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1、擠壓工藝及模具設(shè)計ExtrusionTechnologyandMouldDesign一、擠壓工藝分類擠壓可分為以下三類：1）冷擠壓，又稱冷鍛，一般指在回復(fù)溫度以下（室溫）的擠壓。2）溫擠壓，一般指坯料在金屬再結(jié)晶溫度以下、回復(fù)溫度以上進行的擠壓。對于黑色金屬，以600℃為界，劃分為低溫擠壓和高溫擠壓。3）熱擠壓，指坯料在金屬再結(jié)晶溫度以上進行的擠壓。1）冷擠壓工藝?yán)鋽D壓是在冷態(tài)下，將金屬毛坯放入模具模腔內(nèi)，在強大的壓力和一定的速度作用下，迫使金屬從模腔中擠出，從而獲得所需形狀、尺寸以及一定力學(xué)性能的擠壓件。冷擠壓與熱鍛
2、、粉末冶金、鑄造及切削加工相比，具有以下主要優(yōu)點：1）因在冷態(tài)下擠壓成形，擠壓件質(zhì)量好、精度高、其強度性能也好；2）冷擠壓屬于少、無切削加工，節(jié)省原材料；3）冷擠壓是利用模具來成形的，其生產(chǎn)效率很高；4）可以加工其它工藝難于加工的零件。。2）溫擠壓工藝溫擠壓成形技術(shù)是近年來在冷擠壓塑性成形基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種少無切削新工藝，又稱溫?zé)釘D壓。它與冷、熱擠壓不同，擠壓前已對毛坯進行加熱，但其加熱溫度通常認(rèn)為是在室溫以上、再結(jié)晶溫度以下的溫度范圍內(nèi)。對溫擠壓的溫度范圍目前還沒有一個嚴(yán)格的規(guī)定。有時把變溫前將毛坯加熱，變形后具有
3、冷作硬化的變形，稱為溫變形。或者，將加熱溫度低于熱鍛終鍛溫度的變形，稱為溫變形。從金屬學(xué)觀點來看，區(qū)分冷、熱加工可根據(jù)金屬塑性變形后有無加工硬化現(xiàn)象存在來決定似乎更合理些。在金屬塑性變形后存在加工硬化現(xiàn)象這個過程稱為冷變形及溫變形。3）熱擠壓工藝熱擠壓是幾種擠壓工藝中最早采用的擠壓成形技術(shù)，它是在熱鍛溫度時借助于材料塑性好的特點，對金屬進行各種擠壓成形。目前，熱擠壓主要用于制造普通等截面的長形件、型材、管材、棒料及各種機器零件等。熱擠壓不僅可以成形塑性好，強度相對較低的有色金屬及其合金，低、中碳鋼等，而且還可以成形強度
4、較高的高碳、高合金鋼，如結(jié)構(gòu)用特殊鋼、不銹鋼、高速工具鋼和耐熱鋼等。二、典型零件工藝分析及模具設(shè)計1。零件特點分析：偏心軸是重要的傳動零件。在工作時承受巨大的沖擊載荷，而且零件的工作環(huán)境惡劣、多粉塵，零件易磨損。采用溫塑性成形工藝，可以提高工件精度，降低材料消耗，減少或部分取消機械加工。偏心軸由頭部、盤部、桿部三部分組成，為非對稱結(jié)構(gòu)零件。桿部細長，桿部與頭部偏心布置，盤部的截面是非軸對稱截面。從零件結(jié)構(gòu)上看，頭部和桿部形狀細長而狹窄，其長度明顯大于其他尺寸。由于零件各個截面積差較大，故可考慮采用擠壓工藝。該零件選用的
5、材料為40Cr，此鋼的抗拉強度與屈服強度比相應(yīng)的碳素鋼高20％，并具有良好的淬透性，良好的切削加工性能。2.生產(chǎn)工藝方案分析方案1：采用溫擠壓成形工藝將該零件一次成形。由于該零件變形程度較大，故可考慮采用溫擠壓工藝。而且一次成形減少了零件制造工序，降低了生產(chǎn)成本。表面處理潤滑加熱方案2：在擠壓件最終成形前加入一道預(yù)成形工序，即先使偏心軸下部的臺階成形，由于該道工序中零件變形程度不大，故采用冷擠壓成形，簡化模具制造和實際生產(chǎn)時的步驟。此后，采用溫擠壓工藝成形零件變形程度較大的凸輪部分和其上的直徑8mm小臺階。退火表面處理
6、潤滑表面處理潤滑加熱比較：以上兩種方案各有所長，方案一制造工序少，模具制造成本低，但在實際生產(chǎn)中，由于該零件的凸輪部分變形程度過大，且制造精度很高，要求一次成形而不需進行后道加工，導(dǎo)致擠壓力增大，毛坯無法完全充填型腔，零件很有可能報廢。同時在工作中零件會與模具型腔內(nèi)壁劇烈摩擦，產(chǎn)生的力有可能使模具報廢。方案二盡管增加了一套模具，制造成本比方案一高很多，但因為加入了預(yù)成形工序，使擠壓時零件的變形程度降低，擠壓力也減少了很多，因此保證了零件質(zhì)量，比方案一更適于實際生產(chǎn)。綜上所述，初定方案二。3。模具設(shè)計1）擠壓件的設(shè)計在拿
7、到零件后，應(yīng)先制訂出擠壓件圖。擠壓件圖就是適合于冷擠壓的零件的圖形。它是根據(jù)成品零件圖，考慮到擠壓工藝性和機械加工的工藝要求，進行設(shè)計的。由于該零件的軸部帶有4個連續(xù)階梯，在擠壓時很難一次成形，所以必須對軸部進行簡化，改為兩個階梯；凸輪部分必須在溫擠壓時一次成形，直接達到零件圖尺寸，所以精度要求較高。2）工藝參數(shù)計算1).下料：坯料規(guī)格為Φ24×35mm，使用剪切模下料。坯料重量為123.8g。剪切力Q＝588.1KN，剪切設(shè)備：開式雙柱可傾壓力機JB23-63。2).鐓粗：用剪切模制備坯料時，剪斷的坯料端面比較粗糙，
8、端面與中心軸線不能保持垂直，有一定的斜度。因此坯料在剪切后，一般用鐓平模將坯料端面壓平后再進行擠壓。鐓粗后坯料規(guī)格為Φ27.8×26.1mm。冷鐓力F=649～670kN，考慮安全系數(shù)，選設(shè)備：開式雙柱可傾壓力機J23-100。3).退火：860°C對于40Cr來說，其退火工藝為加熱至860℃，保溫14小時，再度隨爐冷卻至300℃
