针阀体中孔的冷挤压加工设计.pdf

学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 解决方案 E雹翻圆工艺 ， 工装， 鼍具， 诌蕊 ， 麓■I 维咯I 改造 合金调质钢 ， 硬度较高， 因此常常出现以下问题 1 由于孑 L 径较长 ， 使得铰刀过长， 刚性不足， 铰削时 产生振动； 多次铰削后铰刀刃 口有毛刺或粘有积屑瘤 ， 使 得孔径增大。 2 孔径小而深 ， 排 屑困难 ， 易形成刀瘤 ， 加工后的内 孔表面粗糙度不能保证 ， 尺寸精度也不稳定。 另外为了防 止表面粗糙度值超差 ， 铰削时一般切削速度不快 ， 而且加 工余量不大， 使得生产效率变低。 为了提高生产效率和保证产品质量，经过多次的试 验和查阅相关资料 ，最终确定精加工环节采用冷挤压加 工代替铰削加工 的方法。 3 冷挤压加工工艺 冷挤压法精加工内孔是利用推压力 ，使一个经过精 密研磨的高硬度金属挤压杆通过粗加工后尺寸未达到要 求的内孔的加工方式。杆体通过时 ， 孔壁被挤压屈服 ， 孔 径被加工到要求尺寸， 表面质量和硬度也得到提高 。 3 ． 工艺参数设计 式 1 是 由前苏联学者科西洛娃提 出的内孔挤压变 形的计算公式 ， 按照 金属机械加工工艺人员手册 所述 ， 该公式可作为工艺设计时的经验公式 o mi b 1 从式 1 可以发现 ， 挤压变形跟材料的属性有关 ， 并 与挤压过盈量呈正比例 ，而实际情况 由于同一材料在零 表 2 m、 b 系数的选择 件热处理时有差异 ， 使 得 剩余 变 形量 相差 很 大 ， 而且在一定范 围内 过 盈 与剩余 变 形不 呈 线性 比例关系。因此在 实际生产中孔挤压后的剩余变形与公式计算相差较多。 产生计算误差 的原因是孔的挤压剩余变形与材料和该材 料热处理程度、 孔壁厚度和内孔直径有关。因此文献[ 3 ] 通过理论分析和实验验证对该公式进行了修正 ，这里直 接将数据代人所得公式计算。 计算步骤 1 求外壁进入塑性变形时的径向位移量 在内孔的挤压加工中， 零件 的最终孔径是根据生产要 求给定的， 因此工艺参数主要是求出挤压前道工序加工后 的孔径和挤压工具的工作部分尺寸。 为此首先必须先计算 并确定挤压过程中的过盈量和此时的孔径弹性变形量。 过 盈量的选取跟外壁进入塑性变形的径向位移量有关。 径 向位移量 3 0 x 3 0 x 9 8 0 d G 4 x l 7 3 2 x 8 x8 0 x 1 0 _ 0 - 1 9 8 4 一 ． ～ 根据 金属机械加工工艺人员手册 ， 取过盈量 i -- 0 ．0 8 此时内壁的径向位移量 U d 0 ． 0 4 弹塑性交界区的半径 C ． v N ／ 3 x d xU , G 一 1 ．7 3 2 x 8 x 0 ． 0 4 x 8 0 x 1 0 3 一 6 ． 7 1 2 4 i 机械工 程师 2 0 1 1 年第2 期 此时内壁压力 P ／等[ 1n 等 争 1 一 ／3 ] l 0 3 7 、 Ⅱ 。 内壁弹性变形最大压力 [ 1 一 { ] 5 2 6 ‘ 、 ／ 3 压力为 时的径向位移量 U e q P x d x D2 万 0 ．0 l 4 因此孔径挤压后的弹性变形量 s 芸 0 ．0 2 8 2 求挤压工具的工作部分尺寸 d -, d 0 ． 7 5 A T 2 o, - -．- -8 ．0 7 其中 A T 为零件的尺寸公差； 挤压工具一般选取偏差 0 ． 0 0 5。 3 中孔挤压前所需加工到的直径尺寸 d 加 匿 前 d 7 ． 9 9 3 ． 2 挤压杆的设计 根据相关参数 ， 设计制造 了如图 3 所示的挤压工具 ， 由前端导向杆 、 中部工作环和尾端夹具加持杆组成。 前端 导 向杆主要是在挤压过程 中， 先插入孔内定位 ， 保证挤压 器与内孔同轴 ， 避免将内孔挤压偏斜 。中部工作环 ， 是挤 压器的主要工作部件 ， 与内孔成过盈配合 ， 利用金属材料 的弹性一 塑性变形性质 ， 对 内孔表面施加挤压力， 使之发 生塑性变形 ，达到挤压加工 的目的。尾端夹持杆作装夹 用 ， 使用标准公制螺纹联接便于夹具设计。 挤压工具的制造选择了高碳工具钢做挤压工具的材料 ， 先车制， 预留磨削余量。淬火处理 H R C 6 5 ， 最后磨削而成。 4 结语 挤压加工时 ， 先获得直径为 7 ． 9 9 ra m的孔 ， 然后一次 进给挤压成型。挤压时， 应添加足量的切削冷却液， 以保 证挤压工艺过程中润滑并降低热量 ，提高挤压杆的使用 寿命及孔的加工精度。切削液可用 7 0 ％柴油加 3 0 ％煤油 混合而成 。 采用挤压工艺加工后 ， 不仅提高了生产效率， 而且挤 压后孔壁产生硬化层 ， 延长了产品的使用寿命 ， 整个工艺 改进取得 了良好的效果 。 [ 参考文献 ] [ I ] 郑竹林． 柱塞泵缸孔加工工艺的改进[ J ] 工程机械与维修， 2 0 1 0 3 1 4 5 ． [ 2 ] 刘蕾．稳频腔体精密内孔表面的冷挤压加工[ J ] ． 工具技术， 2 0 0 5 3 9 5 3 5 4 ． [ 3 ] 徐云奎． 内孔挤压加工的工艺参数设计[ J ] ． 机电工程， 2 0 0 1 ， l 8 4 7 7 7 9 ． [ 4 ] 赵如福． 金属机械加工工艺手册人员手册[ M] ． 上海 上海科学 技术 出版社 ． 2 0 0 9 ． 编辑 黄获 作者 简介 严晓敏 1 9 8 3 一 ， 男 ， 助教 ， 主要从事机械 制造 的教学与研 究工作 。 收稿 日期 2 0 1 0 1 1 - 3 0 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m