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標(biāo)題: 鋁合金擠壓－－－－求助 [打印本頁(yè)]

作者: 大浪浪 時(shí)間: 2008-5-4 08:44
標(biāo)題: 鋁合金擠壓－－－－求助
各位前輩，新手含淚求助，哪位能指點(diǎn)一下鋁合金擠壓方面的知識(shí)啊？我們要擠的東西比較大的，不過(guò)形狀比較簡(jiǎn)單，就是鋁管，尺寸大概直徑300的樣子

作者: 星火燎原 時(shí)間: 2008-5-4 14:14
只可惜沒(méi)圖了！
擠壓鑄造鋁合金車輪工藝探討

摘要：　采用擠壓鑄造代替壓力鑄造生產(chǎn)鋁合金車輪，不僅克服了壓鑄件內(nèi)部容易形成氣孔和氧化夾雜的缺陷，而且提高了成品率及材料利用率。介紹了鋁合金車輪擠壓鑄造的模具結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)參數(shù)，分析了擠壓鑄造的工藝參數(shù)及選擇依據(jù)。

關(guān)鍵詞：鋁合金車輪　擠壓鑄造　模具結(jié)構(gòu)
目前，國(guó)內(nèi)卡丁車(類似碰碰車)都從國(guó)外進(jìn)口，其中鋁合金車輪是一個(gè)重要零件。過(guò)去，國(guó)外采用壓力鑄造生產(chǎn)該鑄件，鑄件質(zhì)量差，且成品率低，勞動(dòng)強(qiáng)度大。針對(duì)該鑄件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和性能要求，如何提高其產(chǎn)品質(zhì)量、降低原材料消耗、節(jié)約能源、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率及降低鑄件成本，是當(dāng)前生產(chǎn)中的關(guān)鍵。從研制的情況可知，采用擠壓鑄造代替壓力鑄造是今后制造鋁合金車輪行之有效的工藝。

1　車輪材料、要求及鑄件設(shè)計(jì)

圖1所示為鋁合金車輪零件圖。車輪不僅有較高的性能要求，而且形狀十分復(fù)雜。

圖1　車輪零件圖

車輪材料的化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))為：1.5%～3.5%的Cu,10.5%～12.0%的Si,＜0.3%的Mg，＜1.0%的Zn，＜0.5%的Mn，＜1.3%的Fe,＜0.5%的Ni,＜0.5%的Sn，其余為Al。力學(xué)性能要求：σb＞276 MPa,σs＞115 MPa,σ＞4.4%,HB＞92。
該車輪內(nèi)外形的尺寸精度較高，都應(yīng)加放加工余量及余塊。按擠壓鑄造工藝的要求，把形狀復(fù)雜的車輪零件圖設(shè)計(jì)如圖2所示的鑄件圖。由該圖可見，為便于從鑄件內(nèi)孔脫出及簡(jiǎn)化模具加工，把原來(lái)的階梯軸孔設(shè)計(jì)成圓柱形中心孔，其直徑為φ30 mm，內(nèi)壁斜度為3°［1］。

圖2　車輪鑄件圖

2　模具結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)參數(shù)［1］

2.1　擠壓鑄造模具結(jié)構(gòu)

鋁合金車輪擠壓鑄造的模具結(jié)構(gòu)如圖3所示。它主要有凸模、右凹模、頂桿鑲塊和左凹模組成所要求的型腔。左凹模和右凹模分別固定在左凹模定模板和右凹模動(dòng)模板上，左凹模定模板用螺釘緊固在下模板上，右凹模動(dòng)模板經(jīng)過(guò)側(cè)缸在導(dǎo)柱上實(shí)施開啟及閉合。

圖3　車輪擠壓鑄造模具
1.上模板 2.凸模固定板 3.凸模 4.導(dǎo)
柱 5.右凹模 6.右凹模動(dòng)模板
7.墊板 8.下模板 9.頂桿鑲塊 10.左凹模 11.左凹模定模板

采用2000 kN油壓機(jī)改裝進(jìn)行擠壓鑄造，其工作過(guò)程是：將定量的合金熔液澆入型槽后，固定在活動(dòng)橫梁上的凸模以一定速度向下擠入型腔，壓力達(dá)一定數(shù)值后保壓；鋁合金凝固后卸壓，凸模通過(guò)工作缸的回程向上移動(dòng)，頂桿鑲塊通過(guò)下頂缸從鑄件內(nèi)向下退出，直到全部脫離鑄件之后，再用側(cè)缸開啟右凹模，取出鑄件。

