泵座零件溫擠壓模具設計

喜歡就充值下載吧。資源目錄里展示的全都有，下載后全都有，CAD圖紙均為可自行編輯，有疑問咨詢QQ:1304139763=喜歡就充值下載吧。資源目錄里展示的全都有，下載后全都有，CAD圖紙均為可自行編輯，有疑問咨詢QQ:1304139763= 寧波大學科學技術學院畢業(yè)論文（設計）開題報告 畢業(yè)論文（設計）開題報告題目：泵座零件溫擠壓模具設計專 業(yè)： 泵座零件溫擠壓模具設計 學 號： 094174044 學生姓名： 章祺杰 指導教師： 任睿 2012年12月1溫擠壓工藝特點1.1與冷擠壓相比的特點（1）金屬塑性提高，變形抗力下降 溫擠壓時可以將坯料加熱到再結晶溫度以下塑性好、變形抗力較低的溫度區(qū)域，以降低變形力。經測試，一般情況下溫擠壓的成形力僅為冷擠壓的1/31/2，降低了設備噸位和模具負荷。（2）溫擠壓件的尺寸精度和表面質量接近冷擠壓件溫擠壓的成形溫度越低，其制件的尺寸精度也越高，表面粗糙度值也越低，更接近于冷擠壓件的質量；反之，尺寸精度和表面質量隨溫度上升而下降。（3）每道工步的變形量較冷擠壓大，可減少工步數(shù)由于溫擠壓時金屬塑性好，金屬的流動性能要明顯優(yōu)于冷擠壓，在冷擠壓時要數(shù)道工步完成的成形在溫擠壓時可能只要一道即可完成，生產效率提高。（4）可連續(xù)生產，有利于降低成本冷擠壓在多工步成形時，工步間需要進行軟化和潤滑處理。溫擠壓在多工步成形時，一般可在連續(xù)加熱后連續(xù)成形，不需要進行工步間的軟化和表面處理，減低了生產成本。（5）對模具的要求高冷擠壓時僅需對模具進行潤滑，不考慮模具的冷卻；而溫擠壓時不僅要對模具進行潤滑，還要給予模具充分冷卻。1.2與熱擠壓相比的特點（1）尺寸精度和表面質量遠優(yōu)于熱擠壓件由于溫擠壓加熱溫度要低于熱擠壓，避開了鋼的劇烈氧化溫度，同樣在非保護氣氛中溫擠壓坯料的氧化極微，無脫碳現(xiàn)象，避免了因氧化、脫碳等造成的缺陷，使擠壓件的尺寸精度和表面質量大大提高。（2）擠壓件得到強化，不需要進行擠壓后熱處理溫擠壓后可以使擠壓件產生加工硬化，對于低碳鋼而言可以改善切削性能，不需要進行正火調節(jié)硬度。對于一些不需要進行最終熱處理的零件，溫擠壓的強化作用足以滿足其對力學性能的要求。（3）對模具的使用要求高熱擠壓時可以對模具進行模內循環(huán)水冷卻，也可進行外部噴射水冷卻，而不影響金屬的成形性能。溫擠壓時只能采用模內循環(huán)水冷卻，因為外部冷卻水接觸坯料會使坯料過冷，使溫擠壓無法進行。對于一些變形量不大的零件，熱擠壓時可不對坯料進行潤滑處理，也可使模具達到相當?shù)膲勖?。但溫擠壓時，坯料與模具的接觸應力雖比冷擠壓時小得多，但在無潤滑的條件下會出現(xiàn)早期失效。由此可見，溫擠壓對模具的要求比冷、熱擠壓高得多。（4）對坯料的加熱方法要求高由于溫擠壓坯料加熱時不得出現(xiàn)嚴重的氧化和脫碳現(xiàn)象，對爐溫控制的準確性要求高。故應盡可能采用電加熱方法，如感應加熱和電阻爐加熱等?；鹧婕訜嵋矁H限于煤氣和天然氣加熱，一般情況下不采用煤或油加熱。2選材以及熱處理21 模具材料溫擠壓模具在工作過程中,由于承受著高溫和高壓的作用,因此模具鋼應具有磨性、韌性、硬度和紅硬性等綜合性能。如用3Cr2W8V鋼制造的破碎機軸頭溫擠壓模, 坯料是45鋼, 當模具硬度為51HRC-52HRC時,由于3Cr2W8V鋼在高硬度下塑性和韌性都較低, 僅擠壓860件產品模具就發(fā)現(xiàn)有裂紋。