挤压模具范文1
【摘要】：结合国内外温挤压技术的研究现状，对温挤压的特点、适用范围以及存在的问题加以介绍和作适当的评述。
挤压技术作为一种高效、优质、低消耗的少无切屑加工工艺，在机械、轻工、汽车、宇航、军工、电器等部门已成为金属塑性成形加工的一种极重要手段。介于冷挤压和热挤压之间的温挤压是近学来国内外发展较快的一种毛坯精化新型工艺。温挤压适用于对常温成形时变形抗力高、塑性差、加工硬化激烈且又很难成形的高强度金属及耐蚀耐热钢、不锈钢、铁合金钢及含铬量高的钢等材料的加工，更适合于形状复杂的非轴对称异形零件的成形，在汽车、拖拉机、发动机、军工以及航空航天等领域已成了一种不可替代的成形方法，有人预言，温挤压件十年内应用比重有可能超过冷挤压件。
1.温挤压模具的特点
1.1与冷挤压相比的特点
（1）金属塑性提高，变形抗力下降
温挤压时可以将坯料加热到再结晶温度以下塑性好、变形抗力较低的温度区域，以降低变形力。经测试，一般情况下温挤压的成形力仅为冷挤压的1/3～l/2，降低了设备吨位和模具负荷。
（2）温挤压件的尺寸精度和表面质量接近冷挤压件
温挤压的成形温度越低，其制件的尺寸精度也越高，表面粗糙度值也越低，更接近于冷挤压件的质量；反之，尺寸精度和表面质量随温度上升而下降。
（3）每道工步的变形量较冷挤压大，可减少工步数
由于温挤压时金属塑性好，金属的流动性能要明显优于冷挤压，在冷挤压时要数道工步完成的成形在温挤压时可能只要一道即可完成，生产效率提高。
（4）可连续生产，有利于降低成本
冷挤压在多工步成形时，工步间需要进行软化和处理。温挤压在多工步成形时，一股可在连续加热后连续成形，不需要进行工步间的软化和表面处理，减低了生产成本。
（5）对模具的要求高
冷挤压时仅需对模具进行，不考虑漠具的冷却；而温挤压时不仅要对模具进行，还要给予模具充分冷却。
1.2与热挤压相比的特点
（1）尺寸精度和表面质量远优于热挤压件
由于温挤压加热温度要低于热挤压，避开了钢的剧烈氧化温度，同样在非保护气氛中温挤压坯料的氧化极微，无脱碳现象，避免了因氧化、脱碳等造成的缺陷，使挤压件的尺寸精度和表面质量大大提高。
（2）挤压件得到强化，不需要进行挤压后热处理
温挤压后可以使挤压件产生加工硬化，对于低碳钢而言可以改善切削性能，不需要进行正火调节硬度。对于一些不需要进行最终热处理的零件，温挤压的强化作用足以满足其对力学性能的要求。
（3）对校具的使用要求高
热挤压时可以对模具进行模内循环水冷却，也可进行外部喷射水冷却，而不影响金属的成形性能。温挤压时只能采用模内循环水冷却，因为外部冷却水接触坯料会使坯料过冷，使温挤压无法进行。对于一些变形量不大的零件，热挤压时可不对坯料进行处理，也可使模具达到相当的寿命。但温挤压时，坯料与放具的接触应力虽比冷挤压时小得多，但在无的条件不会出现早期失效。由此可见，温挤压对模具的要求比冷、热挤压高得多。
（4）对坯料的加热方法要求高
由于温济压埋料加热时不得出现严重的氧化和脱碳政象，对炉温控制的准确性要求高。故应尽可能采用电加热方法，如感应加热和电阻炉加热等。火焰加热也仅限于煤气和天然气加热，一般情况下不采用煤或油加热。
2.国内温挤压技术研究现状
我国近几年在温挤压技术方面的研究取得了很大的进展。我国上海交通大学洪慎章等人利用温挤压技术成形了一直靠进口的电机磁极和洗衣机制动轮；青岛理工大学田福祥采用浮动的上凹模与下凹模对合结构，温挤压成形了3Crl3马氏体不锈钢液压机阀瓣；燕山大学张立玲等人采用热机藕合弹塑性有限元法温挤压成形了20CrMnTi轿车等速万向节滑套；广东阳春轴承厂黄觉亮利用温挤压与冷精冲复合工艺成形了W208PPB5外球面方孔轴承。于沪平等采用塑性成形模拟软件DEFORM；结合刚粘塑性有限元罚函数法对平面分流模的挤压变形过程进行了二维模拟，得出了挤压过程中铝合金的应力、应变、温度以及流动速度等的分布特点和变化规律；刘汉武等利用ANSYS软件对分流组合模挤压铝型材进行了有限元分析和计算，找出了模具设计中不易发现的结构缺陷；周飞等采用三维刚粘塑性有限元方法，对连续挤压过程进行了数值模拟，分析了连续挤压的不同成形阶段，给出了成形各阶段的应力、应变和温度场分布情况；马思群等使用三线非线性有限元分析软件MSC.marc，对挤压工艺进行数值模拟研究，分析了挤压过程中金属流动分布规律，并得到了挤压过程中变形体中任一指定点应力、温度随时间变化的规律。王彦可等针对辄承保持架温挤压模具失效，利用三维绘图软件SolidWorks建立保持架凹模的三维模型，将三维模型导入ANSYS有限元软件进行模拟和分析，发现应力分布不均匀且应力集中是回模开裂的问题；李更新等人利用Pro/E和DEFORM软件进行温济压成形数值模拟解决了20Cr直齿圆柱齿轮齿形角限充不满的难题。可以说，温挤压是一项有效的毛坯精化技术，值得大大推广。
