冷挤压简介
冷挤压概述
图6.11 纯铝仪表零件
1.3 当前应用冷挤压技术应解决的 主要问题
当前冷挤压技术的应用必须解决强大的变形 抗力与模具承载能力的矛盾
为此，必须做到： ① 设计合理的、工艺性良好的冷挤压件。
② 恰当选择冷挤压金属材料，正确确定坯料形 状尺寸及热处理规范，要特别注意坯料表面处 理与润滑方式。
③ 制定合理的冷挤压工艺方案，合理选择冷来自 压方式，适当控制冷挤压变形程度。
④ 采取有效措施解决模具的强度、刚度和寿命 问题。
⑤ 选用合适的挤压设备。
冷冲模具设计
图6.7 径向挤压示意图
把上述轴向挤压和径向挤压结合在一起的加工方法称为镦挤法。
镦挤法使冷挤压工艺的应用范围进一步扩大，图6.9所示支承杆 的制造过程就是采用镦挤法。镦挤法能成形较为复杂的零件.
（a）
图6.3 反挤压示意图
（b）
图6.4 反挤压零件实例
（a）
图6.5 复合挤压示意图
（b）
以上三种挤压方式的金属流动方向都与凸模运
动的方向平行，故称为轴向挤压。
4．径向挤压 挤压时，金属流动的方向与凸模运动的方向垂
直。
它又分为离心挤压和向心挤压两种：
离心挤压是金属在凸
模作用下沿径向外流动 （见图6.7）；
向心挤压则是沿径向
内流。
冷镦工艺实际上就是离 心径向挤压。径向挤压 主要用于制造带凸缘的 零件，如图6.8所示。
冷冲模具设计
冷挤压概述
1.1 冷挤压的分类
冷挤压是在常温下对挤压模模腔内的金属坯
料施加强大的压力，使之从模孔或凸、凹模 间隙中挤出，从而获得所需零件的一种加工 方法。
冷挤压和冷锻简介
冷镦、冷挤压基础知识介绍发布日期：2007-03-16 浏览次数：54冷挤压是精密塑性体积成形技术中的一个重要组成部分。
冷挤压是指在冷态下将金属毛坯放入模具模腔内，在强大的压力和一定的速度作用下，迫使金属从模腔中挤出，从而获得所需形状、尺寸以及具有一定力学性能的挤压件。
显然，冷挤压加工是靠模具来控制金属流动，靠金属体积的大量转移来成形零件的。
冷挤压技术是一种高精、高效、优质低耗的先进生产工艺技术，较多应用于中小型锻件规模化生产中。
与热锻、温锻工艺相比，可以节材30%～50%，节能40%～80%而且能够提高锻件质量，改善作业环境。
目前，冷挤压技术已在紧固件、机械、仪表、电器、轻工、宇航、船舶、军工等工业部门中得到较为广泛的应用，已成为金属塑性体积成形技术中不可缺少的重要加工手段之一。
二战后，冷挤压技术在国外工业发达国家的汽车、摩托车、家用电器等行业得到了广泛的发展应用，而新型挤压材料、模具新钢种和大吨位压力机的出现便拓展了其发展空间。
日本80年代自称，其轿车生产中以锻造工艺方法生产的零件，有30%～40%是采用冷挤压工艺生产的。
随着科技的进步和汽车、摩托车、家用电器等行业对产品技术要求的不断提高，冷挤压生产工艺技术己逐渐成为中小锻件精化生产的发展方向。
与其他加工工艺相比冷挤压有如下优点：1）节约原材料。
冷挤压是利用金属的塑性变形来制成所需形状的零件，因而能大量减少切削加工，提高材料利用率。
冷挤压的材料利用率一般可达到80%以上。
2）提高劳动生产率。
用冷挤压工艺代替切削加工制造零件，能使生产率提高几倍、几十倍、甚至上百倍。
3）制件可以获得理想的表面粗糙度和尺寸精度。
零件的精度可达IT7～IT8级，表面粗糙度可达R0.2～R0.6。
因此，用冷挤压加工的零件一般很少再切削加工，只需在要求特别高之处进行精磨。
4）提高零件的力学性能。
冷挤压后金属的冷加工硬化，以及在零件内部形成合理的纤维流线分布，使零件的强度远高于原材料的强度。
冷挤压工艺
冷挤压工艺冷挤压工艺是一种常见的金属加工方法，也被广泛应用于其他材料的加工过程中。
通过冷挤压工艺，可以将金属材料或者其他可塑性材料转变为所需形状的制品，具有高效、节能、环保等优点。
在冷挤压工艺中，材料经过加热后在常温下进行挤压成型。
冷挤压相比于热挤压，有着更高的精度和表面质量。
冷挤压能够带来更细致的结构和更好的机械性能，因为在常温下金属的变形能力较强，可以更好地控制产品的尺寸和形状。
冷挤压工艺不仅适用于各类金属材料，也可以应用于塑料、橡胶等材料的加工。
在实际生产中，冷挤压可以用于生产各种零部件、工具、配件等产品，广泛应用于汽车、航空航天、机械制造等领域。
冷挤压工艺的过程包括准备工作、材料预处理、挤压成形和后续加工等阶段。
首先需要对原料进行准备，清理和加热以提高其可塑性。
之后，经过特定模具形状的挤压，将材料挤压成所需形状。
最后，可能需要进行修整、清理、表面处理等后续加工工序，以获得最终符合标准要求的制品。
冷挤压工艺的优势不仅在于产品质量的提升，还体现在生产效率和成本控制方面。
相比传统的加工方法，冷挤压能够减少加工过程中的能源消耗和废料产生，有效降低生产成本。
同时，由于挤压过程中所需设备简单，可以在相对小的空间内进行生产，因此占地面积小，适用于各类规模的生产场景。
冷挤压工艺的发展也受益于科技的进步和创新，不断推动着工艺的提升和改进。
随着材料工程、模具制造等领域的发展，冷挤压工艺愈发成熟，可以实现更复杂、更精细的产品加工需求。
同时，数字化技术的运用也为冷挤压工艺带来新的发展机遇，实现生产过程的智能化管理和优化。
