1引言
直孔活塞銷半成品是出口外銷品,年產(chǎn)50萬件以上,其內(nèi)孔要求為冷擠壓直通孔,材料為20Cr.
2冷擠壓成形工藝分析
半成品的成形可采用深杯冷擠成形后沖去杯底工藝。深杯冷擠要求對坯件實(shí)施有效的潤滑處理,確保模具的潤滑條件。經(jīng)分析,決定采用如下工藝路線:制坯反擠深杯沖裁杯底擴(kuò)孔倒角。
2.1坯料制備
坯料制備根據(jù)生產(chǎn)批量及現(xiàn)場條件,決定采取如下工藝:切割圓料球化退火滾料酸洗磨外圓表面潤滑處理。
2.1.1切割圓料
要求工件的兩端平行、平整及切口短、效率高。一般用帶鋸或?qū)S脵C(jī)床下料。
2.1.2球化退火
坯件的擠壓成形屬深杯擠壓,變形量很大,所以擠壓前對坯料進(jìn)行軟化處理很重要。經(jīng)試制比較,決定采用球化退火工藝,可以獲得有利于擠壓的球化體組織。
2.1.3滾料及酸洗
采用滾筒滾料后酸洗的工藝,可徹底去除坯料的表面氧化皮及毛刺、油污等雜質(zhì)。
2.1.4磨外圓
由于原材料外徑偏差較大,為了保證坯料外徑的一致性,需在無心磨床上磨外圓達(dá)到D1-0.050,有利于工件在凹模內(nèi)的定位。
2.1.5坯料的表面潤滑處理
表面潤滑處理是坯料制備的關(guān)鍵工序,它能有效降低工件與模具間的摩擦阻力,達(dá)到降低單位擠壓力、改善冷擠件質(zhì)量、提高模具壽命的目的。
20Cr鋼的表面潤滑處理一般采用磷化、皂化處理,其缺點(diǎn)是工藝復(fù)雜、周期長、成本高。通過多次研究測試,配制出一種專用冷擠涂料,其特點(diǎn)是配制工藝簡便,涂料工序操作簡單,工序周期極短,潤滑性能可以滿足冷擠壓工藝使用要求,成本接近磷化、皂化處理工藝的50.
涂料主要由以下成分組成:羥乙基纖維素、石墨(石墨爐原子吸收法的實(shí)驗(yàn))粉劑、磷酸二氫鋅、硬脂酸鋅、二硫化鉬、滑石粉、酒精等。
2.2擠壓成形工藝分析
2.2.1擠壓方式的確定
坯料用材為20Cr,其強(qiáng)度低、塑性好,適合冷擠壓成形。國內(nèi)同類產(chǎn)品一般采用所示的雙杯擠壓,擠壓連皮留在中間,鉆去連皮時(shí),為了避免刮傷兩頭擠壓孔,連皮位置鉆成臺階孔。其特點(diǎn)是冷擠凸模長度較短,有利于提高凸模的抗彎強(qiáng)度,但對成品內(nèi)孔的高清潔度的清洗會起阻礙作用。坯件孔的長徑比約為4,接近黑色金屬反擠壓1次成形的極限,在適當(dāng)?shù)臐櫥瑮l件下可以1次反擠成深杯形。
2.2.2深杯形坯件擠壓工序設(shè)計(jì)
根據(jù)冷擠件設(shè)計(jì)原理可知,為了防止杯底角部縮孔,要求b?0.8t(b為杯底厚度,t為坯件壁厚).由可知b=5mm,另據(jù)有關(guān)經(jīng)驗(yàn)參數(shù),可將杯底內(nèi)圓角取r=0.5mm,杯底外圓角取R=1mm,杯口內(nèi)圓角取r=1mm.
2.3杯底沖裁
杯底是冷擠件的連皮,去除方式可以鉆削或沖裁。綜合考慮認(rèn)為采用沖裁方式比較合理。為了防止沖裁時(shí)凸模刮傷冷擠孔,沖裁凸??尚∮诶鋽D孔0.30.4mm.