多,且毛坯不規(guī)范,尺寸不精確,因此第一步不能直接就進(jìn)行正擠壓,而要將毛坯進(jìn)行鐓平。方案一與后一個方案相比,工藝設(shè)計(jì)不合理。所以選擇方案二更合理。 2.2.8各主要工序工作特點(diǎn)進(jìn)一步分析 綜上所述,此零件所需主要工序如下:準(zhǔn)備材料下料鐓平、校形預(yù)成形退火與磷皂化終成形機(jī)加工滲碳淬火電鍍。各主要工序工作特點(diǎn)如下: 準(zhǔn)備材

33、料 先前講述過,在此我們選擇的材料為棒料。 下料 考慮到剪切斷面質(zhì)量、廢料損失、生產(chǎn)效率這些方方面面,在此采用全封閉式截切模來剪切下料。 鐓平 下料完畢后,由于截?cái)嗝姹容^粗糙,端面與中心軸線不能保持垂直,有一定的斜度,尤其是半封閉截切模,這種情況尤為嚴(yán)重。因此坯料在截切后,一般用鐓平模將坯料端面壓平并校形后再進(jìn)行擠壓。 在此要確定毛坯的相關(guān)尺寸,其具體尺寸如圖2.7所示; 圖2.7 鐓擠零件圖 預(yù)成形 為了最終能夠獲得所需精度的零件,在成形過程中一般不采用一次性成形而獲得零件,實(shí)際中為獲得高精度零件,中間都要增加一道工序,盡管有時一次性成形的變形程度小于許用變形常數(shù)。這樣可以在毛坯與最終成形之

34、間有一過渡成形過程,以便于獲得滿足我們所需冷擠壓樣品。 在此要確定毛坯的相關(guān)尺寸,其具體尺寸如圖2.8所示 圖2.8 預(yù)成形零件圖 退火與磷化處理 由于工件經(jīng)過鐓平、預(yù)成形之后,其內(nèi)部晶粒被擠壓拉長而成細(xì)長晶粒,形成纖維組織。變形程度愈大,晶粒擠得愈長,細(xì)長晶粒要再變形所需變形力更大,因而冷擠壓后金屬得到強(qiáng)化。 由于擠壓是三向壓應(yīng)力狀態(tài),經(jīng)過擠壓后金屬材料組織結(jié)構(gòu)更加致密,微小的氣孔、縮松和微裂被壓合了,使金屬進(jìn)一步強(qiáng)化。從而這時金屬已不適合于再次冷擠壓,為了取得較好的冷擠壓性能,一般采用等溫退火或球化退火,本工序要注意保護(hù)工件以防氧化脫碳,應(yīng)使用真空爐退火、或用普通爐子加保護(hù)罐的方式加熱退火

35、。最后磷化處理 終成形 在之前工序的基礎(chǔ)上,最終將零件冷擠壓成所需形狀,這就是所謂的終成形。 在此要確定毛坯的相關(guān)尺寸,其具體尺寸如圖2.9所示。 圖2.9 終成形零件圖 機(jī)加工、滲碳淬火、電鍍 為了獲得所需產(chǎn)品,并滿足各項(xiàng)精度要求以及形狀,在終成形之后,零件要經(jīng)過機(jī)加工、滲碳淬火、電鍍處理。 第三章壓力設(shè)備選擇3.1 各主要工序所需鐓擠力下料:材料45#鋼,坯料直徑,熱處理硬度小于170hb。下料工作力整平:凸模工作力 (注:由于凸模是用來擠壓毛坯的,所以它的抗拉強(qiáng)度一定要大于毛坯的抗拉強(qiáng)度值,在此取為500。)式中 k?安全系數(shù),一般取1.3; z?模具形狀系數(shù),z1; n?變形程度系數(shù),

36、n4;見表3-1 a?凸模工作面積,;表3-1 變形程度系數(shù)擠壓方式變形程度正擠壓反擠壓344556 預(yù)成形:與整平時相似,只是凸模工作面積對應(yīng)的直徑變?yōu)?另外材料硬度已上升至180hb-200hb, 工作力約為 終成形: (注:n在此取n3,由前面所述,再根據(jù)表3.1可得n取3。) 鐓擠變形的單位擠壓力 式中 ?自由鐓擠的單位擠壓力,; ?擠壓材料變形抗力,;(由上可知) ?摩擦因數(shù),有下表3-2可知取; ?鐓擠后的直徑,mm(由擠壓零件圖可知); ?鐓擠后的高度,mm(由擠壓零件圖可知);表3-2 鐓擠鋼質(zhì)擠壓件時不同潤滑狀態(tài)的摩擦因數(shù)潤滑劑摩擦因數(shù)潤滑劑摩擦因數(shù)磷化處理+皂化石墨+機(jī)油二