总的来说，冷挤压工艺在现代制造业中扮演着重要角色，为产品的加工提供了高效、环保、精密的解决方案。
随着技术的不断进步和市场需求的提升，冷挤压工艺将继续发挥重要作用，并不断完善和创新，满足不同行业的生产需求。
1。
冷挤压
冷挤压是在室温将毛坯放入模具型腔，在强大压力和 一定速度作用下，迫使金属从形腔中挤出而获得一定形状、 尺寸和力学性能的制件。 主要的优点： 1）能得到尺寸精度较高、表面质量较好的零件，尺寸精 度可以达到IT7，表面粗糙度可以达到1.6~0.2。冷挤压过 程中材料处于三向应力状态，材料内部组织致密，具有沿 零件轮廓分布的纤维，因此零件的刚度、强度较好，提高 了材料的疲劳强度。挤压后材料产生冷作硬化，零件表面 硬度较高，耐磨性、抗腐蚀性、抗疲劳性较好。；
2）冷挤压属于少、无切削加工，节省原材料； 3）冷挤压是利用模具来成形的，其生产效率很高； 4）可以加工其它工艺难于加工的零件
冷挤压分类 正挤压：金属被挤出方向与加压方向相同， 反挤压：金属被挤出方向与加压方向相反。 复合挤压： 一部分金属的挤出方向与加压方向相同，另一部分金属的 挤出方向与加压方向相反，是正挤和反挤的复合。 径向挤压： 挤压时金属的流动方向与凸模轴线方向相垂直。 减径挤压：是一种变形程度较小的变态正挤压法。
冷挤压变形分析 1 正挤压变形分析
正挤压时坯料大致分为： 变形区、不变形区（又分为待变形区、已变形区）和死角区。 变形区的应力状态是三向受压。其变形是两向收缩、一向伸长的应变 状态。
反挤压网格图
反挤压应力应变
复合挤压网格图
冷挤压材料
对冷挤压材料的要求是：强度、硬度低，有一定塑性，化 冷挤压工艺性 好。 常用原材料: 锡、银、纯铝（L1～L5）、铝合金（LF21、 LY11、LY12、）、紫铜与无氧铜（T1、T2、T3、TU1、TU2等）、 黄铜（H62、H68、等）、锡磷青铜（QSn6.5一0.1等）、镍（N1、 N2等）、锌及锌镉合金、纯铁、碳素钢（Q195、Q215、Q235、 Q255、)低合金钢（15Cr、20Cr、20MnB、 16Mn、30CrMnSiA） 和不锈钢（1Cr13、2Cr13、1Cr18Ni9Ti等）
冷挤压工艺第一章
图2-5 坐标网络法
图2-6 毛坯剖切加工示意图
(2)硬度试验法 在冷变形时，金属的硬度是随变形程度的增加而增加的，所以只要知道变形体各部 分硬度的变化，就可以大体上了解变形的数值以及变形不均匀分布的情况。
图2-7 用硬度试验法研究钢零件的变形分布
冷挤压工艺 第一章
讲师：王冰鸿
一. 冷挤压概述
1.1 冷挤压技术的应用及方法分类
图1-1 冷挤压普通碳素钢缝纫机梭芯套 图1-2 冷挤压低碳钢深孔气缸
图1-3 冷挤压中碳钢洗衣机齿轮轴
图1-5 冷挤压纯铝仪表支架
图1-4 冷挤压碳素工具钢连接帽
图1-6 冷挤压防锈铝加压器
根据金属被挤出方向与加压方向的关系 可将冷挤压分为以下几种。
冷挤压、温挤压和热挤压的比较主要有以下几个方面： 1 ）冷挤压虽有很多优点，但变形抗力大，就限制了零件的尺寸，同 时也限制了变形抗力大的材料采用冷挤压工艺。 2 ）热挤压成形法，虽然可以使材料变形抗力变小，但由于加热，产 生氧化、脱碳及热膨胀等问题，降低了产品的尺寸精度和表面质量，因而 一般都需要经过大量的切削加工，才能作为最后产品。 3 ）温挤压是将毛坯加热到金属再结晶温度以下某个适当的温度进行 挤压。由于金属加热，毛坯的变形抗力减小．成形容易，压力机的吨位也 可以减小，而且模具的寿命延长。但与热挤压不同，因为在低温范围内加 热，氧化、脱碳的可能性小，产品的机械性能与冷挤压的产品也差别不大。 特别是在室温下难加工的材料，例如析出硬化相的不锈钢、高碳钢、含铬 量高的—些钢、高温合金等，在温挤压时可能变成可以加工或容易加工。
如果将点的应力状态各向应力的符号进行分类，则可分为同号应力状态与异号
锻压工艺学-冷挤压
6.4.2 许用变形程度
图6.15 正挤压空心件 变形程度计算图
图6.16 正挤压碳钢实心 件的许用变形程度
图6.17 正挤压碳钢空心 件的许用变形程度
图6.18 碳钢反挤压的许 用变形程度
6.5 冷挤压时的变形力 P=CpF P—总的挤压力，N； p—单位挤压力，MPa； F—凸模工作部分横断面积，mm2； C—安全因数，一般取1.3。 7.5.1 冷挤压力的阶段性 （1）正挤压的阶段性 四个阶段：
F0 F1 F 100% F1
式中，
F0
D 2
4
F1
(D 2 d 2 )
4
d2 F 2 100% D
（2）正挤压实心件的断面缩减率
F0 F1 F 100% F0
F0
D
4
2
F1
d12
4
D 2 d12 F 2 100% 2 D d
2. 板料下料法 3．棒料下料方法 (1)剪切下料
图6.32 全封闭式剪切模
(2)其它下料方法
6.6.2 毛坯的软化热处理 冷挤压前进行软化热处理的目的：通过热处 理降低毛坯的硬度，提高塑性，得到良好的 金相组织和消除内应力等。 (1)完全软化退火 加热到Ac3以上30一50C，在此温 度下保温一定时间，然后随炉缓冷，或在550C以 后从炉中取出空冷。 (2)球化退火 使珠光体中的渗碳体和二次渗碳体球 化而进行的一种退火。 (3)不完全退火 钢加热到高于Ac1而低与Ac3或Acm ，并在此温度停留一定时间，然后缓慢冷却。
