偏心轴的冷温复合挤压工艺及模具设计

《冷挤压成型工艺及模具设计》课程教学大纲一、课程名称（中英文）中文名称：冷挤压成型工艺及模具设计英文名称：Cold Extrusion Processes and Die Design二、课程编码及性质课程编码：0817761课程性质：选修课三、学时与学分总学时：24学分：1.5四、先修课程机械设计、材料成形工艺、金属学及热处理和材料成形原理等五、授课对象本课程面向材料成型及控制工程专业学生开设，也可以供材料科学与工程专业和电子封装技术专业学生选修。

六、课程教学目的（对学生知识、能力、素质培养的贡献和作用）本课程是第七学期开设的一般选修课，其教学目的主要包括：1、掌握金属材料冷挤压的变形性质和成型规律，以及冷挤压模具设计的方法；2、掌握冷挤压成型工艺及模具设计的特点及国内外发展概况，查找并掌握冷挤压技术及模具设计发展前沿的新技术的特性；3、掌握挤压成形的各种方法，能独立编制工艺规程和设计冷挤压模具，分析和解决冷挤压生产问题，具有今后从事冷挤压成型工艺和复杂模具开发与设计的能力。

表1 课程目标对毕业要求的支撑关系七、教学重点与难点：教学重点：1）本课程以介绍冷挤压成型工艺与模具为主体、以讲述两者的设计为重点；2）在全面了解与掌握挤压成形的材料原理及力学原理的基础上，重点学习冷挤压加工工序和模具的设计；3）重点学习的章节内容包括：第2章“挤压基本原理”（6学时）、第5章“冷挤压加工工序设计”（4学时）、第6章“冷挤压模具设计”（6学时）。

教学难点：1）冷挤压成型工艺及模具设计是实践性极强的课程之一，本课程将密切结合学生的生产实习、课程设计、实验课等实践环节，培养学生对冷挤压成型工艺及模具的认识及设计能力，提高授课质量与效果。

2）通过本课程学习，要求掌握冷挤压成型工艺的变形特点、应用范围、质量控制方法等，具备合理设计冷挤压成型工艺和复杂模具的实践能力。

八、教学方法与手段：教学方法：（1）采用现代化教学方法（含PPT演示，工艺动画，视频资料等），讲授冷挤压工艺的变形特点及应用领域，以提高教学效果及效率；（2）采用课堂教学与学生PPT汇报、交流讨论等方式，进行课堂互动，吸引学生的注意力、激发学生的学习热情，提高学生的学习效果。

第五章_冷挤压工艺及模 具设计
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2020/12/11
第五章冷挤压工艺及模具设计
冷挤压工艺及模具设计
•5.1 冷挤压工艺
•5.2 冷挤压模具设计 • •5.3 冷挤压模的典型结构
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第五章冷挤压工艺及模具设计
冷挤压工艺及模具设计
•5.1 冷挤压工艺
• 冷挤压是一种先进的少无切削加工工艺之一。它是在 常温下，使固态的金属在巨大压力和一定的速度下，通过模 腔产生塑性变形而获得一定形状零件的一种加工方法。冷挤 压的工艺过程是：先将经处理过的毛坯料放在凹模内，借助 凸模的压力使金属处于三向受压应力状态下产生塑性变形， 通过凹模的下通孔或凸模与凹模的环形间隙将金属挤出。它 是一种在许多行业广泛使用的金属压力加工工艺方法。
• (3) 冷挤压的变形方式 在变形程度相同的条件下， 反挤压的力大于正挤压的力。反挤压的许用变形程度比正挤 压小。
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第五章冷挤压工艺及模具设计
冷挤压工艺及模具设计
• (4) 毛坯表面处理与润滑 毛坯表面处理越好，润滑 越好，许用变形程度也就越大。
• (5) 冷挤压模具的几何形状 冷挤压模具工作部分的 几何形状对金属的流动有很大影响。形状合理时，有利于挤 压时的金属流动，单位挤压力降低，许用变形程度可以大些。
第五章冷挤压工艺及模具设计
冷挤压工艺及模具设计
•5.1.4.2 许用变形程度
• 冷挤压时，一次挤压加工所容许的变形程度，称为许 用变形程度。不同材料有不同的许用变形程度。在工艺上， 每道冷挤压工序的变形程度应尽量小于许用值，使模具承受 的单位挤压力不超过模具材料许用应力（目前一般模具材料 的许用应力为2500～3000N/mm2），确定许用变形程度数值 是冷挤压工艺计算的一个重要依据，因为冷挤压许用变形程 度的大小决定了制件所需的挤压次数。若计算出的冷挤压变 形程度超过许用值、则必须用多次挤压完成，以延长模具寿 命，避免损坏模具。

