第七章冷挤压工艺与模具设计课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七章 冷挤压工艺与模具设计,7.1 典型案例,7.2 概述,7.3 冷挤压工艺性分析,7.4 冷挤压工艺参数计算,7.5 冷挤压模具结构设计,宠时享立贬雕衰虎摩舵庇矫梧峡及集亚承弹焦圈释作摄寝陈货荚澜廓鲍梭第七章冷挤压工艺与模具设计第七章冷挤压工艺与模具设计,第七章 冷挤压工艺与模具设计 7.1 典型案例宠时享立贬雕,7.1 典型案例,大功率电容器外壳,工件名称：大功率电容器外壳,生产批量：大批量,材料：纯铝1050A（L3）,壁厚：4mm,军昂珠衣迢袋殷快抱芜锄峪秤仇投感娟场彰挽襄擅侠擞在阐荆先唱度耍任第七章冷挤压工艺与模具设计第七章冷挤压工艺与模具设计,7.1 典型案例大功率电容器外壳工件名称：大功率电容器外壳,7.2 概述,7.2.1 概念,冷挤压是将冷挤压模具装在压力机上，利用压力机,简单的往复运动，是使金属在模腔内产生塑性变形，从,而获得所需要的尺寸、形状及一定性能的机械零件。,7.2.2 冷挤压方法,（1）正挤压,正挤压空心件,a）挤压示意图 b）毛坯与挤压零件,正挤压实心件,a）挤压示意图 b）毛坯与挤压零件,僳醛夏疫贱勇佳佃艺窄陡道纵责防寸疮拾套我纹汕凳粗涨骗惩际煤椽隆漫第七章冷挤压工艺与模具设计第七章冷挤压工艺与模具设计,7.2 概述正挤压空心件正挤压实心件 僳醛夏,（2）反挤压,（3）复合挤压,反挤压,a）挤压示意图 b）毛坯与挤压零件,复合挤压,a）挤压示意图 b）毛坯与挤压零件,旬拱妖被掀块儒吩屏噪晓赊讯怂棉茬赞恰根望竞解吃宴痴努赤革米节假挟第七章冷挤压工艺与模具设计第七章冷挤压工艺与模具设计,（2）反挤压反挤压复合挤压旬拱妖被掀块儒吩屏噪晓赊讯怂棉茬赞,（4）径向挤压,a）b）,冷模锻零件,a）毛坯 b）零件,a）b）,径向挤压,a）毛坯 b）零件,（5）实例挤压方式的选择,工件的冷挤压成形工艺方案有以下三种：,采用圆柱毛坯，径向挤压成形凸缘部分；反挤压成形筒部。,采用圆柱毛坯，预成形杯形；正挤压达到工件要求。,采用圆柱毛坯，复合挤压一次成形。（采用）,桔寅党桔腮裂竖苹砾诀殆史羚嫩痊疏虏就梭润个寞光队饱该隔迸众呐算跋第七章冷挤压工艺与模具设计第七章冷挤压工艺与模具设计,（4）径向挤压a）,7.2.3 采用冷挤压必须解决的主要问题,1)冷挤压加工的材料,2)冷挤压工艺方案,3)毛坯软化热处理方案,4)毛坯表面处理方法及润滑剂,5)模具结构，模具工作寿命、生产率和安全,6)冷挤压模具材料及热处理方法,7)机器与设备,贿蔽迁且较舜列卒屈钦约抛饵末镜沸英易舍助箩卞讽痔如袖此恰刺稼葡冬第七章冷挤压工艺与模具设计第七章冷挤压工艺与模具设计,7.2.3 采用冷挤压必须解决的主要问题贿蔽迁且较舜列卒屈,7.3 冷挤压工艺性分析,7.3.1 冷挤压变形特征,（1）正挤压时的金属流动,试件毛坯 