[机械电子]冷挤压材料及挤压前的准备

求，可转位刀片制成各种断屑槽槽形 。 编辑本段车床保养 装夹校正工件时的注意事项
在装夹工件前，必须先把碳在工件中的 砂泥等 杂质清 除掉免 杂质嵌 进拖板 滑动面 ，加剧 导软磨 损或“ 咬坏” 导轨。 在装夹及校正一些尺寸校大、形状复 杂而装 夹而积 又较小 的工件 时，应 预先在 工件下 面的车 床床面 上安放 一块木 制的床 盖板， 同时用 压板或 活络顶 针
冷挤压材料及挤压前的准备
冷挤压时，坏料成分、形状尺寸和坯料软化、表 面及润滑处理规范的正确选择，将有利于金属的流动， 并对挤压产品的质量及模具使用寿命的提高有极大的 帮助。
冷挤压材料及挤压前的准备
第一节 冷挤压常用材料
一、对冷挤压材料的要求
1、冷挤压材料应具有一定的塑性。 冷挤压时金属处于三向压应 力状态，虽然此时金属的塑性得到提高，但由于附加应力的存在， 在挤压低塑性金属时往往容易产生裂纹，造成产品报废。
钢的棒料分热轧圆棒与冷精拉圆棒。后者外径尺寸较准确。
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3、管料 管料为无缝钢管或热挤铝管、铜管等，可以作为
空心件的正挤压或反抗压坯料使用。某些形状尺寸冷挤压件， 采用管料作为冷挤压坯料比用实心棒料更加经济，同时挤压力 也有较大的降低。
4、板料 当坯料的长径比较小时，或者在挤压有色金属零
冷挤压材料及挤压前的准备
二、坯料制备方法
坯料制备方法有截切下料、冲裁下料、切削下料、锯切下料 等多种方法。
1、棒料或管料的截切下料
在机械压力机上用专用的截切模对棒料或管料进行截切下料 是应用得最为广泛的方法。截切模有全封闭式和半封闭式两种。
冷挤压材料及挤压前的准备
冷挤压材料及挤压前的准备
优点：生产效率高，材料利用率高。 缺点：截断的坯料端面比较粗糙，端面与中心轴线不能保持垂 直，有一定的斜度，尤其是半封闭截切模尤为严重。
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正挤压一般采用图3-1所示的四种坯料形状。其中图a、图b直 接用原材料制成；图c、图d由原材料反挤制成。图a用于正挤实 心件，其余三种用于正挤压空心件。
反挤压一般采用图3-2所示两种坯料形式，均由原材料直接制 成。
图3-2 反挤压坯料形状 a) 实心坯料 b)空心坯料
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马鞍车床在车头箱处的左端床身为下沉 状，能 够容纳 直径大 的零件 。车床 的外形 为两头 高，中 间低， 形似马 鞍，所 以称为 马鞍车 床。马 鞍车床 适
合加工径向尺寸大，轴向尺寸小的零 件，适 于车削 工件外 圆、内 孔、端 面、切 槽和公 制、英 制、模 数、经 节螺纹 ，还可 进行钻 孔、镗 孔、铰 孔等工 艺
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3、棒料锯切下料
锯切能切断横断面积较大的坯料，断面平整，尺寸精度较高， 但锯切口处材料损耗较大。
锯切如采用往复锯或圆盘锯下料，生产效率较低；如采用高 速带锯下料，生产效率高，且坯料形状规则，是一种先进的锯切 下料方法。目前，大直径的棒料均采用高速带锯下料。
4、车床切削下料
如坯料端面有特殊形状要求或细而长的坯料，可以采用车床 下料。这种下料方法坯料尺寸精度较高，形状规则，但生产效率 较低，而且材料利用率也不高。
件外形为非圆形时，可以采用板料作为坯料，板料采用冲床落 料。
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第二节 冷挤压坯料的制备
一、坯料的形状和尺寸
冷挤压坯料的形状应该根据零件相应横断面的形状来确定。
(1)一般旋转体及轴对称多角类零件可以选用圆柱形坯料；
(2)矩形横截面零件可采用矩形坯料。
(3)有时在挤压塑性较好的有色金属板料时，为了提高材料 利用率，可以采用六方或其它凹模内腔形状不一致的多边形坯料。
制造业的重要标志之一，在中国制造 业中， 数控机 床的应 用也越 来越广 泛，是 一个企 业综合 实力的 体现。 数控车 床是数 字程序 控制车 床的简 称，它 集
