轴类零件挤压成形工艺实验与分析

机械工艺中的机械零件的挤压工艺分析在机械工艺领域，机械零件的挤压工艺是一种重要的制造方法，它在提高零件性能、降低成本和提高生产效率方面发挥着关键作用。

本文将对机械零件的挤压工艺进行详细分析。

挤压工艺是通过对置于模具型腔内的金属坯料施加强大的压力，使其产生塑性变形，从而获得所需形状和尺寸的零件。

这种工艺具有诸多优点。

首先，它能够显著改善金属的组织结构，使金属的晶粒细化，从而提高零件的强度和韧性。

其次，挤压工艺可以实现复杂形状零件的一次成型，减少后续加工工序，提高生产效率。

此外，由于金属在挤压过程中处于三向压应力状态，有利于提高材料的塑性，使得一些难以加工的金属材料也能够通过挤压工艺制成零件。

在挤压工艺中，根据金属流动方向和挤压设备的不同，可以分为正向挤压、反向挤压和侧向挤压等多种方式。

正向挤压是最常见的挤压方法之一。

在正向挤压过程中，金属坯料在挤压杆的推动下，沿着挤压筒的内壁向前流动，通过模具的型腔挤出所需的零件。

这种方法操作简单，适用范围广，但由于金属与挤压筒之间存在较大的摩擦力，会导致挤压力增大，金属变形不均匀，从而影响零件的质量。

反向挤压则与正向挤压相反，金属坯料不动，挤压杆通过挤压筒向坯料施加压力，使金属沿着模具型腔反向流动而挤出零件。

反向挤压时，金属与挤压筒之间的摩擦力较小，挤压力相对较低，金属变形较为均匀，零件的质量较好。

然而，反向挤压的设备结构较为复杂，成本较高，限制了其在一些生产中的应用。

侧向挤压是金属在水平方向上的流动，通过侧向的冲头将金属挤入模具型腔成型。

这种挤压方式适用于制造一些特殊形状的零件，但由于其工艺复杂，生产效率较低，通常只在特定的场合使用。

挤压工艺的模具设计是保证零件质量和生产效率的关键因素之一。

模具的型腔形状和尺寸必须与所需零件的形状和尺寸精确匹配，同时要考虑到金属的流动特性和变形规律，以确保金属能够均匀地填充模具型腔，避免出现缺陷。

模具的材料选择也非常重要，通常需要具备高强度、高硬度和良好的耐磨性，以承受挤压过程中的巨大压力和摩擦。

1 前言科学技术和社会生产的不断发展，对机械产品的性能、质量、生产率和成本提出了越来越高的要求。

机械加工工艺过程自动化是实现上述要求的重要技术措施之一。

他不仅能够提高品质质量和生产率，降低生产成本，还能改善工人的劳动条件，但是采用这种自动和高效率的设备需要很大的初期投资，以及较长的生产周期，只有在大批量的生产条件下，才会有显著的经济效益。

随着消费向个性化发展，单件小批量多品种产品占到70%--80%，这类产品的零件一般采用通用机床来加工。

而通用机床的自动化程度不高，基本上由人工操作，难于进一步提高生产率和保证质量。

特别是由曲线、曲面组成的复杂零件，只能借助靠模和仿行机床或者借助画线和样板用手工操作的方法来完成，其加工精度和生产率受到极大影响。

为了解决上述问题，满足多品种、小批量，特别是结构复杂精度要求高的零件的自动化生产，迫切需要一种灵活的、通用的，能够适应产品频繁变化的“柔性”自动化机床。

数控机床才得已产生和发展。

数控技术是数字控制（Numerical Control）技术的简称。

它采用数字化信号对被控制设备进行控制，使其产生各种规定的运动和动作。

利用数控技术可以把生产过程用某中语言编写的程序来描述，将程序以数字形式送入计算机或专用的数字计算装置进行处理输出，并控制生产过程中相应的执行程序，从而使生产过程能在无人干预的情况下自动进行，实现生产过程的自动化。

采用数控技术的控制系统称为数控系统（Numerical Control System）。

根据被控对象的不同，存在多种数控系统，其中产生最早应用最广泛的是机械加工行业中的各种机床数控系统。

所谓机床数控系统就是以加工机床为控制对象的数字控制系统。

安装有数控系统的机床称为数控机床。

它是数控系统与机床本体的结合体。

数控车床是数控系统与车床本体的结合体；数控铣床是数控系统与铣床本体的结合体。

除此之外还有数控线切割机床和数控加工中心等。

数控机床是具有高附加值的技术密集型产品，是集机械、计算机、微电子、现代控制及精密测量等多种现代技术为一体的高度机电一体化设备。

.实验一：轴类零件加工工艺规程设计目的要求】【一、 1、了解轴类零件的作用及其结构和加工特色。

,并能灵活运用于轴类零件的工艺设计。

2、掌握轴类零件的工艺设计规律实验仪器与试剂二、【】车床一台 1. 、90°偏刀 2. 45＃钢棒料】三、【实验原理动零部件，传递扭轴类零件是机器中经常遇到的典型零件之一。