2.2　模具設(shè)計(jì)的主要參數(shù)

(1) 間隙　凸模與左、右凹模之間的間隙要適當(dāng)。過(guò)小則因凸模與凹模的裝配誤差而相碰或咬住；過(guò)大則合金熔液通過(guò)間隙噴出，造成事故；或者在間隙中產(chǎn)生縱向毛剌，減小加壓效果，阻礙卸料。合理的間隙與加壓開始時(shí)間、加壓速度、壓力大小、工件尺寸及金屬材料有關(guān)。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，單邊間隙取0.1 mm。

(2) 脫模斜度　合金熔液在凸模壓力下凝固成鑄件，冷卻后緊包在凸模及頂桿鑲塊上。為了便于凸模及頂桿鑲塊脫出，故在凸模及頂桿鑲塊上設(shè)有3°的脫模斜度。由于鑄件外形呈圓狀，且分在左、右兩片凹模，只要右凹模向右移動(dòng)一定距離，鑄件就易從左凹模取出，故不必設(shè)置脫模斜度。

(3) 排氣　在左、右兩片凹模完全閉合后，合金熔液因緩慢地澆入型腔，型腔中氣體可基本排出。擠壓鑄造時(shí)，留在凸模導(dǎo)向部分的少量氣體，通過(guò)凸模與凹模之間的間隙排出。

(4) 模具材料　擠壓鑄造是在一定的壓力和一定的溫度下進(jìn)行的，不存在像壓鑄模那樣受到金屬液的沖刷。工作壓力比壓鑄時(shí)高，只要求模具在高溫下有一定的抗壓強(qiáng)度即可。另外，為了防止與合金熔液接觸的模具表面產(chǎn)生熱疲勞裂紋，左右凹模、凸模及頂桿鑲塊均采用3Cr2W8V合金模具鋼制造，熱處理后硬度為HRC48～52，型腔表面進(jìn)行軟氮化處理。

3　擠壓鑄造的工藝參數(shù)
擠壓鑄造是鑄鍛結(jié)合的工藝，其生產(chǎn)工藝過(guò)程是：合金的熔化、模具的準(zhǔn)備(清理、預(yù)熱、噴涂潤(rùn)滑劑)、金屬的澆注、液態(tài)金屬的加壓、壓力的保持、壓力的去除及鑄件的取出等。
為保證鑄件質(zhì)量，須合理選擇工藝參數(shù)［1～2］。

(1) 比壓　壓力大小對(duì)鑄件的物理力學(xué)性能、鑄造缺陷、組織、偏析、熔點(diǎn)及相平衡等都有直接影響。所以確定成形必須的單位壓力是很重要的。如果比壓過(guò)小，鑄件表面與內(nèi)在質(zhì)量都不能達(dá)到技術(shù)指標(biāo)；比壓過(guò)大，對(duì)性能的提高不十分明顯，還容易使模具損壞，且要求較大合模力的設(shè)備。擠壓鑄造試驗(yàn)是在2 000 kN油壓機(jī)上進(jìn)行的。試驗(yàn)證明，適合于本鋁合金車輪擠壓鑄造的比壓應(yīng)在50～60 MPa范圍內(nèi)選取。

(2) 加壓開始時(shí)間　從車輪擠壓鑄造試驗(yàn)的結(jié)果來(lái)看，其加壓開始時(shí)的間隔時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，鑄件的強(qiáng)度及伸長(zhǎng)率降低。現(xiàn)用的開始加壓時(shí)間是3～5 s，較為合適。

(3) 加壓速度　擠壓鑄造要求一定的加壓速度，在可能情況下，以加壓速度快一點(diǎn)為好。加壓速度快，則凸模能很快地將壓力施加于金屬上，便于成形、結(jié)晶和塑性變形。但也不宜過(guò)快，否則會(huì)使部分合金熔液的表面產(chǎn)生飛濺及渦流，使鑄件產(chǎn)生缺陷，以及在凸、凹模之間的間隙中流出過(guò)多的合金熔液，形成難以去除的縱向毛刺。因此，必須使凸模緩慢地壓入液態(tài)金屬中。由于使用的油壓機(jī)工作進(jìn)給速度較慢，故利用工作行程的速度進(jìn)行壓制。