3.温挤压的适用范围
温挤压是一项有效的毛坯精化工艺。它一般不需添加机器设备，工艺也不复杂，而且收效快，值得大力推广。
当然，温挤压与冷挤压相比，需要增添加热装置，产品尺寸精度与表面光洁度虽于冷挤压较接近，但不免稍差一些，劳动条件由于毛坯加热也较冷挤压时差。所以温挤压虽有一系列优点，但一般说来，在下列三种情况下采用温挤压时比较适宜的，即：
（l）对于高合金钢、高强度材料，用冷挤压进行大变形加工有困难时；
（2）对于一般材料，用于冷挤压而压机吨位不够时；
（3）打算组织连续生产时。
4.所要解决的主要问题
目前，温挤压采用的剂，虽然有许多进展，但还不能十分令人满意。同时也还缺乏加工方面的一些实际数据，完全适合温挤压的模具材料还正在研究试验。温挤压技术远没有冷、热挤压技术广泛推广于我国工业生产和实际应用，最根本原因之一就是其模具工作零件存在着严重的早期失效现象，模具寿命没有达到预定理想目标，从而影响着温挤压技术优势的发挥。此外相应研究与实践的资料还不十分完整。因此，要使温挤压加工应用范围迅速发展，还有许多技术方面的问题有待解决。
参考文献
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挤压模具范文2
关键词：铝型材；挤压模具；预变形设计；试模；开口扩张
中图分类号：TG37 文献标识码：A
目前，铝型材挤压模具设计基本上还停留在依靠传统的工程类比和设计经验的积累上，所设计制作的模具需经反复试模和调整才能保证其成功地投入使用，从而造成企业不时停工待模，影响正常生产。同时也导致挤压产品质量不高，挤压出的型材，容易出现缺陷，如图1示。随着铝型材产品不断向大型化、扁宽化、薄壁化、高精化、复杂化和多用途、多功能、多品种、长寿命方向发展，改进传统的模具设计方法已成为当前铝型材工业发展的迫切需求。笔者根据几年来的工作实践经验，简要介绍一种铝型材挤压模具预变形设计方法。
1 铝型材挤压模具的预变形设计
1.1 XC321-17
铝型材断面图如图2所示。
铝合金型材挤压生产中，模具是决定产品质量及生产效率的重要因素之一。该型材选用LY12合金，根据1250t油压机Φ130mm筒上生产的制造工艺，模具外形为Φ150mm×50mm。原设计方案如图3、图4所示。
由于硬铝合金对工作带宽度不太敏感，修模时，在综合采用减薄顶部工作带加快金属流速、靠近两个支脚的侧翼部分锉阻碍角减缓流速等措施后，成型均不太理想；导致模具上机挤压后，头尾端开口尺寸比名义尺寸大4mm～8mm。
总结前两次试模经验分析，如果只采取增大两个支脚及侧翼靠近支脚部分的工作带厚度，将增大挤压阻力，对制品表面和模具寿命均带来不利影响，且型材的扩口现象未必能得到进一步遏制。
综上，在研究并判断首次试模的料头形状后，采取了从模孔上进行预变形设计的方案，即"并口"设计方案如图5示。
从源头抑制制品变形，并对两个支脚及侧翼靠近支脚的部分加厚了工作带（挤压该类小壁厚1mm～3mm的硬合金型材不宜采用较厚工作带，工作带视具体实际通常采用2.5mm～8mm即可），如图6。并在模具背后配置了专用挤压垫环（图7），以减少模具的弹性变形。
金属被挤出相对于常规设计"并口"的模具模孔后产生一定"扩口"变形，此消彼长正好满足图纸要求，试模取得成功。
1.2 EL4090
该型材是铝型材的另一个典型。型材断面图如图8所示。
该型材为2A12合金，采用的是在西南铝2500t油压机Φ260mm筒生产的挤压工艺。
由于该型材是典型的"高帽子"形状，外形尺寸大，挤压制品变形空间大，根据经验，开口扩张的趋势在金属流出模孔的瞬间必然发生，在牵引机的牵引下制品形状逐渐趋于稳定。因此，采用常规设计和预变形设计相结合的方法不可或缺。
