一般冲压件形状位置偏差的检测

冲压件从某种意义上讲属于毛坯件,零件精度要求相对较低。除精密冲压件外,一般不单独提出形状和位置的允许偏差要求。但是,由于冲压后工件尺寸要素形状和位置的偏差会影响到使用性能,

一般冲压件形状位置偏差的检测 金属加工 冲压件

如图所示。如因落料洞口有倒梢使冲裁件翘曲[图(a)];拉深终了时对材料校正不够,使工件底部鼓起[图(b)]所示;冲压件毛坯定位不准或冲压时错移,使成形件孔位偏移[图(C、d) ];模具制造偏差等原因,使孔位产生偏移[图(e、f)]等。

对未提出形状位置精度要求的冲压件,为保证工件的使用效果,查有关冲压件公差标注尺寸建议表,提出标注规范建议,作为冲压生产现场检验的依据。

对未注公差的不直度、不平行度、不同轴度不圆度和椭圆度也有具体要求。

1.冲压件形状位置偏差的检测

(1)检测用工具:检查冲压件的直线度、平面度,如图(a)、(b)所示的情况,可直接用钢尺或游标卡尺主尺的直边比较测量,提出偏差要求的可用游标卡尺或游标高度尺、游标深度尺直接测量。检查冲压件的平行度、同轴度、对称度、位置度等形位偏差用游标卡尺或高度游标尺等进行测试。对垂直度要求可用直角尺比较测量。

(2)检测的依据:产品零件图和相应工艺文件(冲压工艺卡、检验卡)要求,未提出公差要求的尺寸可参照相关要求检测。

(3)检测的方法:用通用量具直接测量是最常用的方法,直接测量有困难的,可用游标高度尺划线的方法进行。

冲压件生产过程中常用检测方法

冲压件生产过程中常用检测方法 金属加工 冲压件

1.冲压件质量检测范围

冲压件的质量检测分尺寸检测和表面质量检查两大类。

(1)冲压件尺寸检测。对冲压门的尺寸使用一定的检测用具进行检查是冲压生产中不可缺少的环节,包括对成品冲压件和中间工序件的检测。
a.成品冲压件:成品冲压件的尺寸检测是根据产品零件图和冲压工艺文件(包括冲压工艺卡、检验卡等)对冲压件相应尺寸进行测试检查。

测量尺寸的范围包括线性尺寸、角(锥)度、形状位置尺寸和曲线、曲面形状等。

线性尺寸如长度、高度、深度、孔径、孔距、孔边距等尺寸。

形状位置尺寸如孔位的对称度、位移度、成形平面的平面度、直线度、平行度、垂直度等。

曲线、曲面形状是指经冲压后工件的曲线、曲面部分与设计要求的吻合程度。

b. 中间工序件:对冲压中同工序件的尺寸检测是根据冲压工艺文件(如冲压工艺卡,对产品的关键件还有检验卡)中要求检测的尺寸进行测试检告。

冲压工艺文件中要求检测的尺寸有重要线性尺寸和孔位尺寸等,主要是指因冲模调整、坯料(半成品件)定位、模具磨损等原因受到影响的尺寸。

(2)表面质量检查。冲压件表面质量包括冲裁件毛刺高度和断面质量、成形件表面拉伤、缩颈、开裂、皱折等。

2.冲压件质量检查的方法

(1)冲压件质量检查的模式。冲压件生产均为批量生产,检查方式有首检、巡检、末检和抽检。首检模具调试合格后,确认模具质量和调试效果,决定能否进人正式批量冲压。一般检查3~10件,大尺寸零件取下限。

a. 巡检:冲压过程中的检查,由检查员随意抽查几件,主要检查有否因模具磨损、损坏、操作定位不正确等引起的质量缺陷。
b. 末检:本批冲压完成时的检查,确定下批加工前模具是否需要修理。
c. 抽检:一批工件冲压后,确认此批制件质量作抽件检查。

(2)冲压件检查用工具。对冲压件表面质量检查除毛刺检查需进行测试外,其余多为目测检查。而尺寸检测则需使用一定的量具。冲压生产中使用的量具有通用量具和专用量具两大类。

a. 通用量具:冲压生产中常用的通用量具有:钢尺、游标卡尺、百分尺、万能角度尺、高度尺、直角尺、深度尺、塞尺、百分表等。精密测量的有工具显微镜、三坐标测量机等。

b. 专用量具:专用最具是对某一零件使用的,主要检査曲线、曲面的符合程度,常用的有平面曲线样板、三维(立体)检验样架,后者可用于大型覆盖件的检查。

温挤压对模具材料的要求

因为温挤压时金属的变形特点兼具了冷、热挤压时的特点,因此,模具升温后模具材料的屈服极限应高于挤压时作用在模具上的单位挤压力;在高温下具有足够的耐磨性;温挤压时模具承受一定程度的冲击,故模具材料应有足够的韧性,防止裂纹产生;要求有较好的物理性能,如热膨胀率小,热导率大,比热容大。

