5-3-冷挤压的许用变形程度解析

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,*,第五章 冷挤压变形工序设计,无忧,PPT,整理发布,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,*,第五章 冷挤压变形工序设计,本章主要内容,冷挤压零件图设计,冷挤压的许用变形程度,冷挤压变形工序设计,第三节 冷挤压的许用变形程度,每道冷挤压变形工序所允许的变形程度称为许用变形程度。,许用变形程度越大，工序就愈少，则生产率就愈高。但随着许用度变形程度的增大，单位挤压力也会随之增大，这就有可能超出模具的许用单位压力，导致模具的损坏。因此，许用变形程度的大小应严格掌握。,一、影响许用变形程度的因素,1模具材料许用单位压力,冷挤压模具的强度越高，模具许用单位压力就越大，则许用变形程度值也就越大。在当前技术条件下，从模具材料、构造和使用寿命等方面考虑，钢的冷挤压模具许用单位压力以20232500MPa为上限来确定许用变形程度是可行的。,2挤压材料种类,被挤金属材料强度越大，挤压时变形抗力也越大，则许用变形程度值就越小。挤压件的材料种类不同，许用变形程度值就不一样，有色金属比黑色金属的许用变形程度值大，黑色金属的许用变形程度又随含碳量的增加而减小。,3挤压方式,同一挤压件承受不同的冷挤压方式，需要的单位挤压力不一样，因而其许用变形程度也就不一样。正挤压和反挤压的许用变形程度是不同的。,4模具工作局部的构造形式,模具工作局部的外形不同，成形一样挤压件所需的单位压力是不一样的，因此，许用变形程度也就不一样。,5坯料外表润滑状态,毛坯外表润滑条件好坏直接影响到单位挤压力的大小，因此，润滑条件的优劣理应对许用变形程度值有较大的影响。,二、有色金属的许用变形程度,由于,有色金属,冷挤压时所需的单位挤压力较小，因此以不超出模具的许用单位压力为依据，所允许的变形程度是很高的。,有色金属种类,冷挤压方式,许用断面缩减率,A,(%),铅、锡、锌、铝等软金属,正挤压,95,99,反挤压,90,95,无氧铜、纯铜、黄铜、硬铝、镁,正挤压,90,95,反挤压,75,90,注：,1.,润滑条件良好。,2,低强度金属取上限，高强度金属取下限。,三、黑色金属的许用变形程度,1、正挤压的许用变形程度,正挤压时，毛坯材料硬度与许用变形程度的关系见以下图。该关系曲线由试验测得，其试验条件是：毛坯的相对高度h0d0=1.0、凹模锥角120、毛坯经退火软化、外表磷化加皂化处理，模具的许用单位压力分别为2023MPa和2500MPa。,黑色金属正挤压的许用变形程度,1一模具的许用单位压力为2500MPa,2一模具的许用单位压力为2023MPa,2、反挤压的许用变形程度,反挤压时，毛坯材料硬度与许用变形程度的关系见以下图。该关系曲线由试验测得，其试验条件是：毛坯的相对高度h0d01.0、经退火软化、外表磷化加皂化处理，模具的许用单位压力分别为 2023MPa和2500MPa。,黑色金属反挤压的许用变形程度,1一模具的许用单位压力为2500MPa,2一模具的许用单位压力为2023MPa,反挤压的最大变形程度随坯料硬度的,增加而减小，最小变形程度随坯料硬度的增加而,上升。,碳钢和某些低合金钢的许用变形程度,四、,不同挤压方法的一次成形范围,不同挤压方法的一次成形范围是指在当前技术条件下，一次成形所允许的加工界限。它是依据不超出冷挤压加工的许用变形程度、肯定的模具使用寿命以及良好的冷挤压件质量等原则来确定的。