它主要用来支承传于直径，一般由同心轴的外圆柱面、圆矩和承受载荷。

轴类零件是旋转体零件，其长度大面所组成。

根据结构形状的不同，轴类零件可分为光轴、阶锥面、内孔和螺纹及相应的端的称为细长轴，大多的称为短轴，大于 20 梯轴、空心轴和曲轴等。

轴的长径比小于 5准，轴颈是轴的装配基数轴介于两者之间。

轴用轴承支承，与轴承配合的轴段称为轴颈。

主要功用和工作条件制定，它们的精度和表面质量一般要求较高，其技术要求一般根据轴的通常有以下几项：高 1、尺寸精度起支承作用的轴颈为了确定轴的位置，通常对其尺寸精度要求较装配传动件的轴颈尺寸精度一般要求较低。

（IT6~IT9）。

（IT5~IT7）度、 2、几何形状精度轴类零件的几何形状精度主要是指轴颈、外锥面、莫氏锥孔等的圆较高的内外圆表面，应在圆柱度等，一般应将其公差限制在尺寸公差范围内。

对精度要求图纸上标注其允许偏差。

的。

轴类零件的位置精度要求主要是由轴在机械中的位置和功用决定3 、相互位置精度的传（齿轮等）通常应保证装配传动件的轴颈对支承轴颈的同轴度要求，否则会影响传动件轴颈的径向承跳动一度精的轴轴，其配合般段对支生度动精，并产噪。

声普通为 0.01~0.03mm，高精度轴（如主轴）通常为 0.001~0.005mm。

4、表面粗糙度一般与传动件相配合的轴径表面粗糙度为 Ra2.5~0.63?m，与轴承相配合的支承轴径的表面粗糙度为 Ra0.63~0.16?m。

（二）、轴类零件的毛坯和材料及热处理）、轴类零件的毛坯和材料及热处理轴类零件的毛坯和材料1、轴类零件的毛坯轴类零件可根据使用要求、生产类型、设备条件及结构，选用棒料、锻件等毛坯形式。

阶梯轴加工工艺过程分析图6—34为减速箱传动轴工作图样。

表6—13为该轴加工工艺过程。

生产批量为小批生产。

材料为45热轧圆钢。

零件需调质。

（一）结构及技术条件分析该轴为没有中心通孔的多阶梯轴。

根据该零件工作图，其轴颈M、N，外圆P,Q及轴肩G、H、I有较高的尺寸精度和形状位置精度，并有较小的表面粗糙度值，该轴有调质热处理要求。

（二）加工工艺过程分析1．确定主要表面加工方法和加工方案。

传动轴大多是回转表面，主要是采用车削和外圆磨削。

由于该轴主要表面M,N,P,Q的公差等级较高（IT6），表面粗糙度值较小（Ra0.8μm），最终加工应采用磨削。

其加工方案可参考表3-14。

2．划分加工阶段该轴加工划分为三个加工阶段，即粗车（粗车外圆、钻中心孔），半精车（半精车各处外圆、台肩和修研中心孔等），粗精磨各处外圆。

各加工阶段大致以热处理为界。

3．选择定位基准轴类零件的定位基面，最常用的是两中心孔。

因为轴类零件各外圆表面、螺纹表面的同轴度及端面对轴线的垂直度是相互位置精度的主要项目，而这些表面的设计基准一般都是轴的中心线，采用两中心孔定位就能符合基准重合原则。

而且由于多数工序都采用中心孔作为定位基面，能最大限度地加工出多个外圆和端面，这也符合基准统一原则。

但下列情况不能用两中心孔作为定位基面：（1）粗加工外圆时，为提高工件刚度，则采用轴外圆表面为定位基面，或以外圆和中心孔同作定位基面，即一夹一顶。

（2）当轴为通孔零件时，在加工过程中，作为定位基面的中心孔因钻出通孔而消失。

为了在通孔加工后还能用中心孔作为定位基面，工艺上常采用三种方法。

①当中心通孔直径较小时，可直接在孔口倒出宽度不大于2mm的60o内锥面来代替中心孔；②当轴有圆柱孔时，可采用图6—35a所示的锥堵，取1∶500锥度；当轴孔锥度较小时，取锥堵锥度与工件两端定位孔锥度相同；③当轴通孔的锥度较大时，可采用带锥堵的心轴，简称锥堵心轴，如图6—35b所示。