溫?cái)D壓模具發(fā)展論文

時(shí)間:2022-01-18 11:16:00

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溫?cái)D壓模具發(fā)展論文

1.溫擠壓模具的特點(diǎn)

1.1與冷擠壓相比的特點(diǎn)

(1)金屬塑性提高,變形抗力下降

溫?cái)D壓時(shí)可以將坯料加熱到再結(jié)晶溫度以下塑性好、變形抗力較低的溫度區(qū)域,以降低變形力。經(jīng)測試,一般情況下溫?cái)D壓的成形力僅為冷擠壓的1/3~l/2,降低了設(shè)備噸位和模具負(fù)荷。

(2)溫?cái)D壓件的尺寸精度和表面質(zhì)量接近冷擠壓件

溫?cái)D壓的成形溫度越低,其制件的尺寸精度也越高,表面粗糙度值也越低,更接近于冷擠壓件的質(zhì)量;反之,尺寸精度和表面質(zhì)量隨溫度上升而下降。

(3)每道工步的變形量較冷擠壓大,可減少工步數(shù)

由于溫?cái)D壓時(shí)金屬塑性好,金屬的流動(dòng)性能要明顯優(yōu)于冷擠壓,在冷擠壓時(shí)要數(shù)道工步完成的成形在溫?cái)D壓時(shí)可能只要一道即可完成,生產(chǎn)效率提高。

(4)可連續(xù)生產(chǎn),有利于降低成本

冷擠壓在多工步成形時(shí),工步間需要進(jìn)行軟化和潤滑處理。溫?cái)D壓在多工步成形時(shí),一股可在連續(xù)加熱后連續(xù)成形,不需要進(jìn)行工步間的軟化和表面處理,減低了生產(chǎn)成本。

(5)對(duì)模具的要求高

冷擠壓時(shí)僅需對(duì)模具進(jìn)行潤滑,不考慮漠具的冷卻;而溫?cái)D壓時(shí)不僅要對(duì)模具進(jìn)行潤滑,還要給予模具充分冷卻。

1.2與熱擠壓相比的特點(diǎn)

(1)尺寸精度和表面質(zhì)量遠(yuǎn)優(yōu)于熱擠壓件

由于溫?cái)D壓加熱溫度要低于熱擠壓,避開了鋼的劇烈氧化溫度,同樣在非保護(hù)氣氛中溫?cái)D壓坯料的氧化極微,無脫碳現(xiàn)象,避免了因氧化、脫碳等造成的缺陷,使擠壓件的尺寸精度和表面質(zhì)量大大提高。

(2)擠壓件得到強(qiáng)化,不需要進(jìn)行擠壓后熱處理

溫?cái)D壓后可以使擠壓件產(chǎn)生加工硬化,對(duì)于低碳鋼而言可以改善切削性能,不需要進(jìn)行正火調(diào)節(jié)硬度。對(duì)于一些不需要進(jìn)行最終熱處理的零件,溫?cái)D壓的強(qiáng)化作用足以滿足其對(duì)力學(xué)性能的要求。

(3)對(duì)校具的使用要求高

熱擠壓時(shí)可以對(duì)模具進(jìn)行模內(nèi)循環(huán)水冷卻,也可進(jìn)行外部噴射水冷卻,而不影響金屬的成形性能。溫?cái)D壓時(shí)只能采用模內(nèi)循環(huán)水冷卻,因?yàn)橥獠坷鋮s水接觸坯料會(huì)使坯料過冷,使溫?cái)D壓無法進(jìn)行。對(duì)于一些變形量不大的零件,熱擠壓時(shí)可不對(duì)坯料進(jìn)行潤滑處理,也可使模具達(dá)到相當(dāng)?shù)膲勖?。但溫?cái)D壓時(shí),坯料與放具的接觸應(yīng)力雖比冷擠壓時(shí)小得多,但在無潤滑的條件不會(huì)出現(xiàn)早期失效。由此可見,溫?cái)D壓對(duì)模具的要求比冷、熱擠壓高得多。

(4)對(duì)坯料的加熱方法要求高

由于溫濟(jì)壓埋料加熱時(shí)不得出現(xiàn)嚴(yán)重的氧化和脫碳政象,對(duì)爐溫控制的準(zhǔn)確性要求高。故應(yīng)盡可能采用電加熱方法,如感應(yīng)加熱和電阻爐加熱等?;鹧婕訜嵋矁H限于煤氣和天然氣加熱,一般情況下不采用煤或油加熱。