37、硫化鉬+機(jī)油礦物油3.2 主要設(shè)備選用 下料采用j21-63沖床,整平、預(yù)成形均可采用ja88-160a專用擠壓機(jī),終成形采用j88-400專用擠壓機(jī)。 第四章 模具設(shè)計(jì) 冷擠壓是在常溫下對金屬材料進(jìn)行塑性變形,其單位擠壓力相當(dāng)大,同時由于金屬材料的激烈流動所產(chǎn)生的熱效應(yīng)可使模具工作部分溫度高達(dá)200以上,加上劇烈的磨損和反復(fù)作用的載荷,模具工作條件相當(dāng)惡劣。因此冷擠壓模具應(yīng)具有以下特點(diǎn): 模具應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度,要在冷熱交變應(yīng)力下正常工作 模具工作部分零件材料應(yīng)具有高強(qiáng)度、高硬度、搞耐磨性,并有一定的韌性。 凸、凹模幾何形狀應(yīng)合理,過渡處盡量用較大的光滑圓弧過渡,避免應(yīng)力集中 模具易損部分

38、應(yīng)更換方便,對不同的擠壓里零件要有互換性和通用性。 為提高工作部分強(qiáng)度,凹模一般采用預(yù)應(yīng)力組合形式,凸模有時也采用組合形式。 模具工作部分零件與上下模板之間一定要設(shè)置厚實(shí)的淬硬壓力墊板,以擴(kuò)大承載面積減小上下模板的單位壓力,以防止壓壞上下模板。 上下模板采用中碳鋼經(jīng)鍛造或直接用鋼板制成,應(yīng)有足夠的厚度,以保證模板具有較高的強(qiáng)度和剛度。 模架能牢固的安裝在壓力機(jī)上。 制造簡單,成本費(fèi)用低。 坯料放置容易,定位準(zhǔn)確,在大量生產(chǎn)時有可能采用半自動或全自動送料。 在設(shè)計(jì)模具時要知道模具到底有哪幾部分組成,典型的冷擠壓模具有以下幾個部分組成: 工作部分,如凸模、凹模、頂出桿等。 傳力部分,如上、下壓力板

39、。 頂出部分,如頂桿、反拉桿、頂板等。 卸料部分,如卸料板、卸料環(huán)、彈簧等。 導(dǎo)向部分,如導(dǎo)柱、導(dǎo)套、導(dǎo)板、導(dǎo)筒等。 緊固部分,如上下模板、凸模固定圈、固定板、壓板、模柄、螺釘?shù)取?擠壓成形的過程中,擠壓設(shè)備通過擠壓模具對擠壓坯料施加擠壓力使其變形,而被擠壓材料對模具施以反作用力以反抗變形,如果模具的承載能力大于擠壓力,就可以順利地?cái)D出工件,如果模具的承載能力小于擠壓力,將使模具損壞。為了使擠壓能夠順利進(jìn)行,必須合理的設(shè)計(jì)擠壓工藝;合理地選擇擠壓模具結(jié)構(gòu);設(shè)法降低擠壓工藝力,提高模具的承載能力。擠壓模具設(shè)計(jì)時應(yīng)考慮的主要問題見表4-1。 表4-1 擠壓模具設(shè)計(jì)時應(yīng)考慮的主要問題序號主要問題1擠

40、壓件的使用條件,如受力情況(力的大小及靜、動、交變、沖擊等性質(zhì))、工作溫度、工作環(huán)境等2擠壓件的性能要求,如強(qiáng)度、硬度、沖擊韌性、金相組織等3擠壓件的結(jié)構(gòu)狀況,脫模是否有困難4擠壓件的精度要求,如尺寸精度位置和形狀等5擠壓件的生產(chǎn)量,如批量及長遠(yuǎn)的需要情況4.1冷擠壓模具設(shè)計(jì)要求 冷擠壓時單位單位擠壓力較大,必須慎重考慮模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、材料的選擇、制造工藝及熱處理等問題。與一般的冷擠壓模具相比,冷擠壓模具工作部分(凸、凹模等)材料的選擇應(yīng)更為嚴(yán)格。模具工作部分應(yīng)盡量采用光滑的圓角過渡,防止由于大小直徑劇烈變化,造成應(yīng)力集中而損壞模具,在設(shè)計(jì)鋼質(zhì)擠壓件冷擠壓模具時更應(yīng)特別注意。冷擠壓模具應(yīng)當(dāng)符合