温挤压用模具材料选用可根据成形温度、单位挤压力等参数在冷挤压模具材料和热挤压模具材料中选取,见下表:

温挤压对模具材料的要求 金属加工 模具

值得说明的是,在200℃~400℃范围内温挤压时,可以采用与冷挤压相同的模具材料,如Cr12MoV或高速钢W18Cr4V、W6Mo5Crv2和6W6Mo5Cr4V 等。Cr12MoV作为冷挤压模具钢,其特点是强度高、耐磨性好,但在400℃~500℃以上温挤压时力学性能急剧下降,特别是在高温下的耐磨性下降较快,不 能再作为温挤压模具材料使用。热作模具钢3Cr2W8V、5CrNIMo、5CrMnMo等,作为温挤压模具材料时,强度不高,高温下的耐磨性较差,但其韧性较好,在700℃~850℃温挤压,单位压力在1100MPa时,也是一种较好的温挤压模具材料。高速钢W18Cr4v、W6Mo5CrV2和6W6Mo5Cr4V等,回火温度较高,在高温下具较高的硬度和耐磨性,在温挤压时注意模具预热和连续冷却,避免急冷急热,高速钢可作为一种较好的温挤压模具材料。其允许承受的单位挤压力可达2000~2200Mpa。

温挤压模具的设计特点

    温挤压模具在结构上与冷、热挤压模具基本相同。但基于温挤压兼具了冷、热挤压的特点、但其结构也有自己的特点、特别是模具的冷却系统设计,不能采用热挤压时的外部喷射冷却、应采用模具内循环冷却系统。在选用摸具材料时也与冷、热挤压有一定的区别。

1、温挤压模具的结构特点
温挤压模具在挤压成形过程中,要经受高压及变形热的作用,最大单位变形力可高达2000~2500MPa,在连续生产时模具温度可达300℃~500℃或更高。因此,作为温挤压模具应具备如下特点:

(1)具有抗室温及中温破坏的足够的硬度、强度与韧性;
(2)在反复变形力与热的作用下,必须具有高的抗磨损、耐疲劳性能;
(3)模具工作部分易损零件应装拆方便,固定可靠;
(4)在模具上应设计循环冷却系统,使凸模、凹模等模具工作零件充分冷却。
(5)所选用的摸具材料应有良好的加工工艺性。

2.温挤压模具典型结构

温挤压模具的设计特点 金属加工 温挤压 -1

如上图所示为反挤压模具简图。其基本结构与冷挤压摸具相同。组合凹模4采用三层预应力阴冷压合,其计算和压合过程见冷挤压。凸模3采用螺母,锥套固定在上模板2上,更换凸模时拆装方便,且固定可靠。

温挤压模具的设计特点 金属加工 温挤压 -2

如上图所示为一联轴器零件的温挤压模具结构图。该模具的一个显著特点就是凸模拆装方便,固定可靠。图中可见,凸模23的外形尺寸较大,若采用螺母、衬套方法固定,加上凸模的重耐,整套固定装置的重量会很大、不利于操作人员的拆装和更换。图中的凸模采用了斜楔固定方法,其固定方法是:将凸模斜楔34抓人上模座18的导槽,用手锤敲击斜楔,使斜楔的斜面与凸模的斜面配合,并利用自锁现象来固定凸模。该结构定位准确且更换方便,更换凸模时无需卸下斜楔,只要将其敲松便可卸下凸模。凸模的冷却采用外部喷雾冷却。凹模采用冷却水循环冷却,冷却水从冷却水管31注人,经预应力圈12和凹模13间的冷却水槽流出,使模具降温。

关于温挤压对润滑剂的要求

关于温挤压对润滑剂的要求 金属加工 润滑剂

当挤压温度在250℃以上时,采用冷挤压时的润滑方法,会使磷化层和电化剂烧损,使润滑条件恶化,因此,在温挤压时,润滑应满足下列要求:

(1)润滑剂对摩擦表面应具有最大活性和足够的黏度,不易流失,较好地黏附摩擦表面。润滑剂的黏度大,活性高,有利于摩擦表面形成牢固的足够厚的润滑层,并保证其在单位挤压力达2000MPa时不被挤走。

(2)润滑剂应具有一定的热稳定性、耐热性和绝热性,使润滑剂在温挤压温度下不失效,具有良好的润滑性能,同时也能部分隔绝模具与高温坯料接触,延长模具寿命。

(3)润滑剂的化学稳定性要高,在温挤压程度下不分解、不氧化,且无毒、无臭,对制件及模具无腐蚀作用。

(4)在温挤压温度下能均匀地黏附在毛坯表面或模具表面上,形成均匀牢固的润滑膜。

(5)润滑剂应具有良好的悬浮分散和可喷涂性能,使用方便,易于实现机械化、自动化作业,劳动条件好,成形后易于清除。

2.在温挤压温度下润滑剂的选用

通过对温挤压润滑剂使用的大量试验,人们总结出了在不同挤压温度下不同材料所使用的各种润滑剂。

(1)在450℃以下、室温以上温挤压碳铜和合金结构钢时,可以采用石墨或二硫化钼(用汽缸油调和,调和比是石墨或二硫化钼与油之比是1:2,以体积计),但在温挤压前,坯料应做磷酸盐处理。

