冲压工艺与模具设计郑展第6章节冷挤压

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1、冲压工艺与模具设计四川信息职业技术学院机电工程系唐秀兰编制第6章冷挤压尚辅网http://shangfuwang.com/目录6.1概述6.2冷挤压的金属变形6.3冷挤压用金属材料及毛坯准备6.4冷挤压力的确定6.5冷挤压变形工序的制订6.6冷挤压模具的设计尚辅网http://shangfuwang.com/6.1概述冷挤压定义:冷挤压是在常温下利用装在冷挤压力机上的冷挤压模具，对装在型腔内的被挤压材料施加强大的压力，使之产生塑性流动，从凹模孔中或凸、凹模间隙中挤出，从而获得所需零件的一种加工方法。冷挤压工艺的发展，是从1

2、886年法国用挤压法制造牙膏管开始的。在一个相当长的历史时期内，它一直局限于铅、锡等几种较软的金属。直到十九世纪末、二十世纪初，才开始应用于紫铜、锌、黄铜等较硬的金属。到1938年，德国在军火工业中，采用了钢的冷挤压，用来制造引信和弹壳，钢的冷挤压才得到应用，现在可用于冷挤压钢的种类越来越多，使用日益广泛。尚辅网http://shangfuwang.com/6.1.1冷挤压的分类根据冷挤压时金属流动的方向与凸模运动方向的关系，冷挤压可分为以下几种：1)、正挤压;2)、反挤压;3)、复合挤压;4)、径向挤压1、正挤压正挤压时

3、，金属的流动方向和凸模的运动方向相同（图6-1a为正挤压实心工件情况）。一般来说，正挤压可以挤压各种形状的实心零件，也可以挤压管状零件（图6-1b）。正挤压零件示例见图6-2所示。ab图6-1正挤压示意图1-凹模2-凸模3-毛坯4-零件将毛坯3放入凹模1的型腔内，凹模底下有一个大小与所需零件外径相当的孔，当凸模2下行时，凸模的压力迫使金属进入塑性变形状态，从而从凹模孔中流出，而得到所需的零件4。尚辅网http://shangfuwang.com/6.1.1冷挤压的分类2、反挤压反挤压时，金属的流动方向与凸模的运动方向相反，

4、图6-3为反挤压时的情况。图6-3反挤压示意图1-凹模2-凸模3-毛坯4-零件把毛坯3放入凹模1型腔内，凸模2比凹模洞口小二个工件壁厚，当凸模下行时，凸模的压力使金属进入塑性变形状态，从凸模和凹模的间隙中向上流动，从而制成所需的空心杯形零件4。反挤压零件示例见图6-4所示。尚辅网http://shangfuwang.com/6.1.1冷挤压的分类3、复合挤压复合挤压时，金属朝凸模运动方向和相反方向同时流动，图6-5为复合挤压零件的工作过程。复合挤压可以挤压各种形状的零件，见图6-6所示。图6-5复合挤压示意图1-凹模2-凸

5、模3-毛坯4-挤压件5-顶杆尚辅网http://shangfuwang.com/6.1.1冷挤压的分类4、径向挤压径向挤压时，金属流动的方向与凸模运动的方向垂直。图6-7为径向挤压零件的工作过程。径向挤压主要用于制造带凸缘的零件，如图6-8所示。图6-7径向挤压示意图1-下模2-顶杆3-上模4-推杆5-挤压件6-毛坯尚辅网http://shangfuwang.com/6.1.2冷挤压的技术效果冷挤压有如下优点：1、节约原材料冷挤压是一种塑性加工工艺。它在不破坏金属的前提下使金属体积作出塑性转移，达到少切屑无切屑而使金属成形

6、。这样就避免了在切削加工时形成的大量金属废屑，从而大大节约了钢材和各种金属原材料。2、生产率高冷挤压一般在冷挤压机上进行，也可在普通压力机上进行。操作方便，容易掌握，生产率高。3、可加工形状复杂的零件冷挤压可以加工形状复杂的零件，4、冷挤压件的强度大，刚性高而重量轻由于冷挤压时利用了金属材料冷变形的冷作硬化特性，挤压件强度大为提高，可用低强度钢材代替高强度钢材。5、冷挤压件的质量高目前冷挤压件尺寸精度可达IT7级，个别尺寸公差可控制在0.015以内。表面粗糙度Ra可达1.6—0.2μm。6、冷挤压件成本低冷挤压件由于节约原

7、材料、生产率高、零件质量高，所以成本低。尚辅网http://shangfuwang.com/6.2冷挤压的金属变形研究金属变形及压力分布的主要方法是坐标网法。把毛坯做成二块半圆柱体，其中一块刻有坐标网（见图6-9）。在拼合面上涂润滑油，拼合后即可进行各种形状的挤压试验，从试验后网格的变化情况来分析各种挤压方式的金属变形情况及各种因素对挤压变形的影响。6.2.1正挤压的金属变形正挤压实心件时，金属的受力情况如图6-10a所示。作用的外力是凸模对金属的正压力及凹模壁所给予的正压力。此外还有金属与凹模和凸模间因相对移动而引起的摩

8、擦力。挤压时的应力状态是三向受压，即径向压应力σ1，切向压应力σ3，轴向压应力σ2。尚辅网http://shangfuwang.com/6.2.1正挤压的金属变形图6-10b为正挤压实心件过程中，试样上坐标网络的变化情况。根据坐标网格的变化情况可以看出，正挤压时金属变形是不均匀的，变形大体可分为以下几个