6.2 冷挤压的基本原理
6.2.1 主应力状态对冷挤压工艺的影响
图6.2 纯铝零件
图6.3 纯铝件冷挤压工艺
冷挤压成形技术
冷挤压成形技术冷挤压是精密塑性体积成形技术中的一个重要组成部分。
冷挤压是指在冷态下将金属毛坯放入模具模腔内，在强大的压力和一定的速度作用下，迫使金属从模腔中挤出，从而获得所需形状、尺寸以及具有一定力学性能的挤压件。
显然，冷挤压加工是靠模具来控制金属流动，靠金属体积的大量转移来成形零件的。
冷挤压技术是一种高精、高效、优质低耗的先进生产工艺技术，较多应用于中小型锻件规模化生产中。
与热锻、温锻工艺相比，可以节材30%～50%，节能40%～8 0%而且能够提高锻件质量，改善作业环境。
目前，冷挤压技术已在紧固件、机械、仪表、电器、轻工、宇航、船舶、军工等工业部门中得到较为广泛的应用，已成为金属塑性体积成形技术中不可缺少的重要加工手段之一。
二战后，冷挤压技术在国外工业发达国家的汽车、摩托车、家用电器等行业得到了广泛的发展应用，而新型挤压材料、模具新钢种和大吨位压力机的出现便拓展了其发展空间。
日本80年代自称，其轿车生产中以锻造工艺方法生产的零件，有30%～40%是采用冷挤压工艺生产的。
随着科技的进步和汽车、摩托车、家用电器等行业对产品技术要求的不断提高，冷挤压生产工艺技术己逐渐成为中小锻件精化生产的发展方向。
与其他加工工艺相比冷挤压有如下优点：1）节约原材料。
冷挤压是利用金属的塑性变形来制成所需形状的零件，因而能大量减少切削加工，提高材料利用率。
冷挤压的材料利用率一般可达到80%以上。
2）提高劳动生产率。
用冷挤压工艺代替切削加工制造零件，能使生产率提高几倍、几十倍、甚至上百倍。
3）制件可以获得理想的表面粗糙度和尺寸精度。
零件的精度可达IT7～IT8级，表面粗糙度可达R0.2～R0.6。
因此，用冷挤压加工的零件一般很少再切削加工，只需在要求特别高之处进行精磨。
4）提高零件的力学性能。
冷挤压后金属的冷加工硬化，以及在零件内部形成合理的纤维流线分布，使零件的强度远高于原材料的强度。
此外，合理的冷挤压工艺可使零件表面形成压应力而提高疲劳强度。
冷挤压工艺流程
冷挤压工艺流程
冷挤压是一种常见的金属加工工艺，通过对金属材料施加高压力，将其挤压成所需形状的工艺。
冷挤压工艺广泛应用于汽车、航
空航天、建筑等领域，具有高效、节能、材料利用率高等优点。
下
面将介绍冷挤压工艺的流程及其特点。
首先，冷挤压工艺的流程包括原料准备、模具设计、挤压成形、热处理和表面处理等几个主要步骤。
原料准备阶段是冷挤压工艺的
起始阶段，需要选择合适的金属材料，并进行预处理，如切割、清
洁等。
模具设计是冷挤压工艺中至关重要的一环，模具的设计质量
直接影响到挤压成形的效果和产品质量。
挤压成形是冷挤压工艺的
核心步骤，通过对金属材料施加高压力，使其变形成所需形状。
热
处理是为了改善材料的组织结构和性能，提高产品的强度和硬度。
表面处理可以提高产品的耐腐蚀性和美观度，常见的表面处理方法
包括喷砂、阳极氧化、喷涂等。
其次，冷挤压工艺具有以下几个特点。
首先，冷挤压可以在常
温下完成，无需加热，节能环保。
其次，冷挤压可以实现高精度、
高效率的生产，适用于大批量生产。
再次，冷挤压可以加工各种金
属材料，包括铝合金、铜合金、钢铁等。
最后，冷挤压产品表面光
洁度高，尺寸精度高，内部组织致密，具有良好的机械性能。
总的来说，冷挤压工艺是一种重要的金属加工工艺，具有广泛
的应用前景和市场需求。
随着工艺技术的不断进步和创新，冷挤压
工艺将更加高效、精密、环保，为各行各业提供更优质的产品和解
决方案。
希望本文对冷挤压工艺的流程和特点有所帮助，谢谢阅读！。
冲压模具及设备第8章冷挤压课件
第八章 冷 挤 压
(4)复杂形状的冷挤压件(图8-28) 带有齿形或花键等的轴对称零件 可采用正挤压、反挤压、复合挤压或径向挤压成形。
图8-28 复杂形状的冷挤压件
第八章 冷 挤 压
2.冷挤压工艺方案的确定 3.冷挤压件图的设计
图8-29 典型零件的冷挤压方案
第八章 冷 挤 压
三、冷挤压工艺方案实例 1.冷挤压件图的设计 1)ϕ30与M22×1.5 直径相差不大，可一律改为ϕ30，否则凸模壁容易 碎裂(图8-31)。 2)螺纹、与轴线垂直的各环形凹槽和孔均应在挤压后用切削加工得 到。 3)考虑到坯料制造的误差和压力机行程控制的误差，在长度上应加 修整量2mm。 4)为改善正挤压金属变形的均匀形，减少单位挤压力，取挤压凹模 中心锥角为90°。
2.冷挤压的应用
第八章 冷 挤 压
图8-1 冷挤压件 a)汽车活塞销 b)纯铁底座 c)纯铝电容器
第八章 冷 挤 压
图8-2 纯铝仪表零件
第八章 冷 挤 压
三、冷挤压中的主要技术问题 冷挤压坯料变形所需单位压力很大，有时接近甚至超过某些模具
