冷精鍛工藝設(shè)計(jì)

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【實(shí)用精密鍛造知識(shí)系列介紹之十】

冷精鍛工藝設(shè)計(jì)

6.正擠壓和反擠壓生產(chǎn)杯和桿、杯和杯的復(fù)合擠壓工序設(shè)計(jì)

成形時(shí)，產(chǎn)品的上、下端形狀(杯和桿或杯和杯)都分別產(chǎn)生塑性變形。此種工序配置有采用正擠壓和反擠壓的復(fù)合擠壓一道工序成形和上、下端分別單獨(dú)成形的二道工序成形兩種。

復(fù)合擠壓的材料變形，根據(jù)最小能量原理，從成形負(fù)荷少的一端開始，即斷面減少率低的一方開始。

圖17中的斷面減少率，正擠壓的變形程度為44%，比反擠壓的變形程度77%要低，其塑性變形如圖18所示。復(fù)合擠壓成形時(shí)首先正擠壓成形軸，當(dāng)坯料接觸到反向沖頭后，開始反擠壓。如軸的長度較短，凹模即使沒有退模錐度，一般也不會(huì)增加成形應(yīng)力和與模具粘連，可以只采用一道工序成形。

圖17 杯-桿復(fù)合擠壓的斷面減少率

圖19 套筒扳手的復(fù)合擠壓

圖19所示為采用一道工序復(fù)合擠壓成形套筒扳手的實(shí)例。棘輪手柄入口和方孔以及螺栓孔和帶花鍵的孔均可采用復(fù)合擠壓一次成形?，F(xiàn)在這種對(duì)稱的異形孔擠壓技術(shù)已發(fā)展成為可以擠壓成形高精度的齒輪齒形。

7.桿和桿的擠壓工序設(shè)計(jì)(正擠壓和二次擠壓)

圖20是上下均為桿的復(fù)合擠壓成形實(shí)例。階梯軸花鍵端坯料的斷面減少率為60%、齒輪端斷面減少率為50%。

第一工序?yàn)橹苯诱龜D壓成形階梯軸，將中部不再加工的桿部擠壓成形的同時(shí)，將花鍵齒部位的光軸反擠成形。

第一工序后進(jìn)行復(fù)合擠壓成形，可采用環(huán)形凹模同時(shí)反擠壓成形花鍵軸部位和齒輪部位。

反擠壓成形時(shí)，被夾緊的坯料靜止不動(dòng)。環(huán)形凹模相對(duì)坯料作進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。環(huán)形凹模不但受到壓縮應(yīng)力，還承受大的內(nèi)壓，它不能采用預(yù)應(yīng)力圏，因而壽命較短。因此，工序配置為在第一次正擠壓擠出階梯軸后。再利用環(huán)形凹模進(jìn)行第二工序的正擠成形。此時(shí)環(huán)形凹模靜止不動(dòng)。因?yàn)榈诙ば虻凝X輪擠壓成形其斷面減少率比軸成形小，環(huán)形凹模上不受到內(nèi)壓作用，可以確保環(huán)形凹模的壽命。

圖20 桿-桿的二工序二次正擠壓復(fù)合擠壓工序配置及產(chǎn)品照片

進(jìn)一步說，第一工序，采用正擠壓和斷面減少率25%以下的二次擠壓加工的復(fù)合成形進(jìn)行兩段軸的成形，潤滑條件雖然變差，但工序縮短。第二工序也因采用擠壓花鍵軸和擠壓齒輪的復(fù)合成形，提高了產(chǎn)品的附加價(jià)值。

江蘇中興西田數(shù)控科技有限公司董事、總經(jīng)理 張清林