(4) 保壓時(shí)間　壓力保持時(shí)間主要取決于鑄件厚度，在保證成形和結(jié)晶凝固條件下，保壓時(shí)間以短為好。但是保壓時(shí)間過(guò)短，則鑄件內(nèi)部容易產(chǎn)生縮孔，如果保壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，則會(huì)延長(zhǎng)生產(chǎn)周期，增加變形抗力，降低模具使用壽命。考慮本車輪的壁厚情況，擠壓鑄造的保壓時(shí)間選用12 s左右。

(5) 模具預(yù)熱溫度　模具若不預(yù)熱，合金熔液注入型腔后會(huì)很快凝固，導(dǎo)致來(lái)不及加壓；但預(yù)熱溫度也不能過(guò)高，否則會(huì)延長(zhǎng)保壓時(shí)間，降低生產(chǎn)率，同時(shí)也不利于噴涂潤(rùn)滑劑。對(duì)本車輪擠壓鑄造模具的預(yù)熱溫度為200～300℃，通常是用煤油噴燈進(jìn)行加熱。

(6) 合金澆注溫度　澆注溫度過(guò)高或過(guò)低都對(duì)合金成形有明顯影響。過(guò)低，合金極易凝固，所需單位壓力大；過(guò)高，易產(chǎn)生縮孔。必須指出，擠壓鑄造合金的澆注溫度要比砂型澆注溫度高。一般希望把澆注溫度控制在比較低的數(shù)值，因?yàn)閿D壓鑄造時(shí)希望消除氣孔、縮孔和疏松。在澆注溫度低時(shí)，氣體易于從合金熔液內(nèi)部逸出，極少留在金屬中，易于消除氣孔。此外，也可減少縮孔形成機(jī)會(huì)，同時(shí)由于澆注溫度較低，金屬溢出較少，可減少毛刺。對(duì)本車輪擠壓鑄造的澆注溫度選用720～740℃為最合適。

(7) 潤(rùn)滑劑　潤(rùn)滑劑的作用是保護(hù)模具，提高鑄件表面質(zhì)量和便于從模具內(nèi)取出鑄件。采用機(jī)油石墨潤(rùn)滑劑，即5%的200～300目的石墨粉加入到95%機(jī)油中，攪拌均勻即可。用噴槍噴涂在模具型腔表面上，其厚度為0.05～0.1 mm，過(guò)厚會(huì)影響鑄件表面質(zhì)量。

(8) 冷卻　擠壓鑄造卸壓后，一般應(yīng)立即脫模，故鑄件的出模溫度較高。為了防止高溫的鑄件空冷時(shí)在薄壁與厚壁的交界處產(chǎn)生裂紋，應(yīng)將出模后的鑄件立即放入砂堆中，待冷卻到150℃以下時(shí)再取出空冷。

4　結(jié)　論
在汽車、摩托車及自行車等交通工具零件生產(chǎn)中，世界各國(guó)逐漸用鋁合金代替鋼質(zhì)材料的系統(tǒng)工程研究是今后長(zhǎng)時(shí)間需要解決的問(wèn)題。鑄造技術(shù)和熱鍛技術(shù)有機(jī)結(jié)合，形成先進(jìn)的擠壓鑄造成形工藝，在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上明顯優(yōu)于壓力鑄造工藝。它特別適合于形狀復(fù)雜、帶有多孔或臺(tái)階形狀類零件的成形，是一種具有較寬的適用性、較大推廣價(jià)值及很有發(fā)展前途的工藝。