材料的抗压强度极限，为使冷挤压工艺的顺利进行，就必须合理解 决挤压时金属需要强大的变形抗力和模具承载能力的矛盾。为此， 必须对下列主要技术问题加以综合考虑： 1)设计合理的、工艺性良好的冷挤压件结构。 2)合理地选择冷挤压金属材料，正确确定坯料形状尺寸及热处理规 范，要特别注意坯料的表面处理与润滑。
第八章 冷 挤 压
图8-16 冷挤压压力机工作机构的原理简图 a)偏心式 b)压力肘杆式 c)拉力肘杆式
第八章 冷 挤 压
冷挤压力机的行程-转角曲线
图8-17 冷挤压力机 的行程-转角曲线
1—偏心式 2—压力肘杆式 3—拉力肘杆式
冷挤压工艺及模具设计课件
对修复后的模具进行全面检测 和调试，确保其性能达到要求 。
05
冷挤压工艺与模具 设计的未来发展
新材料的应用
高强度轻质材料
随着新材料技术的不断发展，高强度轻质材料如钛合金、铝合金等在冷挤压工 艺中的应用将更加广泛，能够满足产品轻量化、高性能的要求。
复合材料
复合材料的出现为冷挤压工艺提供了更多的可能性，通过将不同材料组合在一 起，可以实现单一材料无法达到的性能，提高产品性能和降低成本。
合理布局
根据产品特点和工艺要求，合 理布置模具结构，确保产品成
型和出模顺利。
优化流道设计
优化模具流道设计，减少流动 阻力，降低成型难度和压力。
增强刚性和稳定性
为确保模具在使用过程中不易 变形和损坏，应加强模具的刚 性和稳定性设计。
易于维修和更换
模具结构应便于维修和更换损 坏或磨损的部件，降低维护成
本。
冷挤压特点
冷挤压工艺具有高效率、高精度、低 成本等优点，能够加工出形状复杂、 精度要求高的零件，广泛应用于汽车 、家电、电子、航空航天等领域。
冷挤压的应用范围
汽车零件制造
家用电器制造
冷挤压工艺可以用于制造汽车发动机、底 盘、电气系统等零部件，如活塞、连杆、 气瓶等。
家用电器中的金属零部件，如空调压缩机 、冰箱压缩机、洗衣机电机等，也广泛采 用冷挤压工艺制造。
模具的制造工艺
选择合适的加工方法
根据模具材料和结构特点，选择合适的加工方法，确保模具精度 和表面质量。
控制加工参数
合理控制加工参数，如切削速度、进给量等，以提高加工效率和模 具质量。
热处理和表面处理
根据需要，对模具进行热处理和表面处理，提高其硬度和耐久性。
03
冷挤压工艺及模具设计试题
冷挤压工艺及模具设计试题一填空题1 •冷挤压是在常温下对挤压模模腔内的金属施加强大的压力，使之从模孔或凸、凹模间隙中挤出，从而获得所需零件的一种加工方法。
2 •目前采用的挤压方式有正挤压、反挤压、复合挤压、径向挤压和减径挤压等。
3 •冷挤压的特点之一是坯料变形区塑性好，变形抗力大。
由于挤压材料处于很强的静水压力的作用下，所以塑性好，变形程度可以很大，但塑性变形所需力也也很大。
4 •冷挤压的特点之一是挤压件的质量高。
目前冷挤压件的尺寸公差一般可达IT7 级，外表粗糙度～0.2 μ m，由于冷挤压使金属产生加工硬化、内部组织致密等现象，因而零件的强度、刚度较好，外表硬度较高，耐磨性、抗腐蚀性、抗疲劳性较好。
5 •冷挤压工艺的特点有：坯料变形区塑性好，变形抗力大、挤压件质量高、生产效率高、节约原材料、成本低，可挤压形形状复杂的零件。
6 •冷挤压与板料拉深工艺相比，冷挤压不但能够加工出拉深工艺无法成形的零件，而且有些薄壁空心零件，虽然采用拉深、冷挤压都可以成形，但采用冷挤压成形，那么成形工序少，生产率高。
7 •当前应用冷挤压成形技术应解决的技术问题有：恰中选择冷挤压金属材料，正确确定坯料形状尺寸及热处理标准，尤其要特别注意坯料外表处理与润滑等问题。
8 •正挤压金属变形大体可分为已变形区，变形区，待变形区和死角等四个区域。
9 •从已变形区的坐标网格可知，已变形区金属不但发生了伸长变形，而且还有剪切变形，愈接近外表，剪切变形愈大。
10 •影响正挤压金属变形的主要因素有模具与挤压金属间的摩擦力和模具的几何参数。
11 •正挤压变形时，由于摩擦力的影响，使外层金属的流动滞后于内层，导致挤压件外层产生附加拉应力，附加拉应力太大，那么可能导致外表层产生裂纹。
12 •冷挤压变形程度的表示形式断面收缩率、挤压比和对数挤压比等三种，其中最常用的是断面收缩率。
13 •冷挤压极限变形程度实际上是指在模具强度允许的条件下，保持模具具有一定寿命的一次挤压变形程度。
冷挤压简介
冷挤压简介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。
一、基本类型1.正挤压：正挤压时，金属的流动方向与凸模的运动方向一致（图1a、b）。
正挤压可以制造各种形状的实心件和空心件（图2）。
2.反挤压：反挤压时，金属的流动方向与凸模的运动方向相反（图1c）。
反挤压可以获得各种形状的杯形件。
如图2-8缸体，图3-5所示盖。
图1 冷挤压变形类型示意图1—凸模2—凹模3—毛坯 4—挤压件5—顶件杆3．复合挤压：挤压时，毛坯一部分金属流动方向与凸模运动方向相同，而另一个部分金属流动方向与凸模运动方向相反（图1d）。
复合挤压可制得各种杯一杯、杯一杆、杯一筒零件（图3）。
4．径向挤压；挤压时，金属的流动方向与凸模运动方向相垂直（图1e）。
径向挤压又可分为向心挤压和离心挤压（图4），径向挤压用来制造斜齿轮、花键盘等零件。