冷挤压工艺及模具设计
5.1.3 冷挤压毛坯的制备 5.1.3.1 冷挤压坯料形状与尺寸 挤压件的毛坯形状设计是否合理，将直接影响制件的形 状与尺寸，并且还将影响模具的寿命。冷挤压用毛坯通常都 是棒料或块料，其截面形状可根据制件的相应截面形状确定。 一般情况下，确定毛坯形状的原则是：旋转体及轴对称多角 类选用圆柱形毛坯；矩形零件可选用矩形毛坯。此外还应考 虑采用何种挤压方法，如图5-1所示，采用正挤压法时，用 实心毛坯能挤出实心件，用空心坯料能挤出空心件。反挤压 时，毛坯的形状采用实心和空心均可。
冷挤压工艺及模具设计
对于有些材料，为了确保冷挤压过程中的润滑层不被过 大的单位接触压力所破坏，毛坯要经过表面化学处理。例如 碳钢的磷酸盐处理（磷化）、奥氏体不锈钢的草酸盐处理、 铝合金的氧化、磷化或氟硅化处理、黄铜的钝化处理等。经 化学处理后的毛坯表面，覆盖一层很薄的多孔状结晶膜，它 能随毛坯一起变形而不剥离脱落，经润滑处理后在孔内吸附 的润滑剂可以保持挤压过程中润滑的连续性和有效的润滑效 果。
冷挤压工艺及模具设计
4.1.4.1 变形程度的表示方法 变形程度是表示挤压时金属塑性变形量大小的指标，其 最常用的表示方法有两种：截面收缩率和挤压面积比。 (1) 截面收缩率 式中
F0 − F1 εF = × 100% F0
（5-3）
ε F ——冷挤压的截面收缩率，见表5-1、表5-2；
F0——冷挤压变形前毛坯的横截面积，mm2； F1——冷挤压变形后工件的横截面积，mm2。
5.1.2 冷挤压的特点 5.1.2.1 冷挤压的特点主要包括以下三个方面： (1) 节约原材料，生产效率高 冷挤压是少无切削加工工艺，与切削加工相比，节约原 材料，同时，冷挤压是在压力机简单的往复运动中生产零件， 生产效率高，比切削加工高30倍。

冷挤压工艺及模具设计
5.1.1 冷挤压的分类 根据金属被挤出的方向与凸模运动方向的关系，冷挤压 一般可分为正挤压、反挤压、复合挤压三种基本方式。 1．正挤压如图5-1所示，挤压时金属流动方向与凸模流 动方向相同，适用于各种形状的实心件、管件和环形件的挤 压； 2．反挤压如图5-2所示，挤压时金属流动方向与凸模运 动方向相反，适用于各种截面形状的杯形件的挤压；
h0 V坯 。 F0
（5-2）
冷挤压工艺及模具设计
5.1.3.2 坯料的制备
冷挤压坯料制作要求十分细致、严格，有一定的平面度， 表面粗糙度、精度要求。可采用剪切加工、板料落料加工、 切削加工及其它特殊方法加工，毛坯的上、下端面必须平整。
5.1.3.3 毛坯的软化热处理 对毛坯进行软化热处理的目的是降低材料硬度，提高塑 性，得到良好的金相组织，消除内应力，以降低材料的变形 抗力，提高模具的寿命和零件质量。
2．选用合适的模具材料，工作部分必须要有相当的韧 性和耐磨性，几何形状及参数要合理、准确。有利于毛坯塑 性变形、降低单位挤压力。尽量采用光滑圆角过渡，防止应 力集中。
冷挤压工艺及模具设计
3．模具的易损部位，应考虑通用性和互换性。并便于 更换、修理。 4．对于精度要求较高的挤压件，模具设计要有良好的 稳定导向装置。
冷挤压工艺及模具设计
毛坯软化热处理规范可从相关手册中查到。但是，由于 保温时间同被处理毛坯尺寸、毛坯放置方法及装炉量等诸多 因素有关，因此在实际生产流程中，应根据具体情况确定保 温时间。
在冷挤压工序之间，还应根据变形程度和冷作硬化程度 的大小适当安排工序间软化热处理工序。
对于黄铜与硬铝挤压件，挤压后务必进行消除内应力的 退火。对于要求高的碳钢和不锈钢件，挤压后也需进行消除 应力退火的工序。