首先，采用常规设计方法设计出模孔尺寸如图9示。
其次，对模孔进行变形。以图示虚拟交点为旋转中心，使右侧侧翼及支脚整体顺时针旋转4.5°，左侧侧翼及支脚整体参照此方法旋转，缩小常规设计出的开口尺寸，达到变形目的，如图10所示。
最后调整好模孔各部分的工作带，对工作带尺寸设置的出发点，仍是加快"帽子"顶端的金属流速，减缓支脚及靠近支脚部分的金属流速，使顶端受到底端的牵制，减缓型材开口扩张的趋势。型材被挤出模具的瞬间，利用型材开口扩张的特点，达到其变形基本满足型材图纸要求。
采用这一思路后，还需在模具背后配备专用垫环。这样在挤压过程中，金属流出模具后，其变形亦相应受到模垫及专用环通道的限制，挤压试制该型材获得成功。
结语
通过模具的预变形设计，铝型材与过去相比，成型好、尺寸精度都容易保证，缺陷问题得到了很好的解决，提高了模具的上机合格率。随着市场经济的发展，人们对铝型材产品质量要求也在不断的提高，因此，要挤出各种优质型材，模具设计就要不断积累在生产、工作中的经验，不断创新和改进模具设计，以适应生产的需要。
参考文献
挤压模具范文3
【关键词】铝挤压模具设计 科学性 合理性
1 前言
对于铝挤压模具设计而言，由于铝挤压模具在铝型材生产中作用重大，因此，铝挤压模具的设计质量关系到铝挤压模具的具体应用效果。基于这一认识，做好铝挤压模具设计，是提高铝挤压模具加工质量的关键。结合铝挤压模具设计的实际经验，要想提高铝挤压模具设计的科学性和合理性，就要做好挤压参数设置、模具材料的选择、并合理确定模具的规格，最后做好模具的分流孔布置，确保铝挤压模具设计在整体功能和合理性上满足实际需要，为铝挤压模具设计提供有力支持，保证铝挤压模具设计的科学性。
2 铝挤压模具设计应合理设置挤压参数
在铝挤压模具设计中，挤压参数的设置，不但是关系到铝挤压模具设计效果的关键因素，同时也是决定铝挤压模具设计整体质量的关键。从目前铝挤压模具设计来看，其挤压参数主要包括挤压筒直径、挤压系数和分流比等。在这几个参数的设置中，保证挤压参数的准确性，是提高铝挤压模具设计科学性和合理性的关键。其中挤压筒直径的设置，应根据铝挤压模具的实际需求来设置，其中挤压筒的直径应略大于挤压模具。挤压系数的设置，应根据被挤压的模具种类以及挤压模具的类型和承压力进行设置。在分流比的设置中，除了要正确理解分流比的概念，还要根据铝挤压模具的设计需要，对分流比数值进行有效调整。下面以某一铝挤压模具设计参数为例，探索挤压参数设置特点。
挤压筒直径F= ？460mm 挤压系数λ=22.8 分流比K=∑F分/F型=13.2
从上述这些参数设置来看，挤压筒直径、挤压系统及分流比参数的设置，必须与铝挤压模具的设计要求相一致。
3 铝挤压模具设计应做好模具材料的选择
考虑到铝挤压模具的重要性，以及铝挤压模具需要在加工过程中承受较大的压力，在铝挤压模具设计过程中，模具材料的选择非常关键。如果模具材料硬度较大，在铝挤压模具加工过程中，会增加挤压难度，并且容易出现模具内部裂纹等情况。如果铝挤压模具的材料硬度过低，模具在挤压过程中，则会出现形变过大等问题，同时，在模具加工完成之后，在实际使用中也难以满足强度要求。因此，铝挤压模具设计只有做好模具材料的选择，才能保证铝挤压模具设计取得实效。同时，结合铝挤压模具的加工实际，由于模具的外径尺廓较大，要求模具坯料无内部组织缺陷，无中心裂纹，模具毛坯件要求采取横向锻造，并且在粗加工前需进行超声波探伤检测。因此，铝挤压模具在设计过程中，只有做好模具材料的选择，才能提高设计的整体效果，进而保证模具设计的科学性和合理性。
4 铝挤压模具设计应合理确定模具的规格
在铝挤压模具设计过程中，合理确定模具的规格，是模具设计的重要内容。结合铝挤压模具设计经验，在模具规格的确定过程中，既要认真分析型材的外接圆尺寸，同时也要认真分析分流孔布置以及模具的强度要求，只有根据这些参数去确定模具的规格，才能保证铝挤压模具在设计过程中取得积极效果。因此，铝挤压模具在设计过程中的模具规格确定中，应根据型材的外接圆尺寸、分流孔布置及模具的强度要求，经计算确定？模具的直径；除了要确定模具的直径之外，模具的总厚度、上模厚度、下模厚度以及模具的垫厚都要经过准确的计算得出。？其计算过程和计算依据都必须根据铝挤压模具的设计需要来确定。因此，铝挤压模具的设计，只有合理确定模具的规格，才能保证铝挤压模具设计在科学性和合理性上满足实际需要，进而达到提高铝挤压模具设计效果的目的。