图2 冷挤压件实例之一1—导管2—后车轴3—筒体5，6—空心轴7—导向缸体8—缸体9—驱动轴图2 冷挤压件实例之二1-螺母 2-保持器 3-导套 4-特殊螺母5-盖 6-紧固螺母 7-支撑住 8-支承器 9-齿轮毛坯 10-螺母5．锻压：镦压时，金属毛坯径向向外流动（图1f）。
镦压用于制造带法兰的轴类零件或凸缘的杯形零件（图4）。
正挤压、反挤压与复合挤压是冷挤压技术中应用最广泛的三种方法。
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。
径向挤压是最近十几年才发展起来的，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，以及国防工业系统中都有广泛的应用，这是因为它具有明显的优点。
冷挤压工艺流程
冷挤压工艺流程
冷挤压是一种常用的金属加工工艺，它是将金属坯料经过加热、挤压、冷却处理，使其成为具有一定各向同性的形状和尺寸的零件的过程。
冷挤压工艺流程由加热步骤、挤压步骤、锻造步骤和后处理步骤组成。
加热步骤是冷挤压工艺的重要环节，其目的是使金属坯料增加变形能力和可压缩性，同时降低变形过程中受力和磨损。
然后，将金属坯料放入挤压机中压缩至制作出指定形状的零件。
接下来，将挤压出来的零件置入锻造机中，进行锻造处理，使该零件受到再次压缩，使其形状更加精确。
此外，还可以通过多次改变挤压压力，锻造次数，从而将零件产生新的几何形状和尺寸，从而实现所需的零件规格。
最后，对冷挤压出来的零件进行后处理，以确保零件质量符合要求。
后理步骤包括打磨、切割、抛光、防腐处理等等，以使零件表面光滑、平整、美观，并具有良好的耐腐蚀性。
综上所述，冷挤压工艺是一种应用广泛的金属加工工艺，它以加热步骤、挤压步骤、锻造步骤和后处理步骤作为冷挤压工艺的基本流程，使该零件受到压缩，以实现所需的零件尺寸。
在加工过程中，还应注意加热温度，挤压压力，以确保零件表面光滑，尺寸精确，质量可靠。
- 1 -。
冷挤压的特点
冷挤压的特点第一章绪论第二节挤压变形特点挤压，是对放在模具模腔（或挤压筒）内的金属坯料施加外力，迫使金属从模孔中挤出，获得所需端面形状、尺寸并具有一定力学性能的挤压制件的塑性加工方法。
挤压加工工艺和其它一次性的塑性加工方法的根本区别，在于它是在密封的模具内进行的，因而金属的变形是在三向压应力状态下产生的。
从挤压坯料的温度来看，挤压可分为以下三类：1）冷挤压，又称冷锻，一般指在回复温度以下（室温）的挤压。
2）温挤压，一般指坯料在金属再结晶温度以下、回复温度以上进行的挤压。
对于黑色金属，以600℃为界，划分为低温挤压和高温挤压。
3）热挤压，指坯料在金属再结晶温度以上进行的挤压。
1.1 冷挤压的特点挤压加工有许多的特点，主要表现在挤压变形过程的应力应变状态、金属流动行为、产品的综合质量、生产的灵活性与多样性、生产效率与成本等方面。
①.提高金属的变形能力金属在挤压时处于强烈的三向压应力状态，可以充分发挥其塑性，获得大变形量。
②.制品综合质量高挤压变形可以改善金属材料的组织，提高其力学性能，特别是对于一些具有挤压效应的铝合金，起挤压制品在淬火时效后，纵向（挤压方向）力学性能远高于其他加工方法生产的同类产品。
与轧制、锻造等加工方法相比，挤压制品的尺寸精度高、表面质量好。
③.节约原材料挤压属于少、无切削加工，大大节约了原材料。
④.产品范围广挤压加工不但可以生产断面形状简单的工件、管、棒、线材，而且还可以生产断面形状复杂的实心和空心件、型材、制品断面沿长度方向分阶段变化的和逐渐变化的变断面型材，其中许多断面形状的制品是采用其他塑性加工方法无法形成的。
挤压制品的尺寸范围也非常广。
⑤.生产灵活性大、生产效率高挤压加工具有很大的灵活性，只要更换模具就可以在同一台设备上生产形状、尺寸规格和品种不同的产品。
挤压操作简便，容易掌握，生产效率高，对工人技术等级要求较低。
除了上述挤压共有的优点，冷挤压还具有以下几个特点：1．够得到强度大、刚性好而质量轻的零件2．零件精度等级高、表面粗糙度低3．节约能源，工作环境得到较大改善。
冷挤压工艺及模具设计课件
•冷挤压工艺及模具设计
•23
冷挤压工艺及模具设计
3．模具的易损部位，应考虑通用性和互换性。并便于 更换、修理。
4．对于精度要求较高的挤压件，模具设计要有良好的 稳定导向装置。
5．坯料取放应方便，毛坯易放入模腔。
6．模具应安全可靠，制造工艺简便，成本低，使用寿 命长。
为满足以上各项要求，必须慎重考虑模具结构的设计、 材料的选择、制造工艺及其热处理等问题。
F1——冷挤压变形后工件的横截面积，mm2。
•冷挤压工艺及模具设计
•15
冷挤压工艺及模具设计
(2) 挤压面积比 G F 0
F1
（5-4）
式中 G——挤压面积比；
F0——冷挤压变形前毛坯的横截面积，mm2；
F1——冷挤压变形后工件的横截面积，mm2；
F 与G之间存在如下关系：
F
(11)100% G
•冷挤压工艺及模具设计
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