將模具硬度降低48HRC后, 韌性稍有提高, 但硬度下降后又使模具發(fā)生塑性變形強烈磨損,擠壓到1500件時,模具因塑性變形量過大而失效。最后把模具用鋼改為H11,4Cr5MoSiV鋼, 該鋼在中溫( 400-500 ) 具有較高的熱強性,而且耐磨性、韌性、熱疲勞性都較好, 52HRC-55HRC下使用, 模具使用壽命提高2-4倍。對策:選擇在高溫下熱膨脹率小, 具有耐磨性和紅硬性及足夠的沖擊韌度模具材料,模具材料在模具升溫后屈服強度應高于擠壓時作用在模具(凸、凹模)上的單位擠壓力。用低溫擠壓那些 GR( 4Cr3Mo3W4VTiNb)HM1 ( 35Cr3Mo3W2V ) 鋼替換傳統(tǒng)鋼種3Cr2W8V。3Cr2W8V鋼經650 回火后雖仍保持高的硬度和強度, 但在急冷急熱條件下工作時, 易出現(xiàn)熱疲勞開裂, 在硬度45HRC以上時, 斷裂韌性值不是很高, 此外抗氧化能力也較差。用GR鋼、HM1鋼可以彌補3Cr2W8V的缺陷。中溫擠壓時使用鉻系鋼, 如 H11 ( 4Cr5MoSiV) 、H13( 4Cr5MoSiV1) 、4Cr5W2SiV等, 此類鋼由于含鉻較多, 淬透性較高, 淬火硬度增高, 具有高的強韌性和較高的的抗熱疲勞性能, 特別適用于急冷急熱的工作條件。高溫擠壓場合選用如 012Al( 5Cr4Mo3SMi nVAl ) 、CG- 2( 6Cr4Mo3Ni2WV) 5等, 此類鋼具有較高的強度和韌性。其韌性耐熱性高于鉻系鋼, 與鎢系鋼相近, 65Nb( 65Cr4W3Mo2VNb) 、HM3( 3Cr3Mo3VNb) 等鋼也可作為溫擠壓模具材料。2.2熱處理模具壽命與熱處理工藝的選擇有關。若淬火溫度過高或保溫時間過長, 奧氏體晶粒長大, 大量碳化物溶入基體, 淬火后出現(xiàn)粗針馬氏體, 增加了熱處理應力, 使模具變脆, 服役中容易開裂、折斷。淬火溫度過低, 合金碳化物溶解不充分, 鋼的淬透性下降, 回火穩(wěn)定性降低, 模具硬度偏低, 易造成模具塌陷、變形和磨損; 對于碳素工具鋼和合金鋼,若熱處理不當可能出現(xiàn)嚴重的網狀碳化物或片狀珠光體組織, 而高速鋼中碳化物則出現(xiàn)帶狀堆集, 工作時容易產生裂紋。對策: 采用合理的熱處理工藝。如某廠的3Cr2W8V鋼絲鉗溫擠壓模具, 用常規(guī)工藝處理時的失效形式為模腔兩側變形, 改用1100 加熱、保溫出爐預冷2- 3min, 再放入50%K2NO3+50%NaNO3鹽浴中390 保溫30min, 出爐空冷至室溫的等溫淬火及5602h回火2次,金相組織為回火馬氏體+少量未溶碳化物, 模具硬度為48HRC, 每副模具的擠壓壽命由原來1000件提高到3000件以上。H13鋼經鍛造余熱淬火和高溫回火預先熱處理, 再淬火回火后可得到細小、彌散的、均勻分布的粒狀碳化物, 模具的熱疲勞性能得以改善。又如對國家重點推廣的新型熱作模具鋼HM1( 35Cr3Mo3W2V) 采用雙重強化(復合強化)處理, 壽命提高4- 5倍, 所謂雙重強化處理就是鍛后先固溶淬火, 然后滲硼 等溫淬火, 最后多次高溫回火。此外, 鍛造后的正規(guī)化退火, 粗加工后去除加工應力的高溫回火或低溫回火, 精加工后的淬火與回火, 電火花加工后的去應力低溫回火等也是提高模具壽命必不可少的熱處理工藝。