通用性好的万能型车床、加工精度高 的精密 型车床 和加工 效率高 的专用 型车床 的特点 于一身 ，是国 内使用 量最大 ，覆盖 面最广 的一种 数控机 床。 11.马鞍车床
位刀片的刀具。因此，对硬质合金可 转位刀 片的运 用是数 控机床 操纵者 必需了 解的内 容之一 。
选用机夹式可转位刀片，首先要了 解可转 位刀片 型
号表示规则。按国际尺度ISO 1832—1985，可转位刀片的代码表 示方法 是由10位字符 串组成 的，其 排列如 下在一 般情况 下，第8和9位 的代码 在有要 求
当零件内径尺寸精度要求不高时：
d坯=d芯+(0.1～0.2)mm
当零件内径尺寸精度要求高时：
d坯=d芯+(0.01～0.05)mm
式中， d坯为坯料内径(mm)； d芯为凸模芯棒直径(mm) 。
坯料径向尺寸确定后，就可以计算出横断面积。坯料高度H0 可由下式确定：
H0=V0/A0 式中，V0为坯料体积(mm3)，A0为坯料横断面积(mm2) 。
时才填写。此外，各公司可以另外掭 加一些 符号， 用连接 号将其 与ISO代码相 连接(如 一PF代 表断屑 槽型) 。可转 位刀片 用于车 、铣、 钻、镗 等不同 的加
工方式，其代码的详细内容也略有不 同。
②可转位刀片的断屑槽槽形。为满足切 削能断 屑、排 屑流畅 、加工 表面质 量好、 切削刃 耐磨等 综合性 要
强度高达100-170公斤每立方毫米；但 性脆、 韧性差 、怕振 ；这些 缺点， 可通过 刃磨公 道的角 度予以 克服。 因此， 硬质合 金被广 泛应用 车刀
常用车刀种类
1、 尖形车刀 2、圆弧形车刀
3、成形车刀
4、机夹可转位不重磨车刀
5、切槽刀（切断刀）
常用车刀用途
①可转位刀片代码。从刀具的材料应用 方面， 数控机 床用刀 具材料 主要是 各类硬 质合金 。从刀 具的结 构方面 ，数控 机床主 要采用 镶嵌式 机夹可 转
有时在大批量挤压零 件时，为了降低制坯成本， 往往采用棒料经截切备料 后，再用整形平板模在压 力机上进行镦粗成鼓形坯 料，见图3-3，作为正挤压 实心件和反挤压实心件坯 料使用。
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由于金属流动的不均匀性，正挤压件杆部的端面、反挤压 件杯壁的端面不可能是平面，一般均需放一定的机加工余量予 以切除，因此计算坯料体积时还应加上修边余量，即
螺栓
火花塞壳体
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2、棒材
冷挤压坯料采用棒料较多，一般用于单工序的挤压设备。与 线材相比其生产效率较低，如果需要多道挤压时，有时要进行中 间退火。
棒料的材料利用率也比较高，采用锯切备料可达70%-90%， 采用压力机截切备料几乎可达100%。
坯料长径比一般大于1，如小于1时，用压力机截料较为困难。 当坯料还需镦粗制坯时，长径比过大会引起镦粗失稳，一般控制 在2以下。
2、冷挤压材料的机械强度低，变形抗力小，所需的挤压力也越 小，同时模腔中的单位挤压力也小，模具使用寿命较高。
3、冷挤压材料的感化敏感性低，体现在材料的真空应力应变曲 线上。材料塑性变形部分的曲线斜率越小，冷挤压力的升高就比 较平衡，冷挤压性能就越好。
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二、冷挤压常用材料
随着冷挤压技术的发展，新型模具材料的采用，冷挤压材料 从铅、锡等软金属发展到目前的材料种类越来越多，许多低塑性 高强度的材料也可以在一定变形程度内进行挤压。
冷挤压材料及挤压前的准备
表3-1 冷挤压常用材料(续表)
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三、冷挤压常用材料的形态
1、线材
线材主要用于镦挤螺栓之类的标准件或火花塞壳体等大批 量的小型挤压件。一般线材的直径为3-25mm，个别情况可达 35mm。线材料表面进行特殊的表面及润滑处理，用于多工位自 动冷镦机成形，材料利用率高，生产效率极高。
实心坯料外径尺寸的确定
坯料的尺寸由凹模型腔尺寸来确定。冷挤压时，为了能使 坯料顺利地放入凹模型腔内，坯料的外径尺寸应满足下式要求：
d坯=d凹-(0.1～0.2)mm
式中， d坯为坯料外径(mm)； d凹为凹模型腔内径(mm) 。