冷挤压工艺及模具设计
11、用道德的示腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根

冷挤压模具设计冷挤压模具设计是制造高精度零件的重要技术之一。

本文将详细介绍冷挤压模具设计的基本原理、设计流程、常见问题及解决方案等内容，以帮助读者更好地理解和应用该技术。

一、基本原理冷挤压是利用压力将金属材料挤出成形的一种加工方法。

其中，模具是冷挤压技术中至关重要的工具，决定了成品质量和生产效率。

因此，冷挤压模具设计的质量和精度直接影响到成品的质量和生产成本。

基本原理上，冷挤压模具即将金属渐进挤出，使其通过一组具有特定几何形状的孔道。

钢料在配有专用设备的机器中加热，经过一道或多道模压工序，最终成形，如螺母、螺栓、垫圈、铆钉等。

二、设计流程1、确定零件的尺寸与形状。

了解产品及主要特征，对某些铝合金、镁合金等特殊材料使用规范与制造规程的要求。

2、绘制图纸。

绘制出产品的三维模型图，确定毛坯的尺寸、形状和突出部位，以确保设计的模具能够满足产品的需求，并考虑一些细节问题，如材料规格、模具磨损和抵抗压塑性强度的能力等。

3、确定模具类型。

根据产品的尺寸、形状和工艺要求，确定冷挤压模具的类型。

常用的冷挤压模具包括拉伸模、挤压模、钝化模、套筒模等。

4、设计模具的结构。

设计模具的结构时，需要考虑到模具主体的结构、腔体形状、孔形结构等几个方面，还需要根据压力、预压、挤出量等要素，确定可承受的载荷。

同时，还需要考虑一些实际运用中需要注意的问题，例如设定模具配合公差、调整模具的开合间隙、设定模具的定位和定向等。

5、制作模具样品。

样品制作过程中，需要考虑到模具结构的合理性，以及各种元素的配合度。

制作完成后，需要进行模具的调试、试胶、实验成型等环节，进行逐渐的调整和完善。

三、常见问题及解决方案1、模具寿命不够长。

在设计时应考虑模具的材质和硬度，通过表面热处理、高频淬火、氮化等方式进行强化处理，以延长模具的使用寿命。

2、模具容易出现磨损或变形。

在制作过程中，要合理设定模具的使用寿命，并且需要根据产品的多重要素，优化模具的设计结构，来提高其使用的稳定性。

金属材料 铝 防锈铝 紫铜、黄铜、硬铝 镁 截面收缩率ε F（%） 正挤压 反挤压 正挤压 反挤压 95～99 90～99 90～95 75～90 备注 强度低的材料取下 限；强度高的取上 限。
冷挤压工艺及模具设计
5.2 冷挤压模具设计
5.2.1 冷挤压模的特点
由于冷挤压时，单位挤压力较大，因此冷挤压模具的强 度、刚度及耐用度等方面其要求都比一般冲模高，它与一般 普通冲模相比，主要有以下特点： 1．模具的工作部分与上、下底板之间一般都设有足够 的支承面与足够厚度的淬硬垫板，以承受很大的压力，减少 上、下底板上的单位压力。
冷挤压时，一次挤压加工所容许的变形程度，称为许用 变形程度。不同材料有不同的许用变形程度。在工艺上，每 道冷挤压工序的变形程度应尽量小于许用值，使模具承受的 单位挤压力不超过模具材料许用应力（目前一般模具材料的 许用应力为2500～3000N/mm2），确定许用变形程度数值是 冷挤压工艺计算的一个重要依据，因为冷挤压许用变形程度 的大小决定了制件所需的挤压次数。若计算出的冷挤压变形 程度超过许用值、则必须用多次挤压完成，以延长模具寿命， 避免损坏模具。
冷挤压工艺及模具设计
3．复合挤如图5-3所示，挤压时，金属流动方向相对于 凸模运动方向，一部分相同，另一部分相反，适用于各种复 杂形状制件的挤压；改变凹模孔口或凸、凹模之间缝隙的轮 廓形状，就可以挤出形状和尺寸不同的各种空心件和实心件。
图5-1 正挤压图
5-2 反挤压图
5-3 复合挤
冷挤压工艺及模具设计
程度。
冷挤压工艺及模具设计
4.1.4.1 变形程度的表示方法 变形程度是表示挤压时金属塑性变形量大小的指标，其 最常用的表示方法有两种：截面收缩率和挤压面积比。 (1) 截面收缩率 式中