5 铝挤压模具设计应做好模具的分流孔布置
模具分流孔的布置、大小、形状直接关系到金属供流的均衡性和制品的成形。由于该型材形状具有较好的对称性，因此，将分流孔布置成孔下排列的十孔结构；中间的分流孔因靠近挤压筒中心，两端的分流孔远离挤压中心并且受到挤压筒壁摩擦力的影响，因此，需调整各个分流孔进料面积的大小，通过计算并结合生产实际经验，可以调整中间和两侧的分流孔进料面积比例。考虑到该型材的加强筋较长，供料困难，必须在模具中间部位再另开进料孔，中间进料孔设计成阶梯形，使金属直接流人斜筋。根据该型材铝合金的可挤压性指数，模具需要选择适当的分流比K？比，分流比的大小直接影响到挤压力的大小，并且对制品的成形和焊合质量也有直接的影响，因此，在设计中既要保证模具的强度满足实际需要，同时也要合理确定分流比。
6 结语
通过本文的分析可知，做好铝挤压模具设计，是提高铝挤压模具加工质量的关键。结合铝挤压模具设计的实际经验，要想提高铝挤压模具设计的科学性和合理性，就要做好挤压参数设置、模具材料的选择、并合理确定模具的规格，最后做好模具的分流孔布置，确保铝挤压模具设计在整体功能和合理性上满足实际需要，为铝挤压模具设计提供有力支持，保证铝挤压模具设计的科学性。
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挤压模具范文4
关键词：金属；挤压；轻型材料
中图分类号：U21 文献标识码：A
1 金属挤压过程控制
1.1 压力机是一种结构精巧的通用性压力机。具有用途广泛，生产效率高等特点，压力机可广泛应用于切断、冲孔、落料、弯曲、铆合和成形等工艺。通过对金属坯件施加强大的压力使金属发生塑性变形和断裂来加工成零件。机械压力机工作时由电动机通过三角皮带驱动大皮带轮（通常兼作飞轮），经过齿轮副和离合器带动曲柄滑块机构，使滑块和凸模直线下行。
1.2 挤压金属型材产品的流程非常重要，做为企业金属材挤压，对产品的精度要求较高，所以好的制度流程尤为重要。金属挤压过程实际是从产品设计开始的，因为产品的设计是基于给定的使用要求，使用要求决定了产品的许多最终参数。如产品的机械加工性能、表面处理性能以及使用环境要求，这些性能和要求实际就决定了被挤压金属种类的选择。而同一中金属挤压出来的金属型材性能则取决于产品的设计形状。而产品的形状决定了挤压模具的形状。设计的问题一旦解决了，则实际的挤压过程就是从挤压用金属铸棒开始，金属铸棒在挤压前必须加热使其软化，加热好的金属铸棒放入挤压机的盛锭筒内，然后由大功率的油压缸推动挤压杆，挤压杆的前端有挤压垫，这样被加热变软的金属在挤压垫的强大压力作用下从模具精密成型孔挤出成型。
1.3 根据图纸或者样品了解此产品的规格尺寸，确定有无挤压难点，应如何控制。经双方确认图纸就可以安排就行模具制造。金属型材热挤压模具不同于一般的机械零件加工，而是介于机械加工与压力加工之间的一种工艺性设计。除了应参考机械加工所需遵循的原则以外，尚需考虑热挤压条件下的各种工艺因素。模具设计好以后需要进行加热，同时金属棒应该加热到挤压所需的温度，然后挤压试样。接着，试样出来的半成品需要由技术人员对尺寸表面等进行仔细地检验，如果不合格，应该制定详细的模具返修方案，待确认后，可再进行模具设计。最后进行表面处理，如氧化，喷涂，抛光等等，表面处理后在进行成品检验，包括尺寸形位公差，表面是否划伤，硬度检验等等。在生产流转过程中，按区域推放，防止磁刮伤和表面的污染。
2 金属挤压技术发展应用
2.1 近些年来，除了改进和完善正、反向挤压方法及其工艺之外，出现了许多强化挤压过程的新工艺和新方法，并获得了实际应用。像舌型模挤压、平面组合模挤压、变断面挤压、水冷模挤压、扁挤压、宽展挤压、精密气、水（雾）冷在线淬火挤压、半固态挤压、高速挤压、冷挤压、高效反向挤压、等温挤压、特种拉伸-辊矫、形变热处理等新技术新工艺，对于扩大铝型材的品种，提高挤压速度和总的生产效率，提高产品品质，发掘铝型材的潜力，减少挤压力，节能节资，降低成本等方面，都有积极的意义。
