铝材冷挤压工艺原理指在常温下,根据塑性变形原理,利用装在压力机上的模具,通过凸模对放进凹模内铝材毛坯施加压力,使坯料在一定的速度下产生塑性变形而制得所需形状、尺寸及一定力学性能的零件。
冷挤压就是把金属毛坯放在冷挤压模腔中,在室温下,通过压力机上固定的凸模向毛坯施加压力,使金属毛坯产生塑性变形而制得零件的加工方法。挤压是迫使金屑块料产生塑性流动,通过凸模与凹模间的间隙或凹模出口,制造空心或断面比毛坯断面要小的零件的一种工艺方法。如果毛坯不经加热就进行挤压,便称为冷挤压。
所谓型腔的冷挤压成型,是指在室温条件下, 利用金属有一定塑性变形的性能,用淬硬的挤压头,在油压机的高压下缓慢地挤入具有一定塑性的坯料中,从而获得与挤压头形状相同,凸凹相反的型腔, 它是一种没有切屑的加工方法。
型腔冷挤压成型特点
1) 制作一个型腔只要几分钟即可完成,生产效率高,而采用机械加工的方式,则需十数倍乃至几十倍的时间,且材料利用率高。
2) 挤压头可多次使用,所得型腔精度高,表面粗糙度小,对于形状复杂的型腔,如浮雕花纹等,利用冷挤压照样可以成型,并更能体现其优越性。
3) 经过冷挤压而成型的型腔,由于受到挤压头的强大压力,其组织更加致密,金属纤维分布合理,因此这种型腔强度高,经久耐用。
冷挤压就是把金属毛坯放在冷挤压模腔中,在室温下,通过压力机上固定的凸模向毛坯施加压力,使金属毛坯产生塑性变形而制得零件的加工方法。目前,我国已能对铅、锡,铝、铜、锌及其合金、低碳钢、中碳钢、工具钢、低合金钢与不锈钢等金属进行冷挤压,甚至对轴承钢、高碳高铝合金工具钢、高速钢等也可以进行一定变形量的冷挤压。在挤压设备方面,我国已具备设计和制造各级吨位挤压压力机的能力。除采用通用机械压力机、液压机、冷挤压力机外,还成功地采用摩擦压力机与高速高能设备进行冷挤压生产。
冷挤压件图
冷挤压件图根据零件图制订,以1:1比例绘制。其内容包括:
l)确定冷挤压压和进一步加工的工艺基准。
2)对于不经机械加工的部位,不加余量,应按零件图的技术要求直接给出公差,而对于需进行机械加工的部位,应按冷挤压可以达到的尺寸精度给出公差。
3)确定挤压压完成后多余材料的排除方式。
4)按照零件的技术要求及冷挤压可能达到的精度,确定表面粗糙度等级和形位公差值。
锻压时,金属毛坯径向向外流动。镦压用于制造带法兰的轴类零件或凸缘的杯形零件。
正挤压、反挤压与复合挤压是冷挤压技术中应用广泛的三种方法。它们的金属流动方向与凸模的轴线平行。因此,有不少资料上又称这三种方法为轴向挤压。如前所述,轴向挤压可以制得各种实心和空心零件,如球头销、梭心壳、弹壳等。径向挤压是当**几年才发展起来的,主要用于通讯器材的号码盘、自行车的花键盘等。
以上是几种基本的冷挤压变形方式,随着冷挤压技术的发展,有时还将冷体积模锻等归属为冷挤压。冷挤压无论在汽车、拖拉机、轴承、电讯器材、仪表等机电制造中,还是在自行车、缝纫机等轻工业中,以及*工业系统中都有广泛的应用,这是因为它具有明显的优点。
趋势
1)随着能源危机的日趋严重,人们对环境质量将更加关注,加之市场竞争日益加剧,促使锻件生产向高效、高质、精化、节能节材方向发展。因此用挤压成形等工艺手段所生产的精化锻件的产量,在市场竞争中将得到较大的发展。
2)汽车向轻型化、高速度、平稳性方向发展,对锻件的尺寸精度、重量精度及力学性能等都提出了较高的要求。如轿车发动机用连杆锻件除对大小头之间的误差有要求外,对每件的重量误差也要求不大于八克。新产品的高要求,将促进精化生产工艺的发展。
3)专业化、规模化的组织生产仍是冷挤压生产的发展方向和趋势。在法国,以挤压成形工艺生产锻件的专业厂家1991-1994年全员劳动生产率,即每人生产挤压件的产量及产值,均**一般生产模锻件或者自由锻件的厂家。以1994年为例,专业厂家挤压件人均产量为 51024KG,创产值775688法郎。而同期一般性生产模锻件的厂家,其人均产量仅为39344KG,产值592384法郎,仅相当于挤压件专业生产厂家的77.1%和76.37%。自由锻件生产厂与之相比则更低。
4) 挤压专机将成为一种发展趋势。随着中小型锻件的精化生产发展及冷挤压、温挤压工艺的推广应用,多工位冷挤压压力机、精压机及针对某种锻件而设计制造的专机会得到大力发展。新昌轴承套圈的冷挤大面积应用是在邵银标工程主导下发展起来,目前国内轴承套圈的冷挤压成型占了较大份额。