2）模具工作部分的形状和尺寸合理, 有利于金属 的塑性变形, 从而降低挤压力；
3）模具的材料选择、加工方案和热处理规范的 确定都应合理；
4）模具的安装牢固可靠, 易损件的更换、拆卸、 安装方便；
5）模具导向良好, 以保证制件的公差和模具寿命 ；
7.5.2 冷挤压凸、凹模设计 （1）凸模
•a）
b）
c）
层和三层结构式。
•组合凹模的选择 单位压力（p凹/MPa） 凹模形式
≤1000~1200
整体凹模
简图
1200＜p≤1400~1600 二层组合凹模
1400＜p≤2200~2500 三层组合凹模
②二层组合凹模
③三层组合凹模
•二层组合凹模
•三层组合凹模
④组合凹模压合方法 a）加热压合（热装）
将外圈加热到适当温度, 套装到内圈上, 待外圈冷 却后将内圈压紧。热装时可不必加工出斜度。 b）强力压合
3）确定各图的直径 ①外圆外径d3, 由步骤2, 已知 d3=a31d1=4×66=264 d3取260mm
②内圆半径d2 d2=a21×d1 a21根据a31的取值, 查右图•两层组合凹模的a31与a21的关系
4）确定组合凹模的轴向、径向过盈量c2和u2.β2.δ2为过 盈量系数
β2＝0.008 δ2＝0.16 则
（4）径向挤压
•a）
b）
•冷模锻零件
•a）毛坯 b）零件
•
a）
b）
•
径向挤压
•
a）毛坯 b）零件
• （5）实例挤压方式的选择 • 工件的冷挤压成形工艺方案有以下三种: • ①采用圆柱毛坯，径向挤压成形凸缘部分；反挤压成形筒部。 • ②采用圆柱毛坯，预成形杯形；正挤压达到工件要求。 • ③采用圆柱毛坯，复合挤压一次成形。（采用）

温挤压工艺特点：
（ 1 ）．温挤压塑性成形时，毛坯的变形抗力比冷挤压小， 金属塑性成形比冷挤压容易，所需的压力机吨位也较小。 （2）．与热挤压工艺比较，由于温挤压毛坯的加热温度 较低，氧化、脱氧的可能性大为减小，因此，温挤压件的 尺寸精度和表面粗糙度皆比热挤压件质量明显改善。 （3）．由于温挤压前毛坯的加热温度一般不超过再结晶 温度，因此挤压件的力学性能与冷挤压件相当。 （4）．温挤压前或工序之间不需要进行软化退火工序。 这不仅可以减少工序数，而且还为连续自动化生产创造了 有利条件。 （ 5 ）．冷挤压塑性成形可以采用加大变形量的挤压工艺， 可以顺利成形一些非轴对称异形件。这就大大地扩大了挤 压技术的使用范围。
综上所述，初定方案二。
第二部分： 模具设计
1ห้องสมุดไป่ตู้ 挤压件的设计
在拿到零件后，应先制订出挤压件图。挤压件图就是适 合于冷挤压的零件的图形。它是根据成品零件图，考虑到挤 压工艺性和机械加工的工艺要求，进行设计的。 由于该零件的轴部带有4个连续阶梯，在挤压时很难一 次成形，所以必须对轴部进行简化，改为两个阶梯；凸轮部 分必须在温挤压时一次成形，直接达到零件图尺寸，所以精 度要求较高。
偏心轴的冷温复合挤压工艺及模具设计
Combined Cold - Warm Extrusion Technology and Die Design of Eccentric Shafts
1. 温挤压工艺简介
温挤压成形技术是近年来在冷挤压塑性成形基础上发 展起来的一种少无切削新工艺，又称温热挤压。它与冷、 热挤压不同，挤压前已对毛坯进行加热，但其加热温度通 常认为是在室温以上、再结晶温度以下的温度范围内。对 温挤压的温度范围目前还没有一个严格的规定。有时把变 温前将毛坯加热，变形后具有冷作硬化的变形，称为温变 形。或者，将加热温度低于热锻终锻温度的变形，称为温 变形。 从金属学观点来看，区分冷、热加工可根据金属塑性 变形后有无加工硬化现象存在来决定似乎更合理些。在金 属塑性变形后存在加工硬化现象这个过程称为冷变形及温 变形。