2.2 连续挤压时塑性变形过程包括挤压型腔变形区和挤压模腔变形区两个过程，其中挤压型腔变形区是指轮槽和挡料块组成的变形区域，包括孔型轧制区、摩擦剪切变形区、镦粗区、粘着区、直角弯曲挤压区等五个变形分区。
2.3 目前，活塞材料主要是铝合金，而铝合金活塞应用最多的铸造工艺是挤压铸造，还有锻造和金属型铸造，它们各有其优缺点。金属型铸造加工简单，生产成本较低，但容易产生缩孔、缩松等铸造缺陷，导致活塞力学性能较低，难以满足使用要求。锻造活塞常温力学性能高，高温耐热疲劳性好、塑性好，能满足大功率发动机的要求。但锻造活塞加工量大，生产成本高，仅适用于某些要求较高的大型活塞或高速活塞。挤压铸造为介于上述两者之间的铝活塞成形技术，是将液态金属在高压下充型和凝固的精确成形铸造技术，又称为液态模锻。
3 影响金属挤压加工的工艺因素
3.1 挤压速度和温度
在连续挤压加工母材的生产过程中，挤压速度和温度是影响金属加工质量和使用寿命的重要因素。一般而言，挤压速度越大，被周围介质吸收的热量就越少，则金属塑性变形的温度就越高，反之亦然。在挤压过程中，挤压速度与温度密切相关。提高挤压速度，则挤压温度也随着升高，反之亦然。为了保持挤出产品的形状整体性，塑性变形区的温度必须与金属塑性最好时的温度相适应。变形温度对金属的塑性有着重大影响，就大多数金属而言，总的趋势是：随着温度的升高，塑性增加。
3.2 材料的冷却收缩性
金属在冷却过程中，由于各部分收缩的非均匀性，容易造成材料表面受拉、内层受压，从而产生热应力，影响其表面质量。此外，金属在冷却过程中可能发生相变，相变过程导致的体积变化可能使材料晶粒内部产生组织应力，当叠加的应力超过金属强度时，就会破坏产品的完整性，在材料的内部或表面产生微观和宏观裂纹，导致产品形状变形。为了避免金属在冷却过程中产生尺寸变形，必须选择适当的冷却速度，并按一定的冷却规范进行冷却。
3.3 材料的流动性
所谓流动性是指金属充满腔体及模具型腔的能力。若合金的流动性不佳，金属则无法完全充满模腔。挤压制品的组织性能、表面质量、外形尺寸和形状精度、成材率、挤压模具的正确设计、挤压生产效率等，均与金属流动有着十分密切的关系。
4 金属挤压加工加工技术需改进的问题
发展金属挤压加工理论与技术时需要重点考虑的项目主要有：减少功耗量，节能降耗；减少外部摩擦，提高变形效率；提高精度；利用各向异性、内部应力、变形热处理等方法提高产品综合性能；有效利用废料和开发综合利用技术，提高回收率和成品率；防止缺陷产生或利用缺陷；提高工模具品质和使用寿命；减少工序；增加单位时间的产量及节省劳动力，实现高速化、自动化、连续化生产；清洁生产，改善环境，降低劳动强度；降低造价，降低成本；发展新用途、新功能、特种性能和多功能的新材料。金属挤压加工是利用金属塑性成形原理进行压力加工的一种重要方法，通过挤压将金属锭坯一次加工成管、棒、T型、L型等型材。金属挤压机是实现金属挤压加工的最主要设备。
结语
金属挤压工艺是一种优质、高效、低消耗的少无切屑加工工艺，在汽车、机械、轻工、航天航空、军工、电器等制造领域得到越来越广泛的应用。金属挤压技术，作为一种先进的制造技术，在原材料价格不断上涨、市场竞争日趋剧烈的情况下，开拓了进一步研究和推广应用的广阔前景。
参考文献
挤压模具范文5
关键词： 自行车飞轮 冷挤压模具 工艺
自行车飞轮是自行车整车系统中的关键性零件，是自行车驱动系统的重要组成部分。飞轮及其相关集成系统的质量和性能直接关系到整车的性能。当前我国自行车飞轮及其相关组件一般采用模具冷挤压成形生产。模具的质量、冷挤压工序的控制直接影响到飞轮成品的最终质量，也影响着飞轮制造企业的生产成本。随着社会的发展，消费者对自行车的需求向高端化发展，对自行车的质量要求越来越高。但是我国的自行车生产，尤其是在中高端自行车飞轮及其组件的生产，却没有很好地满足对其质量需求的提高。目前，由于锻造多飞飞轮轮芯的模具质量差、工作寿命短以及商用飞轮质量低等问题的存在，是制约我国自行车生产进一步发展的技术瓶颈，同时也是困扰高档自行车自主品牌和生产企业做大的现实问题。因此，探索自行车飞轮锻压相关工艺，提高其制造质量，具有改善自行车整体性能，推动自行车制造行业发展的双重意义。
1.自行车飞轮概述。