下篇！

擠壓工藝、拉深工藝
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擠壓
用衝頭或凸模對(duì)放置在凹模中的坯料加壓﹐使之產(chǎn)生塑性流動(dòng)﹐從而獲得相應(yīng)於模具的型孔或凹凸模形狀的製件的鍛壓方法。擠壓時(shí)﹐坯料產(chǎn)生三向壓應(yīng)力﹐即使是塑性較低的坯料﹐也可被擠壓成形。擠壓﹐特別是冷擠壓﹐材料利用率高﹐材料的組織和機(jī)械性能得到改善﹐操作簡(jiǎn)單﹐生產(chǎn)率高﹐可製作長(zhǎng)桿﹑深孔﹑薄壁﹑異型斷面零件﹐是重要的少無(wú)切削加工工藝。擠壓主要用於金屬的成形﹐也可用於塑料﹑橡膠﹑石墨和黏土坯料等非金屬的成形。
17世紀(jì)法國(guó)人用手動(dòng)螺旋壓力機(jī)擠壓出鉛管﹐用作水管﹐是為冷擠壓之始。19世紀(jì)末實(shí)現(xiàn)了鋅﹑銅和銅合金的冷擠壓﹐20世紀(jì)初期擴(kuò)大到鋁和鋁合金的擠壓。30年代德國(guó)人發(fā)明磷化﹑皂化的表面減摩潤(rùn)滑處理技術(shù)﹐使鋼的冷擠壓獲得成功﹐最初用於擠制鋼彈殼。第二次世界大戰(zhàn)后﹐鋼的冷擠壓推廣到其他國(guó)家﹐并擴(kuò)大了應(yīng)用范圍。50年代開始採(cǎi)用熔融玻璃潤(rùn)滑法﹐鋼的熱擠壓遂在冶金和機(jī)械工業(yè)中得到應(yīng)用和發(fā)展。
分類擠壓按坯料溫度區(qū)分有熱擠壓﹑冷擠壓和溫?cái)D壓 3種。金屬坯料處?kù)对俳Y(jié)晶溫度(見塑性變形)以上時(shí)的擠壓為熱擠壓﹔在常溫下的擠壓為冷擠壓﹔高於常溫但不超過(guò)再結(jié)晶溫度下的擠壓為溫?cái)D壓。
按坯料的塑性流動(dòng)方向﹐擠壓又可分為﹕流動(dòng)方向與加壓方向相同的正擠壓﹐流動(dòng)方向與加壓方向相反的反擠壓﹐坯料向正﹑反兩個(gè)方向流動(dòng)的復(fù)合擠壓(見圖正﹑反﹑復(fù)合擠壓示意圖

