壳体连接座热挤压工艺及模具设计

为 此 ，设 计 了一 套 壳 体 连 接 座 热挤 压 成 形 模 具 并 配套 设 计 了该 件 的热 挤压 成 形 工 艺 ，在 查 阅 相 关 文献的基础上 ，根据壳体连接座的形状特点并结合 ７Ａ０４铝 合 金 的热 挤 压 成 形 工 艺 特 性 ，设 计 出 ７Ａ０４ 壳体连接座的具体热挤压工艺过程 、参数 ，确定 了 ７Ａ０４壳 体 连接 座 的热处 理 规范 。

现 有设 备条 件 能满 足要 求 。该方 案模 具 结构 简单 ，可
Ｐｔ＝ Ｃｎｔｒｂ ＝ ３．６ Ｘ ２ Ｘ １９．９８ ＝１４３．８５６ ｋｇ／ｍｍ
部 分 借 用公 司 的现有 工 艺 装 备 ，生 产 效 率 高 ，ＹＨ３２—
正挤 挤 压 力 Ｐ＝Ｐｔ×Ｆｏ＝ １４３．８５６×＂ｎ＇／４×４４２
工 切 削量 较 大 而 且材 料 利 用率 仅 有 ２５％左 右 ，材 料
由于 采 用 了细 端 筒形 杆 部 正 向挤 压 ，坯 料 与 凹
浪 费严 重 ，加 工效 率较 低 。
模 之 间相 对 运 动 产生 的摩擦 力 加 上 挤压 件 与 芯 杆 外
收 稿 日期 ：２０１５～ｌｌ一１８ 作者简 介 ：洪 良贵 （１９６３一），男 ，安徽六安市人 ，本科 ，工 程师 ，主要从事机械产 品零件 的压力加工工艺 和模具 的设计工 作。
１ 壳体连接座热挤 压工艺设计
壳体连接座零件材料为 ７Ａ０４（ＬＣ４）铝合金 ，属于
铝一镁 一铜 系基 础 上加 入 锌 而形 成 的铝合 金 ，具 有 良
好 的热 加 工 性 能 ，在 热 态 下 易 变 形 ，且 抗 蚀 性 能 、焊
接性 能 和切 削性 能 良好 ，中等 强 度 ，塑性 很好 。因此 ，
１０７
Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｎｏ．０２，２０１６
表 面之 间 的摩 擦 力 、再 加 上反 向挤压 力 之 和远 小 于 挤 细端 杆部 变形程 度 ｓＦ＝８３．２８５％ ，查 表得 ／７，＝２，根
ＹＨ３２—５００四柱 式 万能 液 压机 的公 称 压 力 ，所 以公 司 据 经验 ， ６＝５４×３７％ ＝１９．９８ ｋｇ／ｍｍ２，因此 ：
７Ａ０４铝合 金 时效 处 理后 的机 械强度 高 ，符合 壳体 连 力 。由于该零 件 的杆 部较 短 ，直 接顶 出 时不容 易 失稳
接座 的工作要求 的高载荷环境 。但其成本也相对较 弯 曲。现 采用 直 接顶 出的模具 结 构 ，也就 是采 用 与芯
高 。刚 开始 试 制 时 ，采 用 棒料 直 接 切 削加 工 而成 ，加 杆动配合的退料套结构退出壳体连接座。
５００四柱 式 万 能液 压 机 活 动 横 梁 距 工 作 台 面最 大距 离 为 ｌ ５００ ＩＴＩ１ＴＩ，行 程 长 ９００ ｍｍ，凸 模设 计 为 实体 结 构 ，成形细端筒形杆部的模腔在凹模 内，可 以完成脱 模 。壳 体 连接 座热 挤 压 工艺 为：锯 床切 割 下料一 普 通 车 床平 端 面倒 角 一 检验 一 箱 式 电阻 炉 加热 一 取 出坯 料浸 入 润 滑液 润 滑一 放 人 热 挤压 模 具一 液 压 机 挤 压 ～ 检验 一 清洗 一 热 处理 淬 火一 与热 挤 压件 同炉 热处 理 的试样 做 机械 性能 试验一 检 验 。具体 过 程如 下 ：
可以采用挤压而非切削方式成型而成 。因为壳体连
接座 的结 构形 状 是 阶 梯状 的 、且 大 端 直 径较 大 、大 小
直径 段 都 是 空心 段 ，这样 的结 构决 定 了要 采用 复合
挤 压 方法 成 型 ，而不是 单 方 向挤压 。
图 １ 壳体 连接座 热挤压件图
壳体连接座挤压可 以采用正 向挤压和反向挤压
７Ａ０４铝 合 金 是 在 铝 一镁 一铜 系 基 础 上 加 入 锌 而 复合 的复合 挤 压 方法 成 形 ，细端 筒 形 杆 部 由于变 形
形 成 的铝 合 金 ，其 强 度 高 ，适用 于 制 造 承 力 结 构 件 ， 程 度 较 大 ，且 杆 部 长 径 比等 于 １．３，可 以采 用 正 向挤
超 硬 铝 的强 度 在 变 形 铝 合 金 中最 高 ，可 达 ６００ ＭＰａ 压 ，金 属 的流 动 方 向与 凸模运 动 方 向相 同 ，坯料 与 凹
～ ７００ ＭＰａ，超 过 硬铝 。此外 ，在 相 同强 度水 平 下 ，其 断 模之间存 在摩擦力 ，则挤压力 中不仅有变形力 ，还包
《装备制造技术｝２０１６年第 Ｏ２期
壳体连 接座 热挤压工 艺及模具 设计
洪 良贵
（安 徽 方 圆机 电股 份有 限公 司 ，安徽 蚌 埠 ２３３０１０）
摘 要 ：壳体连接 座是 某公 司某产品上的重要 零件 ，根据 该零件的机械 强度和使用环境要求 ，材 料必须是 ７Ａ０４的铝舍金 棒 ，为 了降低 成本 ，提 高工作效 率，设计 了一套 壳体连接座热挤 压成形模具 并配套设 计 了该件 盼热挤 压成形工 艺和 热挤 压 坯 料 图 ，经 实践 试 制 证 明 ，该 套 模 具 顺 利 完 成 了 大批 量 挤 压 任 务 ，挤 出的 壳体 连 接 座 符 合 产 品 设 计 要 求 。 关键 词 ：壳体连接座 ；铝合金 ；热挤 压成 形模 具 ；热挤压成形 工艺
裂 韧 性 也 优 于硬 铝 ，同 时 具 有 良好 的热 加 工 性 能 。 括 该摩 擦 力 。在 坯料 与 凹模 温度 过高 及 润滑 不 良时 ，
７Ａ０４铝 合 金 各 化 学 成 分 质 量 分 数 的 范 围 比较 宽 ， 因坯 料 与 凹模 之 间有 相 对 运 动 ，会 进 一 步增 大挤 压
中 图分 类 号 ：ＴＧ３７５．４１
文 献 标 识 码 ：Ａ
文 章 编 号 ：１６７２～５４５Ｘ（２０１６）０２—０１０７—０３
铝合金壳体连接座是某公司某产 品上 的重要 零 件 ，该 零 件 的 特点 是 轴 向截 面变化 较 大 ，两端 是 空 心 ，中间是 实体 ，并且小直径段较大直径段长 ，所 用 材料是 ７Ａ０４（ＬＣ４超硬铝 ）铝合金 ，要求具有较好 的 机械切削性能和 良好的力学性能。壳体连接座挤压 件 如 图 １所 示 。