41、的一般要求見表4-2。表4-2 冷擠壓模具應(yīng)當(dāng)符合的一般要求序號要求1凸、凹模等工作部分應(yīng)當(dāng)有較高的強(qiáng)度與較長的使用壽命2凸、凹模等工作部分能簡捷而可靠地固定在模架上3凸、凹模等工作部分與上下模座之間的支撐面積應(yīng)當(dāng)足夠大,以減小上下模座上的單位擠壓力。并應(yīng)有足夠厚度的中碳鋼淬硬墊板,以保證模具的剛性4上下模座必須采用足夠厚度的中碳鋼制造,不能用鑄鐵制造5模具的易損部分拆換方便6坯料放置容易,定位準(zhǔn)確,在大量生產(chǎn)時有可能采用半自動或全自動送料7擠成的工件可以方便地取出8模架能牢固地安裝在壓力機(jī)上9制造簡單,成本費(fèi)用低10保證操作工人的安全4.2凸模設(shè)計(jì)依據(jù) 凸模設(shè)計(jì)時要認(rèn)真研究使用中凸模所受應(yīng)力

42、的大小和性質(zhì),以及當(dāng)使用細(xì)長凸模時,可能出現(xiàn)的失穩(wěn)問題。造成失穩(wěn)的因素有模具或擠壓設(shè)備本身的對中精度;擠壓操作上的問題,例如凸模松動、初始對中不好、使用坯料上下斷面不平行等。凸模長徑比也影響凸模的穩(wěn)定性,例如,用模具鋼凸模擠壓鋼質(zhì)零件時,長徑比應(yīng)不大于3。 正確選擇凸模工作部分尺寸和形狀,可以降低擠壓力,有利于擠壓時金屬的流動成形,同時保證模具有較高的壽命。實(shí)踐證明,工具鋼和硬質(zhì)合金鋼材料凸模擠壓時的成形壓力不應(yīng)超過2400mpa,如果超過極限值,則要減小變形程度或者降低模具壽命要求。凸模的長度尺寸 凸模的長度尺寸包括夾持部分、導(dǎo)向部分和凸模的全長尺寸。一般根據(jù)凸模受力情況和模具的結(jié)構(gòu)需要而確

43、定,可有經(jīng)驗(yàn)公式可得。圖示4.1 凸模長度的確定式中?凸模長度; ?凸模固定套厚度; ?凸模進(jìn)入模腔的深度; ?考慮到磨損、調(diào)整和安全因數(shù)附加的數(shù)值,一般取1015mm。正實(shí)心件正擠壓凸模如下圖4.2的帶錐柄的凸模所示。正實(shí)心件正擠壓凸模的設(shè)計(jì)尺寸如下表4-3所示。 圖示4.2 實(shí)心件正擠壓凸模表4-3 實(shí)心件正擠壓凸模的設(shè)計(jì)尺寸符號名稱經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)d3r模柄直徑模柄厚度夾持部分直徑夾持部分高度 錐角4.3冷擠壓組合凹模設(shè)計(jì)依據(jù) 為了提高凹模強(qiáng)度,防止縱向裂紋產(chǎn)生,生產(chǎn)中普遍使用預(yù)應(yīng)力組合凹模。預(yù)應(yīng)力組合凹模通過外套對內(nèi)圈施加預(yù)應(yīng)力,使冷擠壓所引起的切向拉應(yīng)力被預(yù)壓時產(chǎn)生的切向壓應(yīng)力部分或全部抵消

44、,從而提高了模具的強(qiáng)度。通常,三層組合凹模的強(qiáng)度是整體式凹模強(qiáng)度的1.8倍,兩層組合凹模的強(qiáng)度是整體式凹模的1.3倍。 預(yù)應(yīng)力組合凹模僅內(nèi)圈采用高級工具鋼,中、外圈可采用一般材料,從而節(jié)省了昂貴的模具材料。由于其凹模尺寸較整體模減少,因此提高了模具熱處理質(zhì)量。凹模損壞后,不必調(diào)換外圈,節(jié)省了材料和加工費(fèi)用。但組合凹模的加工面多,壓合工藝要求較高。因此,組合凹模只在單位擠壓力較大,用整體式凹模強(qiáng)度不夠時采用。冷擠壓組合凹模設(shè)計(jì)的三種組合形式見圖4.3所示,其設(shè)計(jì)依據(jù)件表4-4所示。 (a) 整體式 (b) 兩層組合式 (c) 三層組合式 圖4.3 冷擠壓凹模的三種形式 表4-4 冷擠壓凹模的設(shè)計(jì)