,1,、,正挤压件的一次成形范围,正挤压件的典型外形,a)正挤压实心件 b)正挤压空心件,1)毛坯高径比h0/d0正挤压时,毛坯高径比h0/d0(h0为毛坯高度；d0为毛坯直径，d0D；D为挤压件头部直径)过大，必定会加大摩擦阻力，增大挤压力，见以下图。,由图可以看出，挤压力增大倍数n随高径比h0/d0增大而加大，为了不使单位挤压力超出许用值，一般应限制h0/d08。,毛坯高径比对挤压力的影响,2)正挤压实心件杆部直径d1,杆径d1过小，变形程度会超出许用变形程度,杆径d1过大，中心层易产生内部裂纹。,对于黑色金属实心件正挤压，为限制变形程度不超出许用变形程度，且又不致产生内部裂纹，一次成形的杆径d1应在下述范围内：,085Dd105D 注：D为挤压件头部直径,3)余料高度h1,挤压终了时，毛坯的剩余高度称为余料高度。正挤压时，余料高度h1过小，单位挤压力就会急剧增加，对于实心件正挤压还会从头部端外表开头引起缩孔缺陷。,对于黑色金属实心件，h1=d12；空心件h1(d1-d0)2。,4)凹模锥角,假设零件构造要求=180，此时，为了降低单位挤压力，延长模具寿命和确保优质的挤压件，可以分两道工序成形，先挤成带有锥角180的挤压件，然后再镦粗至要求的尺寸；假设允许自选锥角，可依据挤压件的原材料种类、单位挤压力以及机械加工余量的大小来选择合理的凹模锥角，,对于黑色金属，一般取=90150，以=120为最正确；,对于有色金属，一般取=140170。,反挤压杯形件的典型外形,a)直孔杯形件 b)阶梯孔杯形件,2,、反挤压杯形件的一次成形范围,1),孔的深度,h,为了保证反挤压凸模在挤压过程中不失去稳定性，孔的深度,h,应受凸模长径比的限制。以此为依据，对于不同材料杯形件允许的相对孔深,h,d1,分别为,有色金属及其合金杯形件,3,6,黑色金属杯形件,2,3,2 底厚s1,底厚s1过小，除了引起挤压力急剧上升以外，还可能在底部转角处引起缩孔缺陷。,因此，一般状况下应使s1s0(s0为壁厚)，特殊状况才允许s11，,但必需限制h2/d21.2。,3,、复合挤压件的一次成形范围,复合挤压的典型外形,a)双杯类挤压件 b)杯杆类挤压件,1)双杯类挤压件的复合挤压,由分析可以看出，复合挤压力总不会超过单纯粹挤压或单纯反挤压的挤压力，因此，复合挤压件的一次成形范围理应比单纯粹挤压或单纯反挤压大一些。但在生产实际中，从安全角度考虑，拟分别将双杯类挤压件按单个反挤压件的一次成形范围来确定其一次成形范围。,2)杯杆形零件的复合挤压,对于杯形局部的尺寸仍按与反挤压件一样的成形范围来确定；,而对于正挤压成形的杆径d2的一次成形范围可以扩大一些，一般可取d204D，其他尺寸仍按与单个正挤件一样的成形范围来确定。,4,、减径挤压件的一次成形范围,减径挤压的特性尺寸参数,减径挤压是一种在开式模具内变形,且变形程度较小的正挤压。毛坯在进入变形区以前不能有任何的塑性变形。因此，减径挤压件的一次成形范围应综合考虑毛坯材料的变形抗力、挤压件的变形程度、模具的许用单位压力以及不产生内部裂纹等因素，由此来确定主要尺寸参数。,对于碳钢零件减径挤压的一次成形范围是：,当锥角=2530时，毛坯经退火处理，d1 085d0；,承受经冷拉拔加工过的毛坯，d10.82d0,5,、黑色金属粗腰类挤压件一次成形范围,该类挤压件承受局部镦挤成形。为保证毛坯不产生纵向弯曲，挤压件粗腰凸起外表不产生纵向外表裂纹，其一次成形范围见以下图。图中实线包围的区域为可以一次成形范围；影线局部为引起纵向弯曲或外表裂纹的区域。,粗腰类挤压件的局部镦挤一次成形范围,