本章的主要内容: 影响机组挤压力的因素

用经验公式计算冷挤力

用图表法计算冷挤力

一、冷挤压过程中挤压力的变化规律

第一阶段: 正压力急剧增加到一个点, 压紧力克服金属的内部变形阻力和摩擦, 压金属晶格, 挤压开始。

第二阶段: 挤压力稍有变化, 变形区的大小和形状保持不变。

第三阶段: 如果挤压继续, 挤压力急剧上升, 挤压必须在这一点上完成, 否则模具或压机可能会损坏。

冷挤压力的计算是基于第二阶段, 即稳定变形阶段。

二、影响机组挤压力的因素

1. 挤压材料的化学成分和力学性能的影响

钢中的碳和铬含量对压紧力的影响很大, C 的影响远远大于铬的影响。冷挤压金属的力学性能对压紧力有很大影响, 是决定单位受压力的基本因素。

材料有抗拉强度 b 和屈服点或屈服强度0.2 有一个大单位压紧力。经金属材料软化热处理后, 抗拉强度、屈服强度和硬度显著降低, 使变形力降低。此外, 金属材料的工作硬化灵敏度越高, 冷挤压所需的变形力就越大。

2、变形程度

当正挤压时, 所有材料的单位压紧力 p 随着截面还原率的增加而增加 a。当 a<60%, >6 0% 时 , p 值的增长率迅速上升 , 当 a 从 6 0% 上升到 8 0% 时。单位挤出力的增长率将几乎翻番。

因此 , 在工艺设计中 , 为了确保模具寿命长 , 对于相对较高的强度材料 , 如碳钢 , 如果 a > 75% , 最好使用多步成型。

随着反挤压过程中截面还原率的增加, 单位压力 p 具有最小值。

根据材料的类型, 与最小单位压力相对应的 a 变化不大, 一般在40% 至60% 之间, 小于40% 或大于 60%, 单位受压力迅速增大。因此 , 为了保证单位挤出力低、模具寿命长 , 从工艺设计的角度选择 a = 40% ~ 60% 是合理的。

3. 模具几何形状的影响模具几何形状是指模具的工作部分的几何形状。在正压过程中, 模具的锥度对单位压力的影响最大。当α= 60°时, 单位受压力最小;当α<60° or="" α="">60°时, 单位压力较大。

结合许多因素, 最好采取凹模锥角α= 90°~ 150°, 和α= 120°是最常用的。平底冲床的平底压力最大, 球面冲床的单位压紧力最小, 当单位压紧力大于60% 时, 球面冲床的单位压紧力急剧上升。因此, 球面冲床仅适用于浅孔背挤压。锥形冲床的单位压力小于平底, 易于加工和制造。当 a 超过 70% 时 , 圆锥的单位压紧力比球面形状小 , 但锥形冲床容易造成壁厚不均匀。.因此, 在生产实践中经常使用平底锥形冲床。锥形冲床工作部分的几何形状, 特别是锥形先端角αB, 对单位受压力的影响最大。圆锥先端角αB 是凸模锥的补重角的一半。锥形冲床的锥形先端角αB 对单位压紧力的影响如图17所示。当αB = 7°至9°时, 单位压力最小。4、变形的影响

当截面还原比相同时, 反向挤压单元的挤压力最高, 正挤压的实心核心接近空心部分, 两者均低于反向挤压。抗挤压曲线是具有最低点的近似抛物线。

5. 空白高度对挤压力的影响</60°></60%,>

空白高度的变化影响着空白与模具实际接触面积比的变化, 进而影响到摩擦阻力的变化。

空白高度对单位压力的影响用一个因子表示。正压时, 不同 h/d0 (h0 为空白高度, d0 为空白直径) 与空白高度校正系数 Kh 之间的关系如图20所示;当 h/d0<1, >1时, 更改会变慢。在回压时, 不同的 h0d0 和空白高度校正系数 Kh 之间的关系如图21所示。当 h/d0 <1,>1时, 当 h/d0 增加时, khh 值没有显著增加。

6. 良好的润滑状态可以大大降低真实接触面积比β, 从而降低摩擦阻力, 从而降低单位压力。

?7. 挤压速度对冷挤压挤压力的影响不明显。

三、冷挤压力的计算

挤压力是选择设备和设计模具的基础。压力和压力与挤压温度、零件的复杂性、模具的结构形式、毛坯的性能、变形程度和润滑条件有关。考虑到所有的影响因素, 很难准确计算压缩力。它通常是由经验公式或图形方法决定的。

所选设备的压力或吨位 p 可计算如下: P = C p a, 其中: p-单位挤压力 (MPa);

A--冲床工作部分的投影面积 (mm2);

C-安全系数一般为1.3。

(1) 单位挤压力的经验计算常用的经验公式:

p = Z n b 在哪里: p-单位挤力 z--模具形状