•17
冷挤压工艺及模具设计
冷挤压的许用变形程度取决于下列各方面的因素：
(1) 可挤压材料的力学性能 材料越硬，许用变形程 度就越小，塑性越好，许用变形程度越大。
(2) 模具强度 选用的模具材料好，且模具制造中冷、 热加工工艺合理，模具结构也较合理，其模具强度就越高， 许用变形程度就越大。
•冷挤压工艺及模具设计
•4
冷挤压工艺及模具设计
(2) 提高零件的力学性能 在冷挤压过程中，金属处于三向挤压应力状态，变形后
材料的组织致密，又有连续的纤维流向，变形中的加工硬化 也使材料的强度和刚度大大提高，从而可用低强度钢材代替 高强度钢。 (3) 可加工形状复杂的零件
对复杂零件可以一次加工成型，加工十分方便，大批大 量生产时，加工成本低。
冷镦和冷挤压
冷镦和冷挤压冷镦与冷挤压基本上是同样条件的变形加工，但在操作方式上是不一样的。
冷墩属于较小型工件的锻造变形，常用于紧固件工业。
而冷挤压则属于较大型工件的挤压变形，用途较广泛。
01什么是冷挤压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，显然，冷挤压加工是靠模具来控制金属流动，靠金属体积的大量转移来成形零件的。
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。
如果毛坯不经加热就进行挤压，便称为冷挤压。
冷挤压是无切屑、少切屑零件加工工艺之一，所以是金屑塑性加工中一种先进的工艺方法。
如果将毛坯加热到再结晶温度以下的温度进行挤压，便称为温挤压。
温挤压仍具有少无切屑的优点。
冷挤压技术是一种高精、高效、优质低耗的先进生产工艺技术，较多应用于中小型锻件规模化生产中。
与热锻、温锻工艺相比，可以节材30%～50%，节能40%～80%而且能够提高锻件质量，改善作业环境。
目前，冷挤压技术已在紧固件、机械、仪表、电器、轻工、宇航、船舶、军工等工业部门中得到较为广泛的应用，已成为金属塑性体积成形技术中不可缺少的重要加工手段之一。
随着科技的进步和汽车、摩托车、家用电器等行业对产品技术要求的不断提高，冷挤压生产工艺技术己逐渐成为中小锻件精化生产的发展方向。
冷挤压还分正挤压、反挤压、复合挤压、径向挤压等。
02什么是冷镦冷镦工艺是少无切削金属压力加工新工艺之一。
它是一种利用金属在外力作用下所产生的塑性变形，并借助于模具，使金属体积作重新分布及转移，从而形成所需要的零件或毛坯的加工方法。
冷镦工艺最适于用来生产螺栓、螺钉、螺母、铆钉、销钉等标准紧固件。
冷镦工艺常用的设备为专用的冷镦机。
如生产量不太大，也可以用曲柄压力机或摩擦压力机代替。
冷镦工艺由于具有高的生产率，良好的产品质量，并大大减少材料消耗，降低生产成本，改善劳动条件，因此愈来愈广泛地应用在机械制造特别是标准紧固件的生产中，其中应用多工位冷镦机生产的最有代表性的产品，是螺栓、螺钉和螺母。
冷温热挤压技术
冷温热挤压技术冷温热挤压技术是一种重要的金属加工技术，广泛应用于各行各业。
在此，我将为大家详细介绍冷温热挤压技术的基本原理、工艺流程、应用领域和未来发展趋势。
冷挤压是指在室温下对金属材料进行挤压加工。
它主要通过利用强大的挤压力将金属材料引入挤压模中，通过挤压腔体的限制使金属处于高应变率的状态，进而在外力作用下进行形状变化。
冷挤压加工具有高精度、高生产效率、低材料损耗等优点，因此在汽车、航空航天、电子电气等领域有广泛的应用。
温挤压是一种介于冷挤压和热挤压之间的加工技术，在温度稍高于室温的情况下进行挤压。
温挤压能够使金属材料的塑性得到有效提高，有利于形变和分散硬化相的再结晶过程，从而获得更好的挤压效果。
温挤压通常应用于难以在室温下加工的金属材料。
热挤压是指在较高温度下进行的挤压加工。
热挤压能够显著提高金属材料的塑性，在较高的温度下进行挤压，使金属更易于形变。
热挤压广泛应用于高温合金、铝合金、镁合金等材料的加工，具有高材料利用率、产品尺寸精度高、显微组织均匀等优点。
冷温热挤压技术的工艺流程一般包括材料的预处理、坯料切割、坯料预热、挤压成形、冷却和后处理等步骤。
根据具体的应用场景和材料特性，这些步骤的顺序和参数可能会有所不同，但整体上都是按照以上顺序进行。
冷温热挤压技术在众多领域有广泛的应用。
在汽车工业中，冷挤压被广泛应用于车身、发动机零部件等的制造，有效提高了产品性能和质量。
在航空航天领域，温挤压和热挤压被用于制造航空发动机、飞机结构件等部件，具有重要的意义。
在电子电气行业，冷挤压用于制造电子器件金属外壳和导电金属材料等。
未来，冷温热挤压技术有望进一步发展。
随着科学技术的不断进步，挤压设备和工艺将变得更加精密、高效。
同时，随着材料科学的发展，新型合金材料的出现将拓展冷温热挤压技术的应用领域。
例如，轻金属合金、高强度钢等新材料的应用将进一步推动冷温热挤压技术的发展。
此外，与其他制造技术的结合也将提高冷温热挤压技术的灵活性和效率。
冷 挤 压