應(yīng)用熱擠壓廣泛用於生產(chǎn)鋁﹑銅等有色金屬的管材和型材等﹐屬於冶金工業(yè)范圍。鋼的熱擠壓既用以生產(chǎn)特殊的管材和型材﹐也用以生產(chǎn)難以用冷擠壓或溫?cái)D壓成形的實(shí)心和孔心(通孔或不通孔)的碳鋼和合金鋼零件﹐如具有粗大頭部的桿件﹑炮筒﹑容器等。熱擠壓件的尺寸精度和表面光潔度優(yōu)於熱模鍛件﹐但配合部位一般仍需要經(jīng)過(guò)精整或切削加工。
冷擠壓原來(lái)只用於生產(chǎn)鉛﹑鋅﹑錫﹑鋁﹑銅等的管材﹑型材﹐以及牙膏軟管(外面包錫的鉛)﹑乾電池殼(鋅)﹑彈殼(銅)等製件。20世紀(jì)中期冷擠壓技術(shù)開始用於碳素結(jié)構(gòu)鋼和合金結(jié)構(gòu)鋼件﹐如各種截面形狀的桿件和桿形件﹑活塞銷﹑扳手套筒﹑直齒圓柱齒輪等﹐后來(lái)又用於擠壓某些高碳鋼﹑滾動(dòng)軸承鋼和不銹鋼件。冷擠壓件精度高﹑表面光潔﹐可以直接用作零件而不需經(jīng)切削加工或其他精整。冷擠壓操作簡(jiǎn)單﹐適用於大批量生產(chǎn)的較小製件(鋼擠壓件直徑一般不大於100毫米)。
拉深
用平面板坯製作杯形件的衝壓成形工藝﹐又稱拉延。通過(guò)拉深可以製成圓筒形﹑球形﹑錐形﹑盒形﹑階梯形﹑帶凸緣的和其他復(fù)雜形狀的空心件。採(cǎi)用拉深與翻邊﹑脹形﹑擴(kuò)口﹑縮口等多種工藝組合﹐可以製成形狀更復(fù)雜的衝壓件。汽車車身﹑油箱﹑盆﹑杯和鍋爐封頭等都是拉深件。拉深設(shè)備主要是機(jī)械壓力機(jī)。圖1 拉深原理圖為拉深的原理。在圓筒形工件的拉深過(guò)程中﹐板坯由初始直徑D 0 縮小為衝壓件的圓筒直徑。表示拉深變形的大小﹐稱為拉深變形程度。變形程度很大時(shí)﹐拉深所需變形力可能大於已成形零件側(cè)壁的強(qiáng)度﹐而把工件拉斷。為了提高拉深變形程度以製出滿意的工件﹐常常把變形程度較大的拉深分為兩道或多道成形﹐逐步縮小直徑﹑增加高度(圖2 兩道拉深 )。
拉深時(shí)﹐平板坯料受凸模向圓筒側(cè)壁傳遞的拉力﹐由四周向中心移動(dòng)﹐直徑逐漸縮小﹐這部分金屬互相受壓。當(dāng)板坯的厚度小﹑拉深變形程度大時(shí)﹐在壓應(yīng)力作用下﹐圓筒工件的平面法蘭部分會(huì)出現(xiàn)失穩(wěn)起皺現(xiàn)象。為了防止起皺現(xiàn)象和保證拉深件質(zhì)量﹐在拉深模中常設(shè)有壓邊裝置(壓邊圈)。簡(jiǎn)單的壓邊圈是靠彈簧或壓縮空氣壓住坯料周邊的。大型件拉深時(shí)﹐常採(cǎi)用雙動(dòng)壓力機(jī)﹐利用外滑塊的作用壓邊。當(dāng)毛坯的厚度較大﹑零件的尺寸較小時(shí)﹐不用壓邊裝置也可以進(jìn)行拉深。壓邊圈的作用力在保證板坯不起皺前提下﹐應(yīng)選取儘量小的數(shù)值。
拉深件各部位的厚度因受力不同有所不同。一般是底部中心厚度不變。底部周邊和側(cè)壁下部受拉力作用﹐厚度稍減少。側(cè)壁上部和平面法蘭部分受壓力作用﹐厚度稍增加。若拉深模與壓邊圈之間的間隙稍大於坯料的厚度﹐則製成的拉深件的壁厚基本上等於初始的板料厚度。如果拉深模與壓邊圈之間的間隙小於坯料的厚度﹐拉深件的側(cè)壁就會(huì)受模具間隙的作用而變薄﹐這種方式稱為變薄拉深。用變薄拉深法可以製成底厚﹑壁薄﹑高度大的零件﹐如深筒食品罐等。
拉深時(shí)板坯的法蘭部位變形抗力最大。為減少這個(gè)部位的抗力﹑加大變形程度和提高變形效率﹐在生產(chǎn)中可採(cǎi)用差溫拉深法。差溫拉深的原理是﹕在坯料變形區(qū)﹐即板坯法蘭部位加熱﹐降低拉深變形抗力﹔在傳力區(qū)﹐即筒壁下部和底部保持常溫﹐以保持抗拉強(qiáng)度﹐防止拉斷。用這種方法可以減少拉深次數(shù)﹐但需要?透呶碌哪＞擤o在鋼板拉深中應(yīng)用尚少。此外﹐還可用橡膠﹑液體或氣體代替剛體的凸模或凹模對(duì)金屬進(jìn)行拉深成形﹐即軟模拉深﹐其特點(diǎn)是可以提高拉深變形程度和節(jié)省模具費(fèi)用。

[ 本帖最后由星火燎原于 2008-5-4 14:17 編輯 ]

作者: 星火燎原 時(shí)間: 2008-5-4 14:18
鋁合金拉桿的熱擠壓工藝及模具設(shè)計(jì)

作者：劉瑞華宋克興郜建新

1 引言

高壓開關(guān)產(chǎn)品零件品種多、改型頻繁，拉桿是 LW8-35SF6型戶外斷路器中的關(guān)鍵零件，要求具有較高的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能和良好的力學(xué)性能，以降低能耗和提高產(chǎn)品的可靠性鋁合金材料不僅導(dǎo)電導(dǎo)熱性好、力學(xué)性能優(yōu)良，而且比強(qiáng)度高、密度小，因而在高壓電器零部件的制造中，除采用銅及其合金外，大量采用鋁合金。研究表明，對(duì)于綜合性能要求較高的一類功能件，如拉桿、接頭、導(dǎo)體、觸頭座等，一般采用鋁合金擠壓棒 (管)經(jīng)切削加工制成，2A50 合金就是其中常用材料之一。2A50合金在熱態(tài)下具有良好的可塑性，可通過(guò)鑄造、擠壓等變形工藝改善組織，提高性能，且可以熱處理強(qiáng)化，工藝性較好，因而成為高壓開關(guān)類零部件的首選材料。

