本章的主要內(nèi)容: 影響機(jī)組擠壓力的因素

用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算冷擠力

用圖表法計(jì)算冷擠力

一、冷擠壓過程中擠壓力的變化規(guī)律

第一階段: 正壓力急劇增加到一個(gè)點(diǎn), 壓緊力克服金屬的內(nèi)部變形阻力和摩擦, 壓金屬晶格, 擠壓開始。

第二階段: 擠壓力稍有變化, 變形區(qū)的大小和形狀保持不變。

第三階段: 如果擠壓繼續(xù), 擠壓力急劇上升, 擠壓必須在這一點(diǎn)上完成, 否則模具或壓機(jī)可能會(huì)損壞。

冷擠壓力的計(jì)算是基于第二階段, 即穩(wěn)定變形階段。

二、影響機(jī)組擠壓力的因素

1. 擠壓材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能的影響

鋼中的碳和鉻含量對(duì)壓緊力的影響很大, C 的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鉻的影響。冷擠壓金屬的力學(xué)性能對(duì)壓緊力有很大影響, 是決定單位受壓力的基本因素。

材料有抗拉強(qiáng)度 b 和屈服點(diǎn)或屈服強(qiáng)度0.2 有一個(gè)大單位壓緊力。經(jīng)金屬材料軟化熱處理后, 抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和硬度顯著降低, 使變形力降低。此外, 金屬材料的工作硬化靈敏度越高, 冷擠壓所需的變形力就越大。

2、變形程度

當(dāng)正擠壓時(shí), 所有材料的單位壓緊力 p 隨著截面還原率的增加而增加 a。當(dāng) a<60%, >6 0% 時(shí) , p 值的增長(zhǎng)率迅速上升 , 當(dāng) a 從 6 0% 上升到 8 0% 時(shí)。單位擠出力的增長(zhǎng)率將幾乎翻番。

因此 , 在工藝設(shè)計(jì)中 , 為了確保模具壽命長(zhǎng) , 對(duì)于相對(duì)較高的強(qiáng)度材料 , 如碳鋼 , 如果 a > 75% , 最好使用多步成型。

隨著反擠壓過程中截面還原率的增加, 單位壓力 p 具有最小值。

根據(jù)材料的類型, 與最小單位壓力相對(duì)應(yīng)的 a 變化不大, 一般在40% 至60% 之間, 小于40% 或大于 60%, 單位受壓力迅速增大。因此 , 為了保證單位擠出力低、模具壽命長(zhǎng) , 從工藝設(shè)計(jì)的角度選擇 a = 40% ~ 60% 是合理的。

3. 模具幾何形狀的影響模具幾何形狀是指模具的工作部分的幾何形狀。在正壓過程中, 模具的錐度對(duì)單位壓力的影響最大。當(dāng)α= 60°時(shí), 單位受壓力最小;當(dāng)α<60° or="" α="">60°時(shí), 單位壓力較大。

結(jié)合許多因素, 最好采取凹模錐角α= 90°~ 150°, 和α= 120°是最常用的。平底沖床的平底壓力最大, 球面沖床的單位壓緊力最小, 當(dāng)單位壓緊力大于60% 時(shí), 球面沖床的單位壓緊力急劇上升。因此, 球面沖床僅適用于淺孔背擠壓。錐形沖床的單位壓力小于平底, 易于加工和制造。當(dāng) a 超過 70% 時(shí) , 圓錐的單位壓緊力比球面形狀小 , 但錐形沖床容易造成壁厚不均勻。.因此, 在生產(chǎn)實(shí)踐中經(jīng)常使用平底錐形沖床。錐形沖床工作部分的幾何形狀, 特別是錐形先端角αB, 對(duì)單位受壓力的影響最大。圓錐先端角αB 是凸模錐的補(bǔ)重角的一半。錐形沖床的錐形先端角αB 對(duì)單位壓緊力的影響如圖17所示。當(dāng)αB = 7°至9°時(shí), 單位壓力最小。4、變形的影響

當(dāng)截面還原比相同時(shí), 反向擠壓?jiǎn)卧臄D壓力最高, 正擠壓的實(shí)心核心接近空心部分, 兩者均低于反向擠壓。抗擠壓曲線是具有最低點(diǎn)的近似拋物線。

5. 空白高度對(duì)擠壓力的影響</60°></60%,>

空白高度的變化影響著空白與模具實(shí)際接觸面積比的變化, 進(jìn)而影響到摩擦阻力的變化。

空白高度對(duì)單位壓力的影響用一個(gè)因子表示。正壓時(shí), 不同 h/d0 (h0 為空白高度, d0 為空白直徑) 與空白高度校正系數(shù) Kh 之間的關(guān)系如圖20所示;當(dāng) h/d0<1, >1時(shí), 更改會(huì)變慢。在回壓時(shí), 不同的 h0d0 和空白高度校正系數(shù) Kh 之間的關(guān)系如圖21所示。當(dāng) h/d0 <1,>1時(shí), 當(dāng) h/d0 增加時(shí), khh 值沒有顯著增加。

6. 良好的潤(rùn)滑狀態(tài)可以大大降低真實(shí)接觸面積比β, 從而降低摩擦阻力, 從而降低單位壓力。

?7. 擠壓速度對(duì)冷擠壓擠壓力的影響不明顯。

三、冷擠壓力的計(jì)算

擠壓力是選擇設(shè)備和設(shè)計(jì)模具的基礎(chǔ)。壓力和壓力與擠壓溫度、零件的復(fù)雜性、模具的結(jié)構(gòu)形式、毛坯的性能、變形程度和潤(rùn)滑條件有關(guān)。考慮到所有的影響因素, 很難準(zhǔn)確計(jì)算壓縮力。它通常是由經(jīng)驗(yàn)公式或圖形方法決定的。

所選設(shè)備的壓力或噸位 p 可計(jì)算如下: P = C p a, 其中: p-單位擠壓力 (MPa);

A--沖床工作部分的投影面積 (mm2);

C-安全系數(shù)一般為1.3。

(1) 單位擠壓力的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算常用的經(jīng)驗(yàn)公式:

p = Z n b 在哪里: p-單位擠力 z--模具形狀