2.國內(nèi)溫?cái)D壓技術(shù)研究現(xiàn)狀

我國近幾年在溫?cái)D壓技術(shù)方面的研究取得了很大的進(jìn)展。我國上海交通大學(xué)洪慎章等人利用溫?cái)D壓技術(shù)成形了一直靠進(jìn)口的電機(jī)磁極和洗衣機(jī)制動(dòng)輪;青島理工大學(xué)田福祥采用浮動(dòng)的上凹模與下凹模對(duì)合結(jié)構(gòu),溫?cái)D壓成形了3Crl3馬氏體不銹鋼液壓機(jī)閥瓣;燕山大學(xué)張立玲等人采用熱機(jī)藕合彈塑性有限元法溫?cái)D壓成形了20CrMnTi轎車等速萬向節(jié)滑套;廣東陽春軸承廠黃覺亮利用溫?cái)D壓與冷精沖復(fù)合工藝成形了W208PPB5外球面方孔軸承。于滬平等采用塑性成形模擬軟件DEFORM;結(jié)合剛粘塑性有限元罰函數(shù)法對(duì)平面分流模的擠壓變形過程進(jìn)行了二維模擬,得出了擠壓過程中鋁合金的應(yīng)力、應(yīng)變、溫度以及流動(dòng)速度等的分布特點(diǎn)和變化規(guī)律;劉漢武等利用ANSYS軟件對(duì)分流組合模擠壓鋁型材進(jìn)行了有限元分析和計(jì)算,找出了模具設(shè)計(jì)中不易發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)缺陷;周飛等采用三維剛粘塑性有限元方法,對(duì)連續(xù)擠壓過程進(jìn)行了數(shù)值模擬,分析了連續(xù)擠壓的不同成形階段,給出了成形各階段的應(yīng)力、應(yīng)變和溫度場分布情況;馬思群等使用三線非線性有限元分析軟件MSC.marc,對(duì)擠壓工藝進(jìn)行數(shù)值模擬研究,分析了擠壓過程中金屬流動(dòng)分布規(guī)律,并得到了擠壓過程中變形體中任一指定點(diǎn)應(yīng)力、溫度隨時(shí)間變化的規(guī)律。王彥可等針對(duì)輒承保持架溫?cái)D壓模具失效,利用三維繪圖軟件SolidWorks建立保持架凹模的三維模型,將三維模型導(dǎo)入ANSYS有限元軟件進(jìn)行模擬和分析,發(fā)現(xiàn)應(yīng)力分布不均勻且應(yīng)力集中是回模開裂的問題;李更新等人利用Pro/E和DEFORM軟件進(jìn)行溫濟(jì)壓成形數(shù)值模擬解決了20Cr直齒圓柱齒輪齒形角限充不滿的難題??梢哉f,溫?cái)D壓是一項(xiàng)有效的毛坯精化技術(shù),值得大大推廣。

3.溫?cái)D壓的適用范圍

溫?cái)D壓是一項(xiàng)有效的毛坯精化工藝。它一般不需添加機(jī)器設(shè)備,工藝也不復(fù)雜,而且收效快,值得大力推廣。

當(dāng)然,溫?cái)D壓與冷擠壓相比,需要增添加熱裝置,產(chǎn)品尺寸精度與表面光潔度雖于冷擠壓較接近,但不免稍差一些,勞動(dòng)條件由于毛坯加熱也較冷擠壓時(shí)差。所以溫?cái)D壓雖有一系列優(yōu)點(diǎn),但一般說來,在下列三種情況下采用溫?cái)D壓時(shí)比較適宜的,即:

(l)對(duì)于高合金鋼、高強(qiáng)度材料,用冷擠壓進(jìn)行大變形加工有困難時(shí);

(2)對(duì)于一般材料,用于冷擠壓而壓機(jī)噸位不夠時(shí);

(3)打算組織連續(xù)生產(chǎn)時(shí)。

4.所要解決的主要問題

目前,溫?cái)D壓采用的潤滑劑,雖然有許多進(jìn)展,但還不能十分令人滿意。同時(shí)也還缺乏加工方面的一些實(shí)際數(shù)據(jù),完全適合溫?cái)D壓的模具材料還正在研究試驗(yàn)。溫?cái)D壓技術(shù)遠(yuǎn)沒有冷、熱擠壓技術(shù)廣泛推廣于我國工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)際應(yīng)用,最根本原因之一就是其模具工作零件存在著嚴(yán)重的早期失效現(xiàn)象,模具壽命沒有達(dá)到預(yù)定理想目標(biāo),從而影響著溫?cái)D壓技術(shù)優(yōu)勢的發(fā)揮。此外相應(yīng)研究與實(shí)踐的資料還不十分完整。因此,要使溫?cái)D壓加工應(yīng)用范圍迅速發(fā)展,還有許多技術(shù)方面的問題有待解決。

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【摘要】:結(jié)合國內(nèi)外溫?cái)D壓技術(shù)的研究現(xiàn)狀,對(duì)溫?cái)D壓的特點(diǎn)、適用范圍以及存在的問題加以介紹和作適當(dāng)?shù)脑u(píng)述。