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模具培训知识:工艺路线及冷挤成形模具结构研究
已阅[478]次[2011/6/25]

2.4扩孔、倒内外角
  坯件经冷挤及冲裁工序后,杯底角部可能产生一些缩孔、折缝等缺陷,另外冲裁孔小于冷挤孔且冲裁面粗糙。为了消除上述缺陷,需在车床专用夹具上对工件的冲裁部分进行1次扩孔及两端内外角倒角工序,才能确保坯料达到设计要求。
  3冷挤成形模具设计
  其成形过程是通过凸模1对杯形坯件5在凹模4内施加压力,迫使金属坯料在凹模4内产生塑性变形,挤出工件。正确选择凸、凹模结构和工件部位的形状和尺寸,可以降低挤压力,有利于挤压过程中的金属流动。
  3.1凸模设计
  由于挤压过程中单位挤压力很大,过渡部分应圆滑过渡,任何微小的缺痕都会引起强烈的应力集中,从而造成凸模在工作中提前报废。另外工作头部的表面粗糙度值要达到Ra=0.1m.
  3.2凹模设计
  3.2.1组合凹模结构设计
  由于该模具采取深杯反挤结构,且挤压变量大,凹模内腔所承受的单位挤压力高达2500MPa.为了防止凹模纵向开裂,特将凹模设计成三层预应力正装式组合结构。
  3.2.2组合凹模尺寸设计
  根据预应力组合凹模尺寸设计原理及d1、d2、d3、d4尺寸设计如下:取组合凹模的总直径比a41=5,并设第二层套对d1、第三层套对d2的直径比分别为a21、a32,根据经验公式:a21=0.07a41 1.15,则a21=1.5;a32=0.1a41 1.2,取a32=1.7;取d1=24.40 0.08mm,则d2=a21d1,取d2=36mm;d3=a32d2,取d3=60mm;d4=a41d1,取d4=120mm.
  另设U2、U3分别为d2、d3处的径向过盈量,2、3分别为d2、d3处的径向过盈因素,并查得经验参数2=0.015、3=0.0048,根据经验公式U=d,可取U2=0.54mm,U3=0.30mm.
  3.2.3组合凹模装配工艺
  组合凹模压装时在油压机上采用室温预压方式,斜角取2,压合次序由外向内,要求端面平整,保证工作时内圈受力,可以防止凹模纵向与横向开裂,提高凹模寿命。
  4模具选材及凸模制造工艺
  4.1模具材料选择
  根据工件变形量大、生产批量大的特点,凸模选用W6Mo5Cr4V2高速钢,凹模选用YG20C硬质合金。
  4.2凸模制造工艺及提高凸模寿命的措施
  凸模寿命的高低是冷挤成形成败的关键,按常规工艺制造出来的凸模寿命在1万次左右,失效形式主要为弯曲、剥落、断裂。经过多次试验,在原精加工后增加一道气体氮碳共渗处理工艺,凸模经低温气体氮碳共渗后,其耐磨、抗疲劳、抗咬合、抗擦伤等性能均有显著提高,使凸模表面硬而心部有一定韧性,不易发生剥落现象。经表面强化处理工艺后,凸模寿命可稳定在4万次左右,能满足批量生产要求。
  5结束语
  经过工艺实验与批量生产验证,采用冷挤压工艺反挤成形黑色金属深杯件,不仅可以节省大量原材料,而且工件内表面质量、组织结构与机械性能均达到出口活塞销零件所需坯件的质量与批量生产要求。
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