自行车飞轮是手闸式自行车动力系统的主要零件，通常分为14齿和42齿飞轮两种，一般以多飞飞轮的形式出现。飞轮和飞轮内的滚动轴承、轮芯等零件一起构成了自行车动力系统的主要部分。
2.飞轮锻压工艺分析。
自行车飞轮的锻压是一个涉及模具加工工艺，飞轮齿片材料、硬度以及强度选择和齿片零件加工工艺的复杂过程。飞轮最终质量性能等技术指标能否达到设计要求，与各环节的工序操作直接相关。
2.1.冷挤压模具加工工艺。
冷挤压模具用材。当前在自行车多飞飞轮模具用材选择上，国内外通用的钢材为W6MO5Cr4V2高速钢。这是一种新开发的高碳、高合金钢。该钢材具有两个明显的特点：首先，该钢材在具有很强的抗弯强度、耐磨性和红硬性的同时，还具有很高的热塑性和韧性，以及较小的脱碳倾向。并且碳化物的颗粒较细小、分布也较均匀；其次，该钢材便于机械加工，可用于制作高负荷下耐磨损的零件，使用寿命很长，具有很强的通用性，价格较为便宜等。因此，W6MO5Cr4V2高速钢，因具有制作冷挤压模具的巨大潜在价值，而受到自行车零件制造商的广泛应用和工程界的广泛重视。
在生产过程中，冷挤压模具的工作条件相当恶劣。这主要是因为两方面的原因，首先，用轮制造的材料具有较高的抗变形力，以35钢为例，当对数变形为80%时，钢材的变形抗力就高达1500MPa，而对于合金钢而言这一对数条件下其抗力可以达到2500MPa―3000MPa，模具因此承受巨大的反作用力和摩擦力。其次，在工作过程中，模具承受着多次冲击负载和冷热交变温度的作用。模具工作时表面温度高达200―300摄氏度，并且每次挤压操作都是在极短的时间内完成，所以表面温度变化很大。在这样严苛的工作环境下，冷挤压模具的工作寿命很低。笔者查阅了目前我国自行车配件模具加工工艺，自行车多飞飞轮轮芯冷挤压模具的加工，一般采用：来料退火机械加工热处理的加工工艺。
2.2.冷挤压模具挤压形式。
根据挤压过程中金属的流动方面不同，可将冷挤压分为正挤压、反挤压以及复合挤压三大类挤压方式。其中正挤压和反挤压是挤压中的两种基本模式，而复合挤压则是对两种基本挤压模式的综合运用。正挤压，是指在挤压过程中金属的流动方向和凸模的运动方向一致。反挤压，顾名思义，则是指在挤压过程中金属的流动方向和凸模的运动方向相反。复合挤压，则是指挤压过程中一部分金属流动的方向和凸模运动方向一致，而另一部分则相反。根据飞轮轮芯以及正反挤压模式的特点，生产过程中一般多采用反挤压的挤压方式生产自行车多飞飞轮的轮芯。这种方式的要点在于挤压力相对较小，成型精度较高。
2.3.冷挤压模具的热处理工艺。
根据数据分析统计，高达60%的模具失效，是因为热处理不当而造成的。自上个世纪九十年代以来，为了保证飞轮加工模具变形小、模具工作面的余量少、甚至不留余量和充分发挥材料的良好性能。真空热处理、保护气氛热处理以及高压气淬技术被多数自行车飞轮制造企业广泛运用到模具热处理工艺中。当前，模具钢的热处理工艺参数主要集中在：淬回火的加热温度、保温的时间以及淬火方式的选择上。这些参数选择的不同会在不同程度上影响金属的组织结构和性能，在实际的批量生产中，要根据具体需要合理选择这些参数。
2.4.对飞轮齿片材料、硬度以及强度的选择。
当前自行车飞轮材料一般选用低碳钢作为飞轮齿片的制造材料（比较普遍的有牌号Q195，SPCC钢）；硬度依据《自行车行业标准》选择硬度值HRA≥72，强度则要求为沿驱动方向给飞轮施加4900N的力时，飞轮不出现破损。
2.5.毛坯的制造方法――精密模锻
目前，飞轮毛坯制造普遍采用精密模锻的制造方法。该法的主要工艺特点，是在锻造过程中使用两套精度不同的锻模。先用普通精度的锻模锻压，然后切下毛坯飞边进行酸洗，再用高精度锻模锻压出满足精度要求的零件。在精密模锻阶段，加热方法要采用无氧或少氧的方式。
该方法的工艺流程为：下料检查毛坯质量无氧（有氧）加热普通锻模锻压 精密锻模锻压切断 切边冲孔零件表面清洗校正精压热处理 产品检验入库。
2.6.多飞飞轮齿片加工工艺。
多飞飞轮加工工艺，是飞轮产品生产过程中最重要的一环，直接关系到飞轮质量的好坏和使用寿命的长短。当前国内外自行车多飞飞轮零件，一般采用冷挤压生产方法，该法主要包括制坯冷挤压精加工三个部分。目前飞轮生产公司的生产工艺流程主要为：来料正火毛坯冷挤压成形渗碳淬火低温回火烤黄。