3模具結構設計模具設計是影響溫擠壓模具壽命的主要因素,設計上有缺陷的模具, 為模具的早期失效埋下了隱患, 如工作斷面急劇變化, 圓角過小或出現(xiàn)尖角,型腔出現(xiàn)凹凸或出現(xiàn)窄縫, 孔的位置不當造成壁厚不均, 型腔形狀不對稱造成偏心受載等。對策: 充分考慮型腔的斷面形狀, 工作帶的形狀應光滑連接, 盡可能避免尖角、窄縫等應力集中源的產生, 防止熱處理開裂和擠壓過程開裂。模具設計時還應考慮模具的結構盡可能有利于金屬的流動, 達到模具各部位受力均勻; 對于型腔中有凸臺懸臂的結構, 在滿足產品使用要求的前提下, 懸臂伸出量應盡可能短一些, 截面大一些,保證模具應有足夠的強度和剛度。當模具型腔壁厚為型腔深度的1 1.5倍時, 易損部分應采用鑲塊的結構形式。圖1所示為典型反擠壓實心件用凸模, 結構上工作部分長度l 應避免細長形, 防止剛度和強度不足壓斷或折斷。凸模的上端面直徑D比工作部分直徑d稍大, 以減少對模座的單位壓力, 增加凸模的穩(wěn)定性。過渡區(qū)以15左右的錐角過渡, 并以大圓角R圓滑過渡, 其余直徑突變處以r 過渡。圖2所示為典型的正擠壓凹模, 為了便于金屬塑性流動和減小模具負荷, 避免內腔裂紋的出現(xiàn),通常將凹模出口部分設計成錐形, 由于錐形入口的凹模截面變化量較小, 應力較小, 裂紋產生的機率也較小。采用組合式模具。當模具設計為整體式時, 直徑過渡處不可避免地存在無圓角過渡, 易造成應力集中, 引起裂紋, 如圖3a所示。而組合式模具在應力集中處把模具分割為兩部分或幾部分, 如圖3b、c所示, 可避免應力集中和裂紋的產生。4零件擠壓成形工藝制定某廠生產的鎂合金零件結構如圖4.該零件底部及內腔均為錐形，用擠壓棒材圖4 錐形零件圖和擠壓件圖切削加工方式生產，工時長，材料利用率僅為31%，會破壞原材料的流線性而影響零件性能，選用壓鑄工藝生產此零件時，易產生卷入性氣孔、夾雜等鑄造缺陷，降低了零件的力學性能。該零件選擇溫擠壓成形，可在保證零件的力學性能及零件尺寸的條件下，減少金屬的切削加工量，提高材料利用率，節(jié)約生產成本。通過對零件結構特點以及金屬流動特點、工藝可行性等方面考慮，在零件外形上添加余量，尖叫部分設計成圓角，在此基礎上設計出擠壓件圖如1.擠壓成形后，底部和內腔通過少量切削加工即可達到零件所需尺寸，外形通過機加精確成形。該零件成形工藝過程為：棒料鐓粗預成形底部反擠。工藝流程圖如圖5。圖5零件溫擠壓工藝路線5主要內容與基本要求 1收集有關溫擠壓，模具，泵零件等方面的資料并閱讀研究2分析溫擠壓的特點，溫擠壓件的質量和力學性能3泵座零件工藝分析及工藝方案選擇4泵座零件工藝參數(shù)設計計算5泵座擠壓力的計算6壓力機的選擇7泵座零件擠壓模具6計劃進度1. 任務布置，資料收集與閱讀研究1周2. 分析原理，制定設計方案，完成文獻總述和開題報告12周3. 進行初步的設計23周4. 研究、討論、修訂設計方案23周5. 完善設計思路確定最終設計方案23周6. 畢業(yè)設計工作總結，答辯準備12周7. 答辯7主要參考文獻：1 洪深澤擠壓工藝及模具設計 機械工業(yè)出版社 1995年2 吳詩惇沖壓工藝學 西北工業(yè)大學出版社 1987年3 劉靜安輕合金擠壓工具與模具上下兩冊 冶金工業(yè)出版社 1990年4 劉靜安擠壓模具技術的理論與實踐科學技術文獻出版社重慶分社1989年