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因?yàn)樗哂忻黠@的優(yōu)點(diǎn)。
冷擠壓的基本特點(diǎn)
擠壓零件尺寸準(zhǔn)確表面光潔 目前我國研制的冷擠壓件一般尺寸精度可達(dá) 8~9 級(jí),隴度一般可達(dá),若采用理 想的潤滑可達(dá)(指純鋁和紫銅零件),僅次于精拋光表面。因此用冷擠壓方法制造的零 件,一般不需要再加工,少量的只需精加工(磨削)。 節(jié)約原材料 冷擠壓件材料利用率通??梢赃_(dá)到 80%以上。如解放牌汽車活塞銷動(dòng)切削加工材 料利用率為 43.3%,而用冷擠壓時(shí)材料利用率提高到 92%;又如萬向節(jié)軸承套改用 冷擠壓后,材料利用率由過去的 27.8%提高到 64%。可見,采用冷擠壓方法生產(chǎn)機(jī) 械零件,可以節(jié)約大量鋼材和有色金屬材料。
生產(chǎn)率高
用冷擠壓方法生產(chǎn)機(jī)械零件的效率是非常高的,特別是生產(chǎn)批量大的零件,用冷
擠壓方法生產(chǎn)可比切削加工提高幾倍、幾十倍、甚至幾百倍。例如,汽車活塞銷用冷 擠壓方法比用切削加工制造提高 3.2 倍,目前又用冷擠壓活塞銷自動(dòng)機(jī),使生產(chǎn)率進(jìn) 一步提高。一臺(tái)冷擠壓自動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)率相當(dāng)于 100 臺(tái)普通車床或 10 臺(tái)四軸自動(dòng)車床 的生產(chǎn)率。
可加工形狀復(fù)雜的零件
如異形截面、內(nèi)齒、異形孔及盲孔等,這些零件采用其它加工法難以完成,用冷
擠壓加工卻十分方便。所示的零件,能方便的擠出。
冷擠壓件強(qiáng)度高、剛性好而重量輕
由于冷擠壓采用金屬材料冷變形的冷作強(qiáng)化特性,即擠壓過程中金屬毛坯處于三
向壓應(yīng)力狀態(tài),變形后材料組織致密、且具有連續(xù)的纖維流向,因而制件的強(qiáng)度有較 大提高。這樣就可用低強(qiáng)度材料代替高強(qiáng)度材料。例如過去采用 20Cr 鋼經(jīng)切削加工 制造解放牌活塞銷,現(xiàn)改用 20 號(hào)鋼經(jīng)冷擠壓制造活塞銷,經(jīng)性能測(cè)定各項(xiàng)指標(biāo),冷 擠壓法高于切削加工法制造活塞銷。
從以上特點(diǎn),可以看出,冷擠壓技術(shù)與目前各種加工方法比較,具有突出的優(yōu)越
性。這就為冷擠壓代替切削加工、鍛造、鑄造和拉深工藝來制造機(jī)器零件,開辟了一
條廣闊的道路。 冷擠壓的發(fā)展概況
冷擠壓技術(shù)發(fā)展的初期是非常緩慢的,長期以來只對(duì)幾種軟金屬(鉛和錫)進(jìn)行 擠壓。直到 19 紀(jì)末 20 世紀(jì)初,才開始擠壓較硬的有色金屬(鋅、鋁、紫銅、黃銅等) 至于鋼的擠壓,由于冷擠壓時(shí)需要很大的壓力,在當(dāng)時(shí)不能解決擠壓鋼用的模具材料、
合適的潤滑劑與大噸位的壓力機(jī)等問題,長時(shí)間一直認(rèn)為擠壓鋼是十分困難甚至是不
可能的。
1906 年,英國人科斯利特(T.W.coslett)發(fā)現(xiàn)用磷酸鹽處理鋼件制品是一種較 理想的防銹方法,但工序繁多,而經(jīng)濟(jì)效益又差,故未被廣泛采用。不過,這種防銹法的出現(xiàn)卻極大地激發(fā)了人們?nèi)パ芯扛唵味行У男路椒ǖ姆e極性。到后來,用自
動(dòng)連續(xù)裝置對(duì)鋼毛坯進(jìn)行磷酸鋅防銹處理只需要兩分鐘。經(jīng)磷酸鋅處理過的毛坯表面
附有脂肪潤滑劑或鈉皂薄膜,且這層薄膜不易脫落,擠壓這種毛坯時(shí),壓力較小。這
個(gè)發(fā)現(xiàn)使人們找到了一種理想的鋼毛坯表面處理法一磷化皂化法。 磷化皂化處理鋼毛坯表面方法的出現(xiàn)使鋼的擠壓成為可能。1934 年,德國人采 用磷化皂化法成功地冷擠出鋼管。二次世界大戰(zhàn)期間,德國人需要大量彈殼,當(dāng)時(shí)黃
銅又供應(yīng)不足,于是德國人秘密試驗(yàn)用冷擠壓生產(chǎn)鋼彈殼、后來,采用合金工具鋼作
模具材料,用冷擠壓成功地?cái)D出大批量鋼彈殼類零件。
第二次世界大戰(zhàn)以后,美國人竊取了德國人關(guān)于鋼的冷擠壓的全部資料,開始在