对修复后的模具进行全面检测 和调试，确保其性能达到要求 。
05
冷挤压工艺与模具 设计的未来发展
新材料的应用
高强度轻质材料
随着新材料技术的不断发展，高强度轻质材料如钛合金、铝合金等在冷挤压工 艺中的应用将更加广泛，能够满足产品轻量化、高性能的要求。
复合材料
复合材料的出现为冷挤压工艺提供了更多的可能性，通过将不同材料组合在一 起，可以实现单一材料无法达到的性能，提高产品性能和降低成本。
合理布局
根据产品特点和工艺要求，合 理布置模具结构，确保产品成
型和出模顺利。
优化流道设计
优化模具流道设计，减少流动 阻力，降低成型难度和压力。
增强刚性和稳定性
为确保模具在使用过程中不易 变形和损坏，应加强模具的刚 性和稳定性设计。
易于维修和更换
模具结构应便于维修和更换损 坏或磨损的部件，降低维护成
本。
冷挤压特点
冷挤压工艺具有高效率、高精度、低 成本等优点，能够加工出形状复杂、 精度要求高的零件，广泛应用于汽车 、家电、电子、航空航天等领域。
冷挤压的应用范围
汽车零件制造
家用电器制造
冷挤压工艺可以用于制造汽车发动机、底 盘、电气系统等零部件，如活塞、连杆、 气瓶等。
家用电器中的金属零部件，如空调压缩机 、冰箱压缩机、洗衣机电机等，也广泛采 用冷挤压工艺制造。
模具的制造工艺
选择合适的加工方法
根据模具材料和结构特点，选择合适的加工方法，确保模具精度 和表面质量。
控制加工参数
合理控制加工参数，如切削速度、进给量等，以提高加工效率和模 具质量。
热处理和表面处理
根据需要，对模具进行热处理和表面处理，提高其硬度和耐久性。
03

2020/7/4
冷挤压工艺及模具设计
5.1.4 冷挤压变形程度 在冷挤压过程中，变形程度是决定使用设备压力大小及
影响模具寿命的主要因素之一，若要提高生产率，就必须增 大每次挤压的变形程度，以减少挤压次数。但变形程度越大， 其变形抗力也越大，就会降低模具的寿命，甚至引起凸模折 断或凹模开裂。因此对各种挤压材料，都应选择合适的变形 程度。
2020/7/4
冷挤压工艺及模具设计
(4) 提高零件的精度，降低表面粗糙度 由于金属表面在高压、高温（挤压过程中产生的热量）
下受到模具光滑表面的熨平，因此，制件表面很光，表面强 度也大为提高。冷挤压零件的精度可达1T8～1T9级，有色金
属冷挤压零件的表面粗糙度可达Ra=1.6～0.4μm。有的冷挤
2020/7/4
冷挤压工艺及模具设计
冷挤压毛坯尺寸是根据制件挤压前后体积相等的原则进
行计算的。如果挤压后还要进行切削加工，则毛坯的体积V 坯还应按制件实际体积V件再加上切削消耗量，
即
V坯=V件+V修。
（5-1）
其中V修为修边余量或切削加工量（mm3），一般取挤压
件体积的3～5%。
求得的毛坯体积与毛坯横截面积后之比即为毛坯的高
2020/7/4
冷挤压工艺及模具设计
毛坯软化热处理规范可从相关手册中查到。但是，由于 保温时间同被处理毛坯尺寸、毛坯放置方法及装炉量等诸多 因素有关，因此在实际生产流程中，应根据具体情况确定保 温时间。
在冷挤压工序之间，还应根据变形程度和冷作硬化程度 的大小适当安排工序间软化热处理工序。
对于黄铜与硬铝挤压件，挤压后务必进行消除内应力的 退火。对于要求高的碳钢和不锈钢件，挤压后也需进行消除 应力退火的工序。