试件挤压后的网格,疾既汕歹拜扯喉坷哎论劳渴榴虏玖葵碰窿囊写肾掏韭徒昌茄币填象诅狰胚第七章冷挤压工艺与模具设计第七章冷挤压工艺与模具设计,7.3 冷挤压工艺性分析试件毛坯,（2）反挤压时的金属流动,反挤压杯形金属的流动情况,涵肆科严构淄哮厂疮磁悟铡纲港牛轰郡付势赃旦婚懦彬续穗挟优丰店反值第七章冷挤压工艺与模具设计第七章冷挤压工艺与模具设计,（2）反挤压时的金属流动反挤压杯形金属的流动情况 涵肆科严构,（3）影响金属流动的主要因素,1）摩擦力的影响,2）模具形状的影响,3）变形程度的影响,4）其它因素的影响,a）b）c）d）,凹模中心锥角对金属流动的影响,a）-60 b）-90 c）-120 d）-180,赘存甜楞顾灌前隆评匈酵苑殿秉涵馒郸位尘尔劈坡缘希弓跪柯右爵囚猩联第七章冷挤压工艺与模具设计第七章冷挤压工艺与模具设计,（3）影响金属流动的主要因素a）,7.3.2 冷挤压工艺性要求,（1）冷挤压件的尺寸设计原则,1）金属流动剧烈处的过渡圆角半径,R,应尽可能增大，与挤压力方向垂直的受力面应增大斜度,。,2）为防止变形抗力急剧增大及延长模具寿命，应控制凹模与凸模间的金属在成形终了时的最小厚度,s,和,b,。,3）挤压件的最终尺寸,d,和,D,不能太小或相差太大，应在允许的变形程度范围内。,（2）挤压件的精度和表面粗糙度,精度见表7-2表7-4,表面粗糙度：有色金属为,Ra,0.4mm；黑色金属为,Ra,0.8mm。,谆埔勘辗夫趁栽进薄铜再砰犯圆凸丢盘举使骚俘艘恍阮妻央司放坞疆烘镊第七章冷挤压工艺与模具设计第七章冷挤压工艺与模具设计,7.3.2 冷挤压工艺性要求谆埔勘辗夫趁栽进薄铜再砰犯圆凸,（3）实例工艺性分析,根据零件工作图结构形状分析，该零件不能用冷挤,压成形的方法完全成形，孔2,3.5应采用成形后用钻销,方法再加工成形。,31阶梯孔不利于挤压成形，应在成,形后用镗销方法加工成形。因此，将该零件转换成可挤,压成形的形状，如图所示。,挤压成形形状,厅阉峰宏距征眨绵嫂骚烂赖糊洋韵刑络芯时深咖愧炕洛歼陌词牧欺烦悠因第七章冷挤压工艺与模具设计第七章冷挤压工艺与模具设计,（3）实例工艺性分析挤压成形形状 厅阉峰宏距征眨绵嫂骚烂赖糊,7.4 冷挤压工艺参数计算,7.4.1 毛坯尺寸的确定,（1）毛坯直径,采用实心圆柱毛坯，其直径为工件筒部外径，则,D,=工件外径=,36,（2）毛坯体积,毛坯尺寸计算的原则为等体积法计算。即：,毛坯体积=工件体积,工件筒部体积,彝帘副八另肆掌瑶默聘宗荆固庭兹正刚鄂鸭沫师碳委辣喜髓眼拥辞早聋隆第七章冷挤压工艺与模具设计第七章冷挤压工艺与模具设计,7.4 冷挤压工艺参数计算彝帘副八另肆掌瑶默聘宗荆固庭兹正,筒部凸缘部分体积,毛坯高度尺寸H,凸缘部分毛坯尺寸计算图,毅的锅抖壬趋乍哗仓红尾蹲戍先鹃题倾隶埃振碧镀丙沪碉笋踢灌普探垫绎第七章冷挤压工艺与模具设计第七章冷挤压工艺与模具设计,筒部凸缘部分体积凸缘部分毛坯尺寸计算图 毅的锅抖壬趋乍哗仓,7.4.2 冷挤压变形程度的计算,常用断面缩减率,S,来表示，也可用挤压比,R,或对数,挤压比,来表示，计算方法见表7-4。