45、依據(jù)項(xiàng)目說明層數(shù)選擇凹模的層數(shù)按單位擠壓力p確定,p1100mpa時,采用整體凹?！緢D示a】;1100 p140 時,采用兩層式組合凹模【圖示b】; 1400 p2500 采用三層式組合凹【圖示c】.組合凹模各圈尺寸整體式凹模的外徑應(yīng)為內(nèi)徑的4-6倍,即d2(4-6)d1.兩層組合凹模各圈尺寸。兩層 組合凹模各圈尺寸的確定見下表,三層組合凹模各圈尺寸同樣參考下表。工作時各層過盈值的變化及修正量 擠壓過程中,模具溫升較大,使得組合凹模的內(nèi)外層溫度梯度較大,從而使內(nèi)層凹模各圈尺寸與外層預(yù)應(yīng)力圈的熱脹存在差別,使過盈量比設(shè)計(jì)值增大,所以需要修正。設(shè)內(nèi)層與外層的平均溫差為 0,內(nèi)層凹模的外徑為d,模具

46、材料線脹系數(shù)為,則過盈量的修正值aad0mm.過盈值的公差配合直徑d2、d3處的加工精度將直接影響對內(nèi)層凹模的預(yù)壓應(yīng)力,即影響組合凹模的強(qiáng)度,因此應(yīng)盡可能提高其精度。加工誤差分為各層的內(nèi)外徑誤差與形狀誤差。內(nèi)外徑的公差應(yīng)為設(shè)計(jì)過盈量的+10%、-5%以下形狀公差應(yīng)取內(nèi)外徑公差的30%-50% 以下。預(yù)應(yīng)力組合凹模的裝配預(yù)應(yīng)力組合凹模的預(yù)應(yīng)力是通過預(yù)應(yīng)力圈與凹模的配合得到的。永久性配合可加熱外圈或冷卻內(nèi)去圈進(jìn)行裝配。可置換的凹模芯通常用錐形配合面并涂以二硫化鉬潤滑劑后進(jìn)行機(jī)械加壓裝配。常用的裝配錐度是0.51。裝配時要使對應(yīng)的兩個接觸面之間緊密貼合。也可以將第一個預(yù)應(yīng)力圈用錐度壓力配合,而第二個

47、預(yù)應(yīng)力圈(外圈)用縮緊配合。預(yù)應(yīng)力圈的材料預(yù)應(yīng)力圈的材料必須具有足夠的強(qiáng)度、韌性和淬透性,且材料的回火溫度高。內(nèi)外圈采用加熱壓合工藝時,預(yù)應(yīng)力圈的回火溫度必須高于壓合需要的加熱溫度。二層組合凹模設(shè)計(jì)見表4-5 表4-5 二層組合凹模的設(shè)計(jì) ?mm設(shè)計(jì)步驟兩層組合凹模各圈尺寸的確定:,根據(jù)與的關(guān)系可在表4-6中查得與的關(guān)系,從而計(jì)算出的數(shù)值。其壓合量,可由表4-7查得系數(shù),然后計(jì)算處的徑向過盈量,即,再計(jì)算處的軸向壓合量,即。一般取,所以圖示參數(shù)說明二層組合凹模壓合?凹模內(nèi)徑(擠壓件最大外徑)內(nèi)層:5crnimo、35crmoa外層:5crnimo、35crmoa、40cr、45預(yù)應(yīng)力圈淬火硬度:中層為42-44hrc,外層為38-40hrc反復(fù)使用條件下的預(yù)應(yīng)力圈應(yīng)進(jìn)行200的低溫回火,以消除內(nèi)應(yīng)力?(4-6)?(斜度可以向上,也可以向下)?處的軸向壓合量,?處軸向壓合系數(shù)?處的軸向過盈量,?處的徑向過盈系數(shù)表4-6二層組合凹模設(shè)計(jì)參數(shù)41.80.160.0083