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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 第一页，共三十四页。 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 第二页，共三十四页。 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 第三页，共三十四页。 （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 第四页，共三十四页。 （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： ①采用圆柱毛坯，径向挤压成形凸缘部分；反挤压成形筒部。 ②采用圆柱毛坯，预成形杯形；正挤压达到工件要求。 ③采用圆柱毛坯，复合挤压一次成形。（采用） 第五页，共三十四页。 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 第六页，共三十四页。 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 第七页，共三十四页。 （2）反挤压时的金属流动 反挤压杯形金属的流动情况 第八页，共三十四页。 （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° 第九页，共三十四页。 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α。 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Ra0.4mm；黑色金属为Ra0.8mm。 第十页，共三十四页。 （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×Φ3.5应采用成形后用钻销 方法再加工成形。Φ31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 第十一页，共三十四页。 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=Φ36 （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 ①工件筒部体积 第十二页，共三十四页。 ②筒部凸缘部分体积 ③毛坯高度尺寸H 凸缘部分毛坯尺寸计算图 第十三页，共三十四页。 7.4.2 冷挤压变形程度的计算 常用断面缩减率εS来表示，也可用挤压比R或对数 挤压比φ来表示，计算方法见表7-4。 实例采用端面缩减率εS计算挤压变形程度。 径向挤压部分的变形程度εS 反挤压部分的变形程度ε′S ε′S[εS] ，