美國用冷擠壓秘密生產(chǎn)軍火,開辦了很多生產(chǎn)鋼彈殼和彈體的軍工廠。鋼的冷擠壓于 1947 年才正式用于民用工業(yè)。美國于 1949 年發(fā)表了各種鋼材冷擠壓后機(jī)械性能的實(shí) 驗(yàn)數(shù)據(jù)。德國于 1950 年、1953 年先后公布了鋼的冷擠壓的基本技術(shù)數(shù)據(jù)及冷擠壓力 和擠壓功的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 1957 年,日本引進(jìn)了專用冷擠壓機(jī),開始在精密儀器和儀表中采用冷擠壓技術(shù)。 日本見這種新技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益顯著,很快把這種技術(shù)用于制造汽車和電氣制件。現(xiàn)已成
為遍及各個(gè)工業(yè)部門的重要加工手段。 冷擠壓的國內(nèi)發(fā)展
在我國,建國前的冷擠壓加工是十分落后的,當(dāng)時(shí),僅有少數(shù)工廠用鉛、錫等有
色金屬擠壓牙膏管或線材、管材一類產(chǎn)品。 建國后,冷擠壓技術(shù)得到了發(fā)展。50 十年代開始了鋁、銅及其合金的冷擠壓;6 0 年代黑色金屬冷擠壓已應(yīng)用于生產(chǎn)。十年浩劫,極大地影響了冷擠壓技術(shù)的發(fā)展。 1978 年以后,在“獨(dú)立自主,自力更生”的偉大方針指引下,冷擠壓技術(shù)得到了迅速發(fā) 展。近幾年來, 隨著改革開放政策的進(jìn)展,隨著國家工業(yè)生產(chǎn)及科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)
展,冷擠壓技術(shù)也得到 了迅猛發(fā)展。 70 年代末,國內(nèi)不少高等學(xué)校、研究所和工廠開展了冷擠壓技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究, 發(fā)表了大量的有價(jià)值的論文,初步形成了一支研究和應(yīng)用冷擠壓技術(shù)的隊(duì)伍。
目前,我國已能對(duì)鉛、錫,鋁、銅、鋅及其合金、低碳鋼、中碳鋼、工具鋼、低
合金鋼與不銹鋼等金屬進(jìn)行冷擠壓,甚至對(duì)軸承鋼、高碳高鋁合金工具鋼、高速鋼等 也可以進(jìn)行一定變形量的冷擠壓。制造的冷擠壓件是各種各樣的,最重可達(dá) 30 公斤, 最輕只有 1 克。在模具材料使用方面,除了用高速鋼、軸承鋼、高碳高鉻合金工具鋼 外,還采用了不少新型模具鋼如 CG2、65Nb、LD 等。在擠壓工藝參數(shù)選擇和模具結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)方面,初步采用了優(yōu)化設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造(即 CAD/CAM),使模 具結(jié)構(gòu)更合理、擠壓工藝參數(shù)更接近于實(shí)際。在擠壓設(shè)備方面,我國已具備設(shè)計(jì)和制
造各級(jí)噸位擠壓壓力機(jī)的能力。除采用通用機(jī)械壓力機(jī)、液壓機(jī)、冷擠壓力機(jī)外,還
成功地采用摩擦壓力機(jī)與高速高能設(shè)備進(jìn)行冷擠壓生產(chǎn)。
科學(xué)的發(fā)展,對(duì)冷擠壓技術(shù)產(chǎn)生了重大影響,具體地說就是計(jì)算機(jī)在工藝分析、模具設(shè)計(jì)、制造及工藝過程控制中的應(yīng)用對(duì)冷擠壓技術(shù)產(chǎn)生的影響。我國將進(jìn)一步發(fā)
展應(yīng)用這門新技術(shù)。發(fā)展冷擠壓技術(shù)主要應(yīng)從以下幾方面著手: 1.擴(kuò)大冷擠壓技術(shù)的應(yīng)用范圍,在一定范圍內(nèi),逐步代替鑄、鍛、拉深及切削加 工; 2.提高冷擠壓制件的精度和表面質(zhì)量,生產(chǎn)出幾何形狀更復(fù)雜的制件; 3.擴(kuò)大冷擠壓用的原材料種類,研究更理想的表面處理與潤滑方法; 4.進(jìn)一步使用 CAD/CAM 和優(yōu)化設(shè)計(jì),提高和加快模具設(shè)計(jì)與制造,研制出更合 理的模具結(jié)構(gòu); 5.尋找更適合于冷擠壓用的模具材料及其熱處理方法,以延長模具的使用壽命;
6.進(jìn)一步發(fā)展溫?zé)釘D壓、等溫?cái)D壓、靜液擠壓及高速擠壓等新工藝技術(shù)的研究和 應(yīng)用; 7.研制適合于冷擠壓的多功能的冷擠壓機(jī),使毛坯和制件能安全自動(dòng)地進(jìn)料與出 件,以便進(jìn)一步提高生產(chǎn)率。