四、冷挤压力的确定 挤压力的确定直接影响到极限变形 程度的确定、挤压工艺过程设计、 模具结构和零部件的设计、挤压设 备的选择。 1、冷挤压力曲线 Ⅰ是挤压初始镦粗与充满型腔阶段；Ⅱ是稳 定挤压阶段；Ⅲ是挤压终结阶段；Ⅳ是刚端 挤压阶段。C为毛坯高度较小的挤压曲线。 刚端尺寸：纯铝为0.2～0.3mm，黑 色金属约为1.5mm。 2、单位挤压力及其影响因素： p=F/A 影响因素：金属性能、挤压方式、变形 程度、模具工作零件集合形状及参数、 毛坯相对高度、毛坯处理和润滑等等。
3、挤压力的确定 由于影响单位挤压力的因素较为复杂，要准确计算单位挤压 力和总的挤压力，目前还有困难。因此，实际上通常采用图 解法确定。 例题1：正挤压实心零件，已知工件材料为纯铁，坯料直径d0 ＝75mm，坯料高度h 0 ＝110mm，工件直径d=45mm,凹模锥角 为90度，球单位挤压力和挤压力。 正挤压空心零件挤压力如图；反挤压零件挤压力如图。 正挤压实心零件 单位挤压力：
凸模工作断面的工艺槽形状
冷挤压凹模结构 当单位挤压力（如图）： p ≤1100MPa时，用整体 式凹模。 1100MPa<p ≤1400MPa 时，用两层组合凹模。 1400MPa<p ≤2500MPa 时，用三层组合凹模。 进一步增加凹模层数， 应力分布更均匀，但给 制造和装配带来了困难。
组合凹模预应力圈的直径与过盈量
三、冷挤压模具
反挤压模
模具特点： 采用通用模架； 凸模做成快换式结构； 凹模做成预应力组合 式结构； 凸模凹模的同轴度可 以调整； 浮动式刚性卸料 凸模凹模都有较厚的 垫板。
正挤压模具
径向挤压（冷镦）模具
四、冷挤压凸模与凹模的设计 1、正挤压凹模的结构和尺寸、凸模结构 2、反挤压凹模的结构和尺寸、凸模结构 3、凸、凹模工作部分径向尺寸计算 当零件标注外尺寸： DA=(Dmax－0.75∆)+δA dT=(DA－1.9C)-δT 当零件标注内尺寸： dT=(dmin＋ 0. 5∆)-δT DA=(dT+ 1.9C)+δA 4、预应力组合凹模设计
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
冷挤压简介
2005年8月8日10:7 . .
概论
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。
一、基本类型
1.正挤压：正挤压时，金属的流动方向与凸模的运动方向一致（图1a、b）。
正挤压可以制造各种形状的实心件和空心件（图2）。
2.反挤压：反挤压时，金属的流动方向与凸模的运动方向相反（图1c）。
反挤压可以获得各种形状的杯形件。
如图2-8缸体，图3-5所示盖。
图1 冷挤压变形类型示意图
1—凸模 2—凹模 3—毛坯 4—挤压件 5—顶件杆
3．复合挤压：挤压时，毛坯一部分金属流动方向与凸模运动方向相同，而另一个部分金属流动方向与凸模运动方向相反（图1d）。
复合挤压可制得各种杯一杯、杯一杆、杯一筒零件（图3）。
4．径向挤压；挤压时，金属的流动方向与凸模运动方向相垂直（图1e）。
径向挤压又可分为向心挤压和离心挤压（图4），径向挤压用来制造斜齿轮、花键盘等零件。
图2 冷挤压件实例之一
1—导管 2—后车轴 3—筒体 5，6—空心轴 7—导向缸体 8—缸体 9—驱动轴
图2 冷挤压件实例之二
1-螺母 2-保持器 3-导套 4-特殊螺母 5-盖 6-紧固螺母 7-支撑住 8-支承
器 9-齿轮毛坯 10-螺母
5．锻压：镦压时，金属毛坯径向向外流动（图1f）。
镦压用于制造带法兰的轴类零件或凸缘的杯形零件（图4）。
正挤压、反挤压与复合挤压是冷挤压技术中应用最广泛的三种方法。
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。
径向挤压是最近十几年才发展起来的，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，以及国防工业系统中都有广泛的应用，这是因为它具有明显的优点。
二、冷挤压技术的特点
1.挤压零件尺寸准确表面光洁：目前我国研制的冷挤压件一般尺寸精度可达8～9
级，陇度一般可达，若采用理想的润滑可达（指纯铝和紫铜零件），仅次于精抛
光表面。
因此用冷挤压方法制造的零件，一般不需要再加工，少量的只需精加工（磨削）。
图4
2.节约原材料：冷挤压件材料利用率通常可以达到80％以上。
如解放牌汽车活塞销（图5a）动切削加工材料利用率为4
3.3％，而用冷挤压时材料利用率提高到92％；又如万向节轴承套（图5b）改用冷挤压后，材料利用率由过去的27.8％提高到64％。
可见，采用冷挤压方法生产机械零件，可以节约大量钢材和有色金属材料。
3.生产率高：用冷挤压方法生产机械零件的效率是非常高的，特别是生产批量大的零件，用冷挤压方法生产可比切削加工提高几倍、几十倍、甚至几百倍。
例如，汽车活塞销用冷挤压方法比用切削加工制造提高3.2倍，目前又用冷挤压活塞销自动机，使生产率进一步提高。
一台冷挤压自动机的生产率相当于100
台普通车床或10台四轴自动车床的生产率。
4.可加工形状复杂的零件：如异形截面、内齿、异形孔及盲孔等，这些零件采用其它加
工法难以完成，用冷挤压加工却十分方便。
图6所示的零件，能方便的挤出。