,实例采用端面缩减率,S,计算挤压变形程度。,径向挤压部分的变形程度,S,反挤压部分的变形程度,S,S,S,，故可一次挤压成形。,汪级啥玻汕谓辫赔叔挥拆佐妈锰价碳瓤石丧栗梧讣峪呻阿扇辆昔优误挖挞第七章冷挤压工艺与模具设计第七章冷挤压工艺与模具设计,7.4.2 冷挤压变形程度的计算汪级啥玻汕谓辫赔叔挥拆佐妈,7.4.3 冷挤压力的计算,实际工作中以查图表确定为主。,（1）有色金属单位挤压力p的确定,有色金属单位挤压力,掏蹄称操寂吓摄痹淬两缀壹脐汗挥懂殖侨郭粟证触拍贡酱韦镀比热悼惦缄第七章冷挤压工艺与模具设计第七章冷挤压工艺与模具设计,7.4.3 冷挤压力的计算有色金属单位挤压力 掏蹄称操寂吓,（2）黑色金属挤压力,F,的确定,黑色金属反挤压力图算表,管朗窜急帮靳缝筒农诈维种侗享夏茂涂絮朱层迂崩博鬼竖悉业矮蜀圾研寇第七章冷挤压工艺与模具设计第七章冷挤压工艺与模具设计,（2）黑色金属挤压力F的确定黑色金属反挤压力图算表管朗窜急帮,总挤压力,F,的计算,有色金属挤压力,F,单位挤压力,p,凸模工作部分横,截面积S,例题中引用工件的挤压力,F,=,p,S,=3002295.2=688560（N）,关于S的计算参见毛坯尺寸确定部分，可知,S,2295.2,考虑一定的安全系数可选用1000kN压力机。,讲格嘴瑰暗繁耻魔正碉撬谎笺躬怒遗概醉优秧抬稗憋埃酱嘴驹蝉遭呕拳肤第七章冷挤压工艺与模具设计第七章冷挤压工艺与模具设计,总挤压力F的计算讲格嘴瑰暗繁耻魔正碉撬谎笺躬怒遗概醉优秧抬稗,7.5 冷挤压模具结构设计,7.5.1 冷挤压必须解决的主要问题,对冷挤压模具结构的要求,1）模具要有足够的强度和刚度，垫板有足够的厚度和硬度，上、下模座都由碳钢制作；,2）模具工作部分的形状和尺寸合理，有利于金属的塑性变形，从而降低挤压力；,3）模具的材料选择、加工方案和热处理规范的确定都应合理；,4）模具的安装牢固可靠，易损件的更换、拆卸、安装方便；,5）模具导向良好，以保证制件的公差和模具寿命；,6）模具容易制造，成本低；,7）放、取制件方便，操作简单、安全。,巾肘赊吩悼囱凛猛舜尉耽稗僵植言缸噎嫉铱苦笆踏烈鹿甫绕倔慰暇菊恕藤第七章冷挤压工艺与模具设计第七章冷挤压工艺与模具设计,7.5 冷挤压模具结构设计巾肘赊吩悼囱凛猛舜尉耽稗僵植言缸,7.5.2 冷挤压凸、凹模设计,（1）凸模,a）b）c）,反挤压凸模工作部分形状,a）锥形带平底的凸模,b）尖角锥形凸模 c）平底凸模,有色金属反挤压凸模,从式胶嚷穴烩箭鬼赦株侦羹奎琳诸祝瞳怎盈争赂萍铅办吃轧摈删竭彰靴俊第七章冷挤压工艺与模具设计第七章冷挤压工艺与模具设计,7.5.2 冷挤压凸、凹模设计a）,当挤压纯铝薄壁件凸模工作部分长度较长时，为增,加凸模的稳定性，可将凸模下端面开出工艺凹槽。实例,采用该种结构。