冷精鍛工藝設計

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【實用精密鍛造知識系列介紹之十】

冷精鍛工藝設計

6.正擠壓和反擠壓生產杯和桿、杯和杯的復合擠壓工序設計

成形時，產品的上、下端形狀(杯和桿或杯和杯)都分別產生塑性變形。此種工序配置有采用正擠壓和反擠壓的復合擠壓一道工序成形和上、下端分別單獨成形的二道工序成形兩種。

復合擠壓的材料變形，根據最小能量原理，從成形負荷少的一端開始，即斷面減少率低的一方開始。

圖17中的斷面減少率，正擠壓的變形程度為44%，比反擠壓的變形程度77%要低，其塑性變形如圖18所示。復合擠壓成形時首先正擠壓成形軸，當坯料接觸到反向沖頭后，開始反擠壓。如軸的長度較短，凹模即使沒有退模錐度，一般也不會增加成形應力和與模具粘連，可以只采用一道工序成形。

圖17 杯-桿復合擠壓的斷面減少率

圖19 套筒扳手的復合擠壓

圖19所示為采用一道工序復合擠壓成形套筒扳手的實例。棘輪手柄入口和方孔以及螺栓孔和帶花鍵的孔均可采用復合擠壓一次成形。現在這種對稱的異形孔擠壓技術已發展成為可以擠壓成形高精度的齒輪齒形。

7.桿和桿的擠壓工序設計(正擠壓和二次擠壓)

圖20是上下均為桿的復合擠壓成形實例。階梯軸花鍵端坯料的斷面減少率為60%、齒輪端斷面減少率為50%。

第一工序為直接正擠壓成形階梯軸，將中部不再加工的桿部擠壓成形的同時，將花鍵齒部位的光軸反擠成形。

第一工序后進行復合擠壓成形，可采用環形凹模同時反擠壓成形花鍵軸部位和齒輪部位。

反擠壓成形時，被夾緊的坯料靜止不動。環形凹模相對坯料作進給運動。環形凹模不但受到壓縮應力，還承受大的內壓，它不能采用預應力圏，因而壽命較短。因此，工序配置為在第一次正擠壓擠出階梯軸后。再利用環形凹模進行第二工序的正擠成形。此時環形凹模靜止不動。因為第二工序的齒輪擠壓成形其斷面減少率比軸成形小，環形凹模上不受到內壓作用，可以確保環形凹模的壽命。

圖20 桿-桿的二工序二次正擠壓復合擠壓工序配置及產品照片

進一步說，第一工序，采用正擠壓和斷面減少率25%以下的二次擠壓加工的復合成形進行兩段軸的成形，潤滑條件雖然變差，但工序縮短。第二工序也因采用擠壓花鍵軸和擠壓齒輪的復合成形，提高了產品的附加價值。

江蘇中興西田數控科技有限公司董事、總經理 張清林