拉桿的擠壓件如圖1所示，傳統(tǒng)上采用棒料直接切削加工而成，材料的利用率一般在 16%-40%，浪費(fèi)嚴(yán)重、效率低。新工藝采用桿部反擠頭部正擠的復(fù)合熱擠壓方法，能使坯料尺寸精度大幅度提高，毛坯重量減輕72%以上，產(chǎn)品的導(dǎo)電率、硬度及強(qiáng)度等完全達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

2 拉桿熱擠壓工藝分析

拉桿零件材料為 2A50(LD5) 合金，屬于 A1-Mg-Si-Cu系，具有良好的鍛造性能，在熱態(tài)下易變形，且抗蝕性能、焊接性能和切削性能良好，中等強(qiáng)度，塑性很好閉。在生產(chǎn)過(guò)程中，將圓柱形毛坯表面涂上水劑石墨，然后感應(yīng)加熱至490℃，放入組合凹模的模具中擠壓成形。工作前把模具預(yù)熱至250℃左右，每次擠壓前，需向模腔噴灑潤(rùn)滑劑。擠壓變形后可進(jìn)行固溶時(shí)效熱處理，以提高其硬度，固溶溫度為 (515±5)℃，時(shí)間為3h，時(shí)效溫度為(160±5) ℃，時(shí)間為5h。

拉桿擠壓可以采用正擠壓或反擠壓的方法成形桿部。由于拉桿變形程度大，且桿部長(zhǎng)徑比大于7，正擠壓時(shí)，金屬的流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向相同，坯料與凹模之間存在摩擦力，則擠壓力中不僅有變形力，還包括該摩擦力。在坯料與凹模溫度過(guò)高及潤(rùn)滑不良時(shí)，因坯料與凹模之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，會(huì)進(jìn)一步增大擠壓力。由于該零件的桿部較長(zhǎng)，直接頂出時(shí)容易失穩(wěn)彎曲.若間接頂出模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作困難加。

采用一次復(fù)合擠壓成形工藝，即桿部反擠頭部正擠的復(fù)合擠壓成形工藝可以解決上述問(wèn)題，其工藝流程如圖2所示。由于采用了桿部反擠，坯料與凹模之間無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的摩擦力，從而降低了擠壓力。該方案模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率高 YA23-315四柱式萬(wàn)能液壓機(jī)活動(dòng)橫梁到工作臺(tái)面距離為1250mm，行程長(zhǎng)，凸模設(shè)計(jì)為中空結(jié)構(gòu)，成形桿部的模腔在凸模上，可以完成脫模。拉桿熱擠壓工藝的生產(chǎn)過(guò)程是 :下料-加熱-擠壓-熱處理-精加工。

3 拉桿熱擠壓工藝設(shè)計(jì)

3.1 模具結(jié)構(gòu)及工作過(guò)程

熱擠壓工藝設(shè)計(jì)是熱擠壓模具設(shè)計(jì)的第一步，直接影響到制件質(zhì)量、生產(chǎn)效率、模具壽命、生產(chǎn)成本等。根據(jù)擠壓件形狀，凸模設(shè)計(jì)為空心狀，采用二層組合凹模結(jié)構(gòu)。復(fù)合熱擠壓模具結(jié)構(gòu)如圖3所示，擠壓時(shí).先將坯料放人凹模型腔內(nèi).隨著凸模 4的下行，坯料在組合式凹模內(nèi)正擠成形，同時(shí)桿部反擠成形，隨著擠壓變形力逐漸增大，當(dāng)金屬正向流動(dòng)到頂件器時(shí)，頭部成形結(jié)束，此時(shí)金屬反向繼續(xù)流動(dòng)。當(dāng)擠壓完成后，上模回程，工件留在凹模7中，壓力機(jī)下缸動(dòng)作，通過(guò)頂桿11將頭部大直徑部分頂出凹模 7，即可完成脫模。工件頭部?jī)?nèi)形與頂件器口之間應(yīng)留有一定的斜度，以保證工件與頂件器不發(fā)生抱死現(xiàn)象，頂桿1兼作頭部正擠壓的凹模。