冷挤压模的设计和分析摘要：本文以气门顶杆为例介绍了冷挤压模的制作和成形工艺，通过对毛坯尺寸、挤压件的变形程度的计算，详细讨论了冷挤压模结构及模具设计要点，最后阐述了采用冷挤压模制作各类零部件的好处。

关键词：气门顶杆；冷挤压模；模具结构一、引言冷挤压属于立体压制中的一种比较先进的加工方法，它只需要一副模具就可以加工底和壁厚不同、高度和直径之比很大的圆形件或其他各种形状的不同零件。

这种加工方式的优点在于其尺寸精度较高、表面粗糙度值比较小、力学性能较好。

以图1的气门顶杆零件为例，其材料为20钢，原先是采用的切削加工方法成形，这种方式的生产工艺比较复杂，生产效率也比较低同时成品零件的力学性能也不高。

因此采用冷挤压的加工工艺生产出来的零件就能比较好的符合各种要求。

经过分析该零件的冷挤压工艺具体流程是：先制作毛坯，然后退火、酸洗以及磷化处理，最后进行皂化润滑和发挤压成形。

二、气门顶杆冷挤压模的工艺设计1.毛坯尺寸的确定因为在实际制作过程中有可能会有挤压件顶端不平齐的现象，所以在工件的顶端要留出修边余量h∆，图2就是气门顶杆挤压件。

冷挤压模具的寿命及其纤维方向的∆，取mm=h4改善都与毛坯的形状和尺寸有着密切联系。

通过对气门顶杆的形状特点以及毛坯的定位和成形便利程度的分析，发现使用圆柱形毛坯比较合适。

挤压件毛坯体积的计算是根据制件体积与毛坯体积相等的规则来进行的。

通过计算毛坯体积p V可得：3222119267.2)25.23()7.28.351()220(51)226(mm V p =⨯⨯---⨯⨯-⨯⨯=πππ 为了使得毛坯放入凹模型腔内更加的方便，同时使得模具的磨损减少到最低，进一步提高零件的表面质量，一般凹模型腔尺寸a D 要比毛坯的外径p D 要大，相对于反挤压件来说，凹模型腔尺寸要比毛坯尺寸大mm 5.0左右。

根据这样的原则我们可以计算出毛坯的外径p D ;mm D D a p 95.2505.02605.0=-=-=毛坯长度p l 为： mm D V l p p p 55.22)92.25()119264()()4(2=⨯⨯==ππ经过试验验证，最终将毛坯的实际尺寸确定为mm mm 6.2295.25⨯φ，如图3所示。

制件冷挤压工艺参数设计制件冷挤压工艺参数设计引言：制件冷挤压是一种常用的金属成形工艺，它通过将金属坯料置于挤压机中，施加压力，使金属坯料流动并填充模具腔，最终得到所需形状的零件。