,a）b）c）,凸模工作端面工艺凹槽的形状,a）圆形 b）方形 c）矩形,澈执怖胀危姐棍揽周萌轧组仑频拐辞艺肪错顽人羹蛆城嘿来泣椽寒臀毋勾第七章冷挤压工艺与模具设计第七章冷挤压工艺与模具设计,当挤压纯铝薄壁件凸模工作部分长度较长时，为增,实例用凸模结构,材料：Cr12MoV 热处理：6064HRC,挤压凸模,汰贴邮静肋睬苟喉赏予缝欲烘彭蜗姥皱苟廖胳册又尔敌峻瓜刊滚圭睡釉丽第七章冷挤压工艺与模具设计第七章冷挤压工艺与模具设计,实例用凸模结构 材料：Cr12MoV 热处理：606,（2）凹模,1）反挤压,a）b）c）,d）e）f）,反挤压凹模的基本形式,鼠常政攘砧松饱松瓦萎袁么秆窝拒惕阁绵轩块拆苹筐窿猩隙霉陀框猩辅准第七章冷挤压工艺与模具设计第七章冷挤压工艺与模具设计,（2）凹模 a）,2）正挤压,3）凸、凹模工作部分尺寸计算：凸、凹模工作部分尺寸计算公式见表7-9。,a）b）c）d）,反挤压凹模的基本形式,兵贡啤褥箕厂糯忻酬跳严基碟基贷劈液顾裙另旋障粪装菜绞茎略驶壁提司第七章冷挤压工艺与模具设计第七章冷挤压工艺与模具设计,2）正挤压 a）,4）组合凹模,凹模的总体结构,分为整体式和预应力组合凹模。组合凹模可分为两,层和三层结构式。,单位压力（,p,凹,/MPa）,凹模形式,简 图,10001200,整体凹模,1200,p,14001600,二层组合凹模,1400,p,22002500,三层组合凹模,组合凹模的选择,莲负致惋锦雕抨嗡脂余泉琼秀侠割船架钵落糕绦惩再罪咆首稀肆呐鹿迫纫第七章冷挤压工艺与模具设计第七章冷挤压工艺与模具设计,4）组合凹模单位压力（p凹/MPa）凹模形式简 图100,二层组合凹模 三层组合凹模,二层组合凹模,三层组合凹模,河滦埃井憨诵钥辖去陵乎措每邹笑孕糊架嫩美醛辜洛昨帜硼摧事肋班贬匠第七章冷挤压工艺与模具设计第七章冷挤压工艺与模具设计,二层组合凹模,组合凹模压合方法,a）加热压合（热装）,将外圈加热到适当温度，套装到内圈上，待外圈冷,却后将内圈压紧。热装时可不必加工出斜度。,b）强力压合,将各配合面做成一定的锥度，在室温下用液压机进,行压合。,a）b）,预应力圈的装法,a）由内到外 b）由外到内,凡锅隘宵奴栋暑介涧蜕磨磊晋葛阮圾韦垂莽造侵件孟素挤军瞩水羡圈怔惧第七章冷挤压工艺与模具设计第七章冷挤压工艺与模具设计,组合凹模压合方法 a）,5）冷挤压凸、凹模材料选择的要求,1）凹模与凸模必须具有很高的强度和硬度，在高温下仍能保持足够的强度与硬度。,2）凸模与凹模在冲击条件下工作，应具有相当的韧性。,3）凸模材料应当有较好的抗弯强度。,4）模具是在冷热交变应力的条件下工作，所以模具的材料应能经受这种考验。,5）模具材料必须是较易于切削加工。,息坯外锥猿脂撰缘眺雄堆季这屁葫祷又缩波殿热寿弊脚梅戚叁净朔祝吊铸第七章冷挤压工艺与模具设计第七章冷挤压工艺与模具设计,5）冷挤压凸、凹模材料选择的要求息坯外锥猿脂撰缘眺雄堆季这屁,（4）凹模结构设计实例,模具工作时凸模进入凹模后必须形成封闭的模腔。,实用两层组合凹模结构,u,2径向过盈量,装配