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    7.1  模具材料要求25

    7.1  冷挤压模具材料25

    8  模具工作原理分析 27

    结论30

    谢辞31

    参考文献32 

    1  冷挤压工艺基本内容

    1.1  冷挤压技术分类

    冷挤压可分为:正挤压、反挤压、复合挤压、径向挤压等,具体分类如下表1.1所示。

    表1.1   冷挤压的分类

    种类 介绍 举例

    正挤压 挤压时,金属流动方向与凸模运动方向一致。 大多数空心件,例如螺栓、轴、管子等。

    反挤压 挤压时,金属流动方向与凸模运动方向相反。 筒形零件、罩壳、轴承套、连杆衬套等。

    复合挤压 挤压时,金属流动方向平行于凸模运动运动。 两端直径不同的筒形零件,活塞销、杯子形零件。

    径向挤压 金属流动方向与凸模运动方向垂直。 齿轮坯、十字轴类零件。

    1.2  冷挤压技术历史背景和特点

    冷挤压技术的发展始于十八世纪,当时法国人采用反挤压方法制造出锡、铅等管材,在法国大革命期间有人将铅从小孔中挤压成形弹壳。20世纪初,美国人取得正挤压空心杯形毛坯的专利—Hooker正向冲挤法,并用这种方法制造了弹壳,于第一次世界大战中投入使用。在二战中通过不断改进,采用新型的润滑处理方式使工件表面形成一层薄膜,获得钢制弹壳,使得冷挤压技术走向实用。二十世纪七十年代,日本人在精密仪器这个领域采取了冷挤压技术,并且获得非常了巨大的成功,然后将冷挤压用于机械制造行业。最近几年,冷挤压技术在机械制造行业逐渐盛行。随着科学技术的快速发展,冷挤压技术的应用范围变得越来越广阔,与其他制造技术相比,冷挤压技术成为最先进的技术之一,各方面都有很多优点。

    (1)节约材料。与切削加工不同,冷挤压技术是一种塑形加工成形方法,在不破坏材料的基础上使材料发生转移,所以能有效避免浪费材料,其利用率可以达到百分之九十以上。

    (2)提高生产率。冷挤压过程的操作比较容易,工序比较少,生产率也非常高。

    (3)零件精度比较高。冷挤压过程中,凸模施加的强大的压力使得零件和模具表面紧贴在一起,所以零件表面质量非常好。

    (4)生产成本低。冷挤压技术利用率很高,因此可以节约大量材料,并且能够提高劳动生产率,因此生产成本比较低。

    以上阐述了冷挤压的各种优点,但是相比于其他的成形工艺,冷挤压尚有一些缺点需要进一步完善,具体的缺点如下所示:

    (1)模具要求比较高。在冷挤压过程中,毛坯承受三向应力,其变形抗力高,施加的挤压力也非常大,因此模具需要具有高强度、高冲击韧性以及较强的耐磨性来承受压力。与此同时,在挤压过程中,凸模与挤压件挤压时产生的巨大的压力会使金属产生比较高的温度,所以模具必须有一定的回火稳定性。

    (2)和其他技术相比,冷挤压模具的制作成本比较高,所以不适合生产批量小的零件制作。

    (3)压力机选用要求高。冷挤压过程中,产生较大的变形抗力,一般的压力机不能满足要求,所以需要选取较高吨位的压力机。

    (4)冷挤压时,毛坯需要进行表面处理,这些工序增加了制造成本,尤其对于强度比较大的材料,加工时加工硬化比较严重,处理成本比较大。

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