该工艺具有高效、节能、材料利用率高等优点，广泛应用于航空、汽车、电子等领域。

而制件冷挤压工艺参数的设计对于产品质量和生产效率具有重要影响。

本文将介绍制件冷挤压工艺参数设计的基本原理和方法。

一、制件冷挤压工艺参数的基本原理1. 挤压力：挤压力是制件冷挤压过程中施加在金属坯料上的压力，它直接影响到金属坯料的变形和填充性能。

挤压力的大小需要根据具体的材料和形状来确定，一般应控制在适当的范围内，过大会导致金属坯料流动不畅，过小则会影响成形质量。

2. 挤压速度：挤压速度是指金属坯料在挤压机中的运动速度，它决定了金属坯料的流动性和填充性能。

挤压速度过快会导致金属坯料的塑性流动不够充分，容易产生气泡和缺陷；挤压速度过慢则会增加生产周期和能耗，降低生产效率。

3. 模具温度：模具温度是指挤压模具的工作温度，它影响到金属坯料的流动性和成形质量。

模具温度过高会使金属坯料过早软化，流动性增加，但容易产生表面气泡和裂纹；模具温度过低则会导致金属坯料的流动性不足，填充不完整，影响成形质量。

二、制件冷挤压工艺参数的设计方法1. 实验设计法：通过实验方法，对不同的工艺参数进行试验，然后根据试验结果来确定最佳的工艺参数组合。

实验设计法可以有效地降低试验成本和周期，提高试验效率。

2. 数值模拟法：利用有限元分析软件对制件冷挤压过程进行数值模拟，通过改变工艺参数的数值来观察其对成形质量的影响。

数值模拟法具有成本低、周期短、结果可靠等优点，可以提供参考的工艺参数范围。

3. 经验公式法：根据以往的制件冷挤压经验，总结出一些经验公式，通过计算来确定工艺参数。

经验公式法简单易行，适用于一些常见的制件形状和材料，但对于复杂的情况可能不够准确。

三、制件冷挤压工艺参数设计的注意事项1. 考虑材料的特性：不同的金属材料在制件冷挤压过程中的流变性能和变形行为不同，因此在选择工艺参数时要考虑材料的特性。

加热装臵采用2500Hz、100kw的中频感应加热炉。
9).温挤压成形： 在冷挤压基础上将零件头部的小凸杆和 凸轮温挤压成形，如左图所示： 温挤压力： F = 1526.5KN
考虑安全系数选挤压设备：四柱万能液 压机Y32-200。
10).车加工： 塑性成形后，由于挤压机械加工精度及零件尺寸公差无法 达到图纸要求，部分尺寸需要进行切削加工至零件尺寸。
3. 模具结构设计
(1). 预应力圈组合凹模：
为了解决凹模的横向裂纹， 生产中采用横向或纵向剖分的 凹模结构；为了提高凹模的强 度，防止纵向裂纹产生，生产 中普遍使用预应力组合凹模。 所谓预应力组合凹模，就是利 用过盈配合，用一个或两个预 应力圈将凹模紧套起来而制成 的多层凹模结构。 由于组合凹模中的内凹模与预应力圈采用过盈配合，压入后 两者的接触面产生接触预应力。因此，组合凹模挤压时，内凹模 所产生的切向拉应力就被抵消而减小，而预应力圈上所产生的切 向拉应力被叠加而增加。这样，内凹模与预应力圈的切向应力趋 于相同。如果组合凹模预应力圈的尺寸选择得适当，其过盈量也
(3). 预成形模具采用了凸模快速换装结构，使凸模的更 换时间极短，也减轻了操作人员的劳动强度。 (4). 在成形模中，合理的冷却系统使模具的使用寿命得 到了很大提高。
(5). 设计进行了模具的计算机造型和模拟演示，能够直 观展示模具结构和拆装过程。
凸模冷却
该副模具对喷雾冷却方法。 冷却喷雾是冷却水和压缩空气混合而成的一种水汽，此装臵安装 在凸模上方，呈环形布臵。开模时，雾汽从若干个喷嘴喷出，对凸模 进行冷却，工作时需要外接管道。 它的特点在于：首先，由于喷出的是水汽，而凸模在温挤后，此 时的温度较高，冷却雾汽遇到凸模后，在对凸模冷却的同时马上会蒸 发，因此不会造成坯料的过冷；其次，由于雾汽是冷却水和压缩空气 混合而成的，通过调节汽、液阀门可以控制冷却水和压缩空气的比例， 从而可以达到最佳的冷却效果；再者，由于冷却喷雾通过铜管上若干 个喷嘴喷出，对凸模的冷却均匀，不会形成较大的温度应力，从而有 利于延长凸模的使用寿命。 此外，由于偏心轴为非对称零件，上、下模相对位臵必须固定可 靠，因此为了防转，在上、下模相应零件都加了Φ6mm的圆柱销，凸 模和凹模使用大螺母固定。