5.冷挤压件强度高、刚性好而重量轻：由于冷挤压采用金属材料冷变形的冷作强化特性，即挤压过程中金属毛坯处于三向压应力状态，变形后材料组织致密、且具有连续的纤维流向，因而制件的强度有较大提高。
这样就可用低强度材料代替高强度材料。
例如过去采用20Cr钢经切削加工制造解放牌活塞销，现改用20号钢经冷挤压制造活塞销，经性能测定各项指标，冷挤压法高于切削加工法制造活塞销。
图5 用冷挤制造的零件
这表明用冷挤压加工活塞销可用20号钢代替20Cr钢。
从以上特点，可以看出，冷挤压技术与目前各种加工方法比较，具有突出的优越性。
这就为冷挤压代替切削加工、锻造、铸造和拉深工艺来制造机器零件，开辟了一条广阔的道路。
图6 冷挤压件实例之四
三、冷挤压技术的发展
冷挤压技术发展的初期是非常缓慢的，长期以来只对几种软金属（铅和锡）进行挤压。
直到19纪末20世纪初，才开始挤压较硬的有色金属（锌、铝、紫铜、黄铜等）至于钢的挤压，由于冷挤压时需要很大的压力，在当时不能解决挤压钢用的模具材料、合适的润滑剂与大吨位的压力机等问题，长时间一直认为挤压钢是十分困难甚至是不可能的。
1906年，英国人科斯利特（T.W.coslett）发现用磷酸盐处理钢件制品是一种较理想的防锈方法，但工序繁多，而经济效益又差，故未被广泛采用。
不过，这种防锈法的出现却极大地激发了人们去研究更简单而有效的新方法的积极性。
到后来，用自动连续装置对钢毛坯进行磷酸锌防锈处理只需要两分钟。
经磷酸锌处理过的毛坯表面附有脂肪润滑剂或钠皂薄膜，且这层薄膜不易脱落，挤压这种毛坯时，压力较小。
这个发现使人们找到了一种理想的钢毛坯表面处理法一磷化皂化法。
磷化皂化处理钢毛坯表面方法的出现使钢的挤压成为可能。
1934年，德国人采用磷化皂化法成功地冷挤出钢管。
二次世界大战期间，德国人需要大量弹壳，当时黄铜又供应不足，于是德国人秘密试验用冷挤压生产钢弹壳、后来，采用合金工具钢作模具材料，用冷挤压成功地挤出大批量钢弹壳类零件。
图7 冷挤压件的应用
第二次世界大战以后，美国人窃取了德国人关于钢的冷挤压的全部资料，开始在美国用冷挤压秘密生产军火，开办了很多生产钢弹壳和弹体的军工厂。
钢的冷挤压于1947一年才正式用于民用工业。
美国于1949年发表了各种钢材冷挤压后机械性能的实验数据。
德国于1950年、1953年先后公布了钢的冷挤压的基本技术数据及冷挤压力和挤压功的实验结果。
1957年，日本引进了专用冷挤压机，开始在精密仪器和仪表中采用冷挤压技术。
日本见这种新技术经济效益显著，很快把这种技术用于制造汽车和电气制件。
现已成为遍及各个工业部门的重要加工手段。
图7介绍了冷挤压的发展和应用情况。
从图上看出，自1950年以后，冷挤压件生产的迅速发展。
虚线表示预测产量，但后来均突破这个预测量，尤其日本突破得更多。
目前生产的冷挤压件80～85％用于汽车工业，其余用于电器工业、机器制造业、仪表工业和建筑业等。
在我国，建国前的冷挤压加工是十分落后的，当时，仅有少数工厂用铅、锡等有色金属挤压牙膏管或线材、管材一类产品。
建国后，冷挤压技术得到了发展。
50十年代开始了铝、铜及其合金的冷挤压；60年代黑色金属冷挤压已应用于生产。
十年浩劫，极大地影响了冷挤压技术的发展。
1978年以后，在“独立自主，自力更生”的伟大方针指引下，冷挤压技术得到了迅速发展。
近几年来，随着改革开放政策的进展，随着国家工业生产及科学技术的蓬勃发展，冷挤压技术也得到了迅猛发展。
70年代末，国内不少高等学校、研究所和工厂开展了冷挤压技术的实验研究，发表了大量的有价值的论文，初步形成了一支研究和应用冷挤压技术的队伍。
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。
制造的冷挤压件是各种各样的，最重可达30公斤，最轻只有1克。
在模具材料使用方面，除了用高速钢、轴承钢、高碳高铬合金工具钢外，还采用了不少新型模具钢如CG2、65Nb、LD等。
在挤压工艺参数选择和模具结构设计方面，初步采用了优化设计
及计算机辅助设计与制造（即CAD/CAM），使模具结构更合理、挤压工艺参数更接近于实际。
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。
科学的发展，对冷挤压技术产生了重大影响，具体地说就是计算机在工艺分析、模具设计、制造及工艺过程控制中的应用对冷挤压技术产生的影响。
我国将进一步发展应用这门新技术。
发展冷挤压技术主要应从以下几方面着手：
1.扩大冷挤压技术的应用范围，在一定范围内，逐步代替铸、锻、拉深及切削加工；
2.提高冷挤压制件的精度和表面质量，生产出几何形状更复杂的制件；
3.扩大冷挤压用的原材料种类，研究更理想的表面处理与润滑方法；
4.进一步使用CAD/CAM和优化设计，提高和加快模具设计与制造，研制出更合理的模具结构；
5.寻找更适合于冷挤压用的模具材料及其热处理方法，以延长模具的使用寿命；
6.进一步发展温热挤压、等温挤压、静液挤压及高速挤压等新工艺技术的研究和应用；
7.研制适合于冷挤压的多功能的冷挤压机，使毛坯和制件能安全自动地进料与出件，以便进一步提高生产率。