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空心坯料内径尺寸的确定
在挤压空心零件时，空心零件坯料的内径尺寸由凸模芯棒 直径来决定。
HRC62-65。约为45号钢硬度的2.7倍 。具有 一定的 红热硬 度，耐 温程度 可达560－600摄氏度 。韧性 和加工 机能较 好。高 速钢刀 具制造 简朴， 刃磨利 便，
为精车刀之用，但因红硬性不如硬质 合金， 故不易 用于高 速切削 。高速 钢材料 有带黑 皮的和 表面磨 光的两 种；前 者是未 经热处 理的高 速钢， 后者是 经
热处理的高速钢，又叫作白钢。
硬质合金 硬质合金由难熔材料的碳化钨、碳 化钛和 钴的粉 末，在 高压下 成形， 经1350－1560摄氏度 高温烧
结而成的。具有极高的硬度，常温下 可达HR A92， 仅次于 金刚石 ；红硬 性很好 ，在1000摄氏 度左右 仍能保 持良好 的切削 机能； 具有较 高使用 强度， 抗弯
因此坯料在截切后，一般用镦平模将断坯料面压平后再进 行挤压。
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2、板料冲裁下料
板料冲裁下料一般用于坯料长径比小的圆柱体坯料，或者非 圆形有色金属扁平状坯料。该方法的主要优点是生产效率高，坯 料尺寸精度高，端面平整。缺点是材料利用率，一般只有60%左 右。
对于黑色金属冷挤压件，用一般的正常间隙对坯料进行冲裁。 对于有色金属的冷挤压件，特别是纯铝或纯铜的薄壁零件的冷挤 压件，如果坯料的断面不光洁，挤压时会在挤压件表面上出现裂 纹，因此一般用光洁冲裁法进行下料。
V0=Vp+Vx 式中，V0是坯料体积(mm3)；Vp是挤压件体积(mm3) ；Vx是修 边余量体积(mm3) ，一般为挤压件体积的3%-5%。旋转体的修 边余量Δh可查表3-2。
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10.数控车床 数控机床是一种通过数字信息，控制机 床按给 定的运 动轨迹 ，进行 自动加 工的机 电一体 化的加 工装备 ，经过 半个世 纪的发 展，数 控机床 已是现 代
，特别适于单件、成批生产企业使用 。马鞍 车床在 马鞍槽 内可加 工较大 直径工 件。机 床导轨 经淬硬 并精磨 ，操作 方便可 靠。车 床具有 功率大 、转速 高
，刚性强、精度高、噪音低等特点。
12.仪表车床
仪表车床属于简单的卧式车床，一般来 说最大 工件加 工直径 在250mm以下 的机床 ，多属 于
备下列三种基本机能： 车刀 1.冷硬性－在常温时的硬度，又名耐磨 性。
2.红硬性－在高温下还能保持切削所需 的硬度 。
3.韧性－能
承受振动和冲击负荷的机能。
高速钢(又名风钢、锋钢或白钢)
高速钢是一种含钨和铬较多的合金 钢。近 年来我 国试制 成功了 B202无 铬高速
钢、B201无钴特种高速钢，B212、B214无钴 超硬高 速钢及 B211、有金属 。高速 钢的机 能：硬 度较高 ，
冷挤压材料及挤压前的准备
第三节 坯料的软化处理、表面处理及润滑
一、坯料的软化处理
为了改善冷挤压坯料的挤压性能和提高模具的使用寿命，大 部分材料在挤压前和多道挤压工序之间必须进行软化处理，以降 低材料的硬度，提高材料的塑性，得到良好的显微组织，消除内 应力。
对于钢来说，材料显微组织中的珠光体形态对挤压性能影响 较大。从挤压性能来说，球化退火组织最佳。球化退火组织不仅 硬度、强度低，而且塑性较高。除了考虑改善其挤压性能外，也 要改善挤压后的机加工性、热处理质量及力学性能，故均应采用 球化退火。
仪表车床。仪表车床分为普通型、六 角型和 精整型 。这种 车床主 要由工 人手工 操作， 适用于 单件、 简单零 部件的 大批生 产。 编辑本段车刀
车刀是车床加工必不可少的部分。车刀 是由刀 头和刀 杆两部 门组成 。刀杆 一般是 碳素结 构钢制 成。刀 头是担 任切削 工作的 ，所使 用的材 料必需 具
顶住工件，防止它掉下来砸坏车床， 如发现 工件的 位置不 正确或 歪斜， 切忌用 力敲击 ，以免 影响车 床主轴 的精度 ，必须 先将夹 爪、压 板或顶 针略微 松
开，再进行有步骤的校正。 工具和车刀的安放
冷挤压材料及挤压前的准备
挤压件体积的确定
一般将冷挤压件形状分解成若干个简单的几何体，分别计 算出这些几何体的体积，然后相加其和，即为挤压件的体积。