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为什么在机械制造工艺方面要广泛采用冷挤压成形技术

17-10-21 08:50  

    为什么在机械制造工艺方面要广泛采用冷挤压成形先进技术,因为在技术上和经济上它具有如下的显著优点。

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1、显著降低原材料消耗

    冷挤压是一种金属塑性成形加工方法,它在不破坏金属的前提下,使金属体积作出塑性转移,达到少切屑无切屑而使金属成形,制得所需的形状及尺寸的零件。这样就避免了切削加工时而形成的大量金属废屑,大大节约了钢铁及有色金属原材料,使1t金属材料能作2t,甚至3~5t之用。

2、提高劳动生产

    冷挤压零件是在压力机上进行的,操作方便,容易掌握,生产率很高。例如:纯铁底座材料较软,切削性能差,机加工较为困难,采用冷挤压后,不仅显著节约了原材料,而且使生产率提高了30倍。又如汽车发动机活塞销,冷挤压比车削加工可提高生产率3.2倍。目前又生产了冷挤压活塞销自动机,使生产率进一步提高,一台冷挤压自动机的生产率相当于100台卧式车床或10台四轴自动车床。

3、可成形复杂形状的零件

    在压力机的往复直线动作下完成复杂的加工工序,并可以制成形状复杂的零件。如薄壁异形件、带加强筋的筒形件等,形状复杂,尺寸小,要求严。若采用切削加工方法制造,不仅生产率低,材料消耗大,而且在制造方法还会感到十分困难;但用冷挤压加工则就显得十分方便。

4、提高零件的力学性能

    在冷挤压过程中,金属材料处于三向不等的压应力作用下。挤压变形后,金属材料的晶粒组织更加致密,金属流线不被切断,成为沿着挤压件轮廓连续分布的金属流线。同时,由于冷挤压利用了金属材料冷变形的加工硬化特性,使冷挤压件的强度大为提高,从而提供了用低强度钢代替高强度钢的可能性。例如,我国过去采用切削加工方法生产汽车发动机活塞销,所用原材料为低合金结构钢20Cr。由于改用冷挤压法生产,可提高活塞销零件的力学性能,故采用材料为20低碳钢。

5、可获得较高尺寸精度及较小表面粗糙度值的零件

    经冷挤压成形零件的表面质量是十分良好的。在冷挤压过程中,金属材料表面在高压下受到模具光滑表面的熨平,因此零件的表面粗糙度值很小,表面强度也大为提高。一般冷挤压制件的表面粗糙度值Ra至少在0.63~1.25μm以上。可见,用冷挤压法加工的零件,有的部位可以少留加工余量,甚至不留加工余量即可达到产品图样上的技术要求。

    冷挤压零件的尺寸精度一般可达精度等级IT8~IT9级,个别的尺寸公差范围可控制在0.015mm以内。冷挤压工艺可以获得理想的制件表面粗糙度与尺寸精度,有些零件经冷挤压之后可以不再进行切削加工,从而为采用冷挤压方法加工代替某些零件的锻造、铸造与切削加工开辟了一条广阔的道路。

6、减少工序,缩短生产周期

    冷挤压工艺是在闭式模具型腔中进行金属塑性变形,所得的挤压件是没有飞边的,故不再需要切边(或冲孔)后续工序,从而缩短了生产周期。

7、减少设备投资

    与模锻工艺相比,因冷挤压不产生飞边,故可省去了切边模及切边压力机,明显地减少了设备投资。另外,冷挤压生产加工,可在专用的冷挤压压力机上,也可以在通用液压机上进行,还可以在非专门为冷挤压而设计的普通压力机上进行,如通用冲床或摩擦压力机。

8、降低零件的生产成本

    由于冷挤压可以大大节省原材料和金属切削加工工时,因此必然可降低零件的制造成本。例如,生产汽车活塞销有三种方法:冷挤压、圆钢切削加工和无缝钢管切削加工。冷挤压成形活塞销的成本最低,相对于圆钢切削加工成本降低45%,比用无缝钢管作原料的加工成本降低29%。


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