3.2 坯料尺寸的計(jì)算

根據(jù)拉桿零部件的要求，考慮到 2A50在熱處理后的零件尺寸和留機(jī)加工余量，擠壓件內(nèi)外各留2mm 的單邊加工余量。根據(jù)原材料供貨情況，決定在生產(chǎn)中坯料采用Φ90mm 的棒料，高度取85mm。

3.3 許用變形程度的計(jì)算

采用熱擠壓成形工藝，需對(duì)材料的許用變形程度進(jìn)行驗(yàn)證，許用變形程度用斷面收縮率 ε來(lái)表示擠壓過(guò)程中毛坯的變形程度為:

3.4 擠壓力的計(jì)算

在此復(fù)合擠壓中，凸模下行，擠壓力克服金屬的變形阻力及毛坯與模具之間的摩擦力，金屬開始流人型腔，拉桿頭部預(yù)先成形，金屬流經(jīng)轉(zhuǎn)彎處桿部反擠;凸模繼續(xù)下行，當(dāng)桿部成形結(jié)束時(shí)，擠壓力達(dá)到最大，其復(fù)合擠壓力為 P復(fù)=P反。由此可知應(yīng)計(jì)算出復(fù)合擠壓中的反擠壓力，擠壓力計(jì)算采用經(jīng)驗(yàn)公式，反擠壓力的計(jì)算：

4 模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作過(guò)程中應(yīng)注意的問(wèn)題

本工藝采用一次擠壓成形，采用通用模架，凹模設(shè)計(jì)為二層組合結(jié)構(gòu)。實(shí)際生產(chǎn)證明，該模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便。通過(guò)改變凸模與頂件器，可以擠壓出不同頭部形狀和桿部直徑及長(zhǎng)度的零件。

由于凸模為空心結(jié)構(gòu)，截面積小，單位擠壓力高，又長(zhǎng)時(shí)間工作在高溫狀態(tài)，易變形，因此，應(yīng)采用熱強(qiáng)度較高的 3Cr2W8V材料，熱處理硬度50-55HRc。凹模采用單層預(yù)緊結(jié)構(gòu)，凹模材料選5CrNiMo，熱處理硬度44-84 HRC。凹模預(yù)緊圈要求不高，材料選40Cr就可以了，熱處理硬度24-46HRC。

設(shè)計(jì)合理的人模角度和工作帶寬度，便于金屬流動(dòng)，以盡量減小金屬與模具間的摩擦力，降低擠壓力。凹模尺寸與頂件器應(yīng)有斜度，工作中保持凹模與制件有一定的摩擦力，又不影響開模后制件脫模，同時(shí)應(yīng)注意模具的預(yù)熱。保證錐面摩擦的均勻，以避免在擠壓過(guò)程中拉桿頭部的偏移。在反擠過(guò)程中要保證坯料與模具的清潔度和間隙尺寸，減少成層和氣泡

5 結(jié)語(yǔ)

采用桿部反擠頭部正擠的復(fù)合擠壓工藝生產(chǎn)高壓開關(guān)零件 LW8-35SF6鋁合金拉桿是一種值得推廣的新工藝，不僅工藝合理，而且操作方便。該工藝最大限度地利用了 3150 k油壓機(jī)的設(shè)備能力，一次成形頂出，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)，且擠壓力小，特別適用于變形程度較大的長(zhǎng)桿件的熱擠壓成形。新工藝的采用，使生產(chǎn)效率大大提高，同時(shí)對(duì)于在小設(shè)備上生產(chǎn)成形變形程度較大的其他類似長(zhǎng)桿零件有很好的借鑒意義。

作者: 大浪浪 時(shí)間: 2008-5-5 10:06
謝謝老大～～學(xué)習(xí)ing，崇拜ing，感動(dòng)ing～

作者: 上海阿輝 時(shí)間: 2012-7-24 22:11
學(xué)習(xí)了

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