电动工具电锤的偏心轴温挤压工艺及磨具设计1 偏心轴零件分析偏心轴是电动工具电锤的重要传动零件。

在工作时承受巨大的冲击载荷，而且电锤的工作环境恶劣、多粉尘，零件易磨损。

采用温塑性成形工艺，可以提高工件精度，降低材料消耗，减少或部分取消机械加工。

图 零件三维造型图偏心轴材料为40Cr 。

由头部、盘部、杆部三部分组成，为非对称结构零件。

杆部细长，杆部与头部成非对称结构布置，盘部的截面是非轴对称截面。

从零件结构上看，头部和杆部都由一个粗大部分与杆子组成，形状细长而狭窄，其长度明显大于其他尺寸。

由于零件各个截面积差较大，故可考虑采用挤压工艺。

该零件选用的材料为40Cr ，此钢的抗拉强度与屈服强度比相应的碳素钢高20％，并具有良好的淬透性，良好的切削加工性能。

2 工艺方案分析润滑表面处理表面处理退火加热润滑 即：下料---镦粗---退火------表面处理---润滑---加热---温挤压3 冷挤压预成形图 预成形件三维造型图4 温挤压前润滑温挤压前或工序之间不需要进行软化退火处理，只需进行表面处理及润滑，其中表面处理可参见冷挤压。

当挤压温度在250℃以上时，采用冷挤压时的润滑方法，会使磷化层和皂化层烧毁，使润滑条件恶化，因此，在温挤压时，对润滑剂有更高的要求。

采用水剂石墨（成分：石墨、二硫化鉬、滑石粉、纤维素和水）为润滑剂。

挤压前将坯料作喷砂或抛丸等处理，清理锈迹、污垢等。

然后加热至200℃左右，出炉浸入水剂石墨润滑剂中，快速捣匀，吊起沥干残液，在干燥处摊开晾干。

干燥后的坯料即可进行加热、挤压。

浸涂润滑剂后的坯料表面必须留有0.03～0.1mm 厚的薄膜，呈黑炭色，并有明显的黑灰色小点；若不然必须重新浸涂。

5 加热成形温度是温挤压工艺能否顺利进行的关键因素。

确定温挤压成形温度的原则是：(1) 选择在金属材料塑性好，变形抗力显著下降的温度范围。

(2) 选择在金属材料发生剧烈氧化前的温度范围，以保证在非保护性气氛中加热时氧化极微。

第六章冷挤压模具设计本章通过一些典型的冷挤压模具结构，介绍冷挤压模具的特点、其工作零件及其它主要零部件的设计要点及步骤等。

第一节冷挤压模具的结构及分类一、概述冷挤压是在常温下对金属材料进行塑性变形，其单位挤压力相当大，同时由于金属材料的激烈流动所产生的热效应可使模具工作部分温度高达200℃以上，加上剧烈的磨损和反复作用的载荷，模具的工作条件相当恶劣。

因此冷挤压模具应具有以下特点：(1)模具应有足够的强度和刚度，要在冷热交变应力下正常工作；(2)模具工作部分零件材料应具有高强度、高硬度、高耐磨性，并有一定的韧性；(3)凸、凹模几何形状应合理，过渡处尽量用较大的光滑圆弧过渡，避免应力集中；(4)模具易损部分更换方便，对不同的挤压零件要有互换性和通用性；(5)为提高模具工作部分强度，凹模一般采用预应力组合凹模，凸模有时也采用组合凸模；(6)模具工作部分零件与上下模板之间一定要设置厚实的淬硬压力垫板，以扩大承压面积，减小上下模板的单位压力，防止压坏上下模板；(7)上下模板采用中碳钢经锻造或直接用钢板制成，应有足够的厚度，以保证模板具有较高的强度和刚度。

典型的冷挤压模具由以下几部分组成：1．工作部分如凸模、凹模、顶出杆等；２．传力部分如上、下压力垫板；３．顶出部分如顶杆、反拉杆、顶板等；４．卸料部分如卸料板、卸料环、拉杆、弹簧等；５．导向部分如导柱，导套、导板、导筒等；６．紧固部分如上、下模板、凸模固定圈、固定板、压板、模柄、螺钉等。

二、冷挤压模具分类冷挤压模具有多种结构形式，可根据冷挤压件的形状、尺寸精度及材料来选择合适的模具结构形式。

冷挤压模具可以按以下几个方面来分类。

（一）按工艺性质分类模具按工艺性质可分为：正挤压模、反挤压模、复合挤压模、镦挤压模等。

1．正挤压模图6-1所示为实心件正挤压模。

该模具更换相应的工作部分零件，可进行其它零件的正挤，也可用于反挤压、复合挤压和镦挤。

顶出系统由零件1、2、3、4组成可调式拉杆，其中件3为调节螺母。