冷挤压生产工艺技术具有高精、高效、优质低耗的特点，是中小型锻件规模化生产常用的锻压方法。它比传统的热锻和温锻工艺技术要节约30%―50%的材料，50%―80%的能耗，并且能够有效提高锻件的质量，改善操作人员的作业环境。由于冷挤压的锻压方法产生的冷作硬化的利用价值较大，可以用廉价的低强度钢材，经过冷挤压后代替价格昂贵的高强度钢材，所以其应有领域在该工艺技术的不断完善下逐渐扩展。
2.7.多飞飞轮齿片的热处理工艺。
多飞飞轮齿片的热处理工艺主要包括渗碳及淬、回火工艺两个部分。
首先，渗碳工艺。渗碳技术是一种应用广泛的化学热处理技术。由于自行车飞轮心部要保持有较高的韧塑性，而且齿片表面要求有较高的硬度和耐磨性。而传统的机械加工及普通的热处理工艺，无法把低碳钢处理到这种质量要求标准。现阶段冷挤压制造中，主要是通过气体渗碳淬火来达到这一质量要求。具体操作，是通过飞轮冷挤压成形以后，对其进行一次气体渗碳热处理，改变其表面的金相组织，达到提高飞轮齿片表面硬度和耐磨性的目的。表面氮化也可以达到这一目的。
其次，淬、回火工艺。由轮及其零件产品，一般是在人力范围和正常环境下服役的，所以，所受冲击力并不大。因此，淬火温度不宜过高。一般做法是，在渗碳工艺结束后，直接采用油淬。考虑到零件在后期人力作用下容易出现变形问题，所以淬火时要注意严格控制保温时间。回火工艺对飞轮表面硬度和心部的强度影响也比较关键。因此，对淬火和回火时各种参数对飞轮及其零件的影响，是产品质量和寿命的关键所在。
3.结语。
基于本文上述，笔者认为，自行车飞轮锻压是涉及模具制造、材料选择及飞轮本体锻造等多个方面的系统化锻压制造工序过程。当前采用的冷挤压锻造自行车飞轮的方法，明显具有耗能小和材料低廉等特征，适合对当前自行车飞轮数量和质量的高要求。我国的自行车生产企业要注重采用和研究这一生产技术，将这一技术作为改善我国自行车生产整体质量，打破技术瓶颈的突破口。
参考文献：
[1]天星《自行车小飞轮结构的改进》《现代制造工程》1981年04期。
[2]作者不明《自行车飞轮组合模锻》《CMET 锻压装备与制造技术》1973年02期。
[3]李伟 刘庆锁 陆翠敏 张玉姣《自行车多飞飞轮轮芯冷挤压模具失效分析》《热加工工艺》2011年06期。
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[5]孟令先 宋学进 张元国《冷作模具的失效分析与预防措施》《锻压技术》2007年03期。
[6]张洁 许晓静《冷作模具用高速钢热处理性能和变形研究》《模具工业》2003年02期。
挤压模具范文6
关键词：挤出 芯线 质量
1 引言
在电缆制造过程中，我们采用挤出工艺方法来挤包绝缘层。绝缘的挤出过程是一个比较复杂的技术过程，它与原材料、生产设备、模具以及操作工艺等都有着密切关系，下面我们主要针对在挤出过程中影响挤出质量的因素进行探讨。
2 原材料对挤出质量的影响
2.1导体对挤出质量的影响
导体根据其自身的结构可分为：实心导体和绞合导体，根据导体表面是否有镀层又可分为：裸导体和镀锡导体。橡胶挤出后将直接包覆于导体上，导体的优劣是芯线挤出质量好坏最基础的部分。导体表面如果有毛刺、裂纹、三角口、划痕、机械损伤等缺陷，将会导致橡胶在包覆过程中被刺伤，造成芯线的绝缘性能差或芯线被击穿。
2.2 绝缘橡皮对芯线质量的影响
我们使用的绝缘橡皮是以三元乙丙橡胶为基的含有多种配合剂的混合物，通过橡胶的混炼使各组分均匀的分散在橡胶内。胶料的综合性能对芯线的挤出质量起决定性作用。
2.2.1炼胶用原材料的质量控制
首先加强对入厂原材料的检验，如发现材料有不合格现象，应坚决退货，不合格材料不能进入生产工序。验收合格的各种原材料在存放和使用过程中应保证它们的干燥与清洁。在配合剂中使用的粉料如陶土、滑石粉、氧化锌等，如不注意防潮烘干极易吸潮而失去其应有的性能，同时会影响粉料在绝缘胶中的分散均匀性，影响胶的综合性能。
2.2.2对胶料的质量要求
胶料炼制质量的好坏决定了芯线挤出质量的优劣。塑性是鉴定混炼胶质量的主要指标，塑性的大小直接影响挤橡、硫化质量，塑性过大则在芯线挤出过程中容易产生偏心、压扁，硫化后的橡皮挤橡强度低，塑性小则挤出困难，芯线表面不光滑，因此，胶料的塑性应严格按要求保持在工艺要求范围内。
胶料的技术性能在很大程度上取决于配合剂在胶料内的分散均匀性，如果出现分散不良或粉料的结粒现象，挤出过程中会导致挤出芯线表面有气泡、小颗粒等缺陷，使芯线绝缘降低或导致击穿。在实际生产中严格执行炼胶工艺，保证混炼胶的均匀性。
3 挤出工艺的影响因素
3.1挤出工艺参数
挤出工艺参数包括挤出机和机头温度设定。挤出机和机头不同部位的温度是不同的，通常情况是口型最高，机头温度次之，机筒温度最低。这样做的目的是为了使挤出芯线表面光滑，挤出过程顺利和减小膨胀率。挤出温度对电缆芯线尺寸的精确度和表面的光滑性有很大的影响，如温度过低会使半成品表面粗糙、断面增大，反之温度过高，又会引起胶料自硫、起泡等，挤出温度视胶料的不同而异。下表是各种常用橡胶挤出温度的参考数据。
常用橡胶挤出温度参考表
天然橡胶 氯丁橡胶 顺丁橡胶 丁腈橡胶 丁基橡胶 乙丙橡胶
机筒 50～60 20～35 30～40 30～40 30～40 65～70
机头 80～85 50～60 40～50 65～70 65～70 80～90
口型 90～95
螺杆 30～50 25～35 25～35 25～35 25～35 30～50
根据试验室测定的三元乙丙橡胶的焦烧时间和门尼粘度，结合实际生产情况，最终确定设备的挤出温度。
3.2硫化工艺参数
硫化工艺参数包括硫化温度、压力和时间。
硫化温度是橡胶发生硫化反应的决定性条件，它直接影响硫化速度和产品质量。硫化温度高，硫化速度快，生产效率高；反之，硫化速度慢，生产效率低。硫化温度高低应取决于胶料的配方，其中最重要的是取决于橡胶种类和硫化体系。实验证明，乙丙橡胶的硫化速度慢，其硫化温度可以超过200℃。我们是使用饱和水蒸气为介质对芯线进行硫化，蒸汽的温度和压力二者是相互关联的，对应的温度越高蒸汽的压力也就越大，但硫化压力过高，会使橡皮层炸口和内层欠硫，外层过硫，同时，硫化温度和压力的确定还需对硫化管线的承压能力和锅炉的容量进行综合的考虑，既保证产品的质量又维护设备的安全。
硫化时间是完成硫化反应过程的条件。对于给定的胶料来说，在一定的硫化温度下，有一最适宜硫化时间（即正硫化时间），时间过长产生过硫，时间过短产生前硫。过硫和前硫都将使制品性能下降。在生产中实际的硫化时间由芯线在管道内停留时间决定，所以，不同的温度下设定不同的走线速度。
4 模具对挤出质量的影响
4.1挤出模具的结构尺寸及形状
在模具设计中，应保证模芯、模套之间形成的间隙是逐渐变小的，胶料的流动速度逐渐加快，保证胶料有足够的压力，达到挤出的胶层紧密，产品质量良好。
a、模套、模芯锥角α和β的选择
α、β分别为模套内锥角和模芯外锥角。根据模芯、模套几何尺寸确定的原则，α角应大于β角，α与β差值大，胶料受到的压力大，挤出致密性好，芯线表面光滑；差值过大则偏心不易调节，甚至会出现胶料倒入模芯内部的现象。根据我们设备自身的特点，生产中一般二者的差值控制在10～20 ?之间。
b、模套、模芯承径段长度的选择
模套承径段长，胶的挤出压力大，挤出橡胶的致密性好，挤出表面光滑；承径段小，胶层挤的不紧，容易出现砂眼、松套等现象，同时芯线的外径也不稳，通常取L=（0.7～1）D 其中D为模套孔直径。
模芯承径段太长，容易造成芯线擦伤，太小则线芯跳动，容易偏心，芯线外径不匀，通常控制其长度为导电线芯直径的0.5～1倍。
c、模具孔径的大小
在实际选用模孔时，应对橡胶的工艺性能、导电线芯的结构等多种因素加以考虑，以确定适宜生产的最佳尺寸。
我车间挤橡设备模套的孔径通常取决于挤出时的热端线径，而模芯孔径的大小则根据导体线芯的结构特点适当增大或减小，在生产中不断摸索规律，总结经验，确保挤出芯线质量符合工艺要求。
4.2模具的配合
挤出模具按照模芯、模套的配合方式可分为：挤压式、挤管式、半挤压式。绝缘橡胶的挤出采用的是挤压式模具，通过这种配合的模具，胶料对导体有较大的径向压力，使芯线的挤出致密结实。
挤压式模具中，模芯端部和模套承径段之间有一定的距离h称之为模间距。h大，则挤出压力大，芯线绝缘层致密性好，表面光滑；h太大则易造成芯线外径不稳定，表面出现麻花纹，绝缘层偏心等。h太小挤出压力小，胶料与导体的包覆力小，绞合导体外层缝隙胶填不满。
依据技术参考数据再结合实际生产经验，在生产中我们已经摸索出适合橡胶挤出的模间距的变化规律，有效的控制芯线的挤出质量。