(2)在400 ℃~800℃范围内温挤压碳钢和合金结构钢、模具结构钢、高速工具钢等时,可以采用石墨油剂(调和比例同上)。在600 ℃ 以上温挤压,坯料不能做磷酸盐处理,只进行表面清洁处理。

(3)在600℃ ~800℃范围内温挤压除不锈钢外的其他钢,可以采用水剂石墨(成分:石墨、二硫化钼、滑石粉、纤维素和水)。挤压前将坯料做喷砂或抛丸等处理,清除锈迹、污垢等。然后加热至200 ℃左右,出炉浸入水剂石墨润滑剂中,快速搅匀,吊起沥干残液,在干燥处摊开晾干。干燥后的坯料即可进行加热、挤压。浸涂润滑剂后的坯料表面必须留有0.03~0.1mm厚的薄膜,呈黑炭色,并有明显的黑灰色小点。若不然须重新浸涂。

(4)在350℃以下温挤压不锈钢时,可以与冷挤压一样,坯料采用草酸盐表面处理后,使用氯化石蜡85%加二硫化钼15%作润滑剂。

(5)在400℃~800℃温挤压不锈钢时,小批量生产可采用氧化铅(PbO,用油调和)做润滑剂;若是大批量生产时,可以试用氧化硼B2O3+25%(质量)石墨或氧化硼+33%(质量)二硫化钼或者使用硼砂Na2B4O7+10%(质量)Bi2O3作润滑剂。在400℃~600℃温挤压不锈钢时有时也要对坯料作草酸盐处理或者镀铜。

(6)温挤压有色金属时,可以采用石墨或使用铝金属粉。

温挤压坯料的加热需注意什么?

温挤压坯料的加热需注意什么? 金属加工 温挤压

(1)温挤压成形方法属于少切削、无切削加工,对挤压件的质量要求较高。因此,加热前必须将坯料上的毛刺、油污、氧化皮和污垢去除。处理方法可采用抛丸、喷砂、滚筒或磨削等,要求较高时可采用酸洗的方法来清理坯料。

(2)温挤压件对产品精度要求较高,因此要求温挤压坯料的加热温度差要小。所以,用感应加热时,其加热方法采用连续式要优于分批式。连续式感应加热只要将加热功率、进料速度与挤压节拍匹配好,就可保证挤压坯料温度的致性。直径较大的坯料采用感应加热时,应按坯料直径选用较低频率或工频感应加热炉加热。当电流穿透层深度不能至坯料芯部时,应在感应加热后再经电阻炉均热,以保证坯料断面温度的均匀。

(3)严格控制加热过程,减少氧化程度。对于有特殊要求的零件,可采用保护性气氛加热。不具备条件时,应采用快速加热方法,减少坯料在高温下的停留时间。此外,坯料在加热前涂覆润滑剂,润滑剂可起隔绝空气的作用,有助于防止坯料在加热时的氧化。采用浸涂润滑方法后,在温挤压过程中可不再在模具上喷涂润滑剂,也能起到良好的润滑作用。值得注意的是,浸涂过润滑剂的坯料在加热时,要避免在高温下停留较长时间。如果加热温度是800℃, 加热时间达3~4min时,润滑层将被烧损过半,影响润滑效果。采用连续式的感应加热就不会出现类似的现象。

如何选择温挤压的温度?

如何选择温挤压的温度? 金属加工 温度

1.温挤压温度的选择原则

成形温度是温挤压工艺能否顺利进行的关键因素。确定温挤压成形温度的原则如下:

(1)选择在金属材料的塑性好、变形抗力显下降的温度范围。

(2)选择在金属材料发生剧烈氧化前的温度范围,以保证在非保护性气氛中加热时氧化极微、无脱碳现象。

(3)选择在润滑剂能达到最小摩擦系数,不致因高温或低于其使用温度而失效。

(4)选择在金属材料成形后能强化和不改变其组织结构的温度范围。过共析钢最终热处理前要求为球状珠光体,在温挤压前的坯料应经过球化退火,在温挤压的加热和成形过程中不改变其球状珠光体组织,挤压成形后可直接进行零件最终热处理,不再需要挤压后的退火等处理。

2.各类金属材料温挤压成形温度范围

根据挤压温度的确定原则,结合国内外的生产实践,对常用金属材料的温挤压温度推荐如下:

(1) 对10、15、20、35、40、45、50 碳素钢和40Cr、45Cr、30CrMnSi、12CrNi3低合金结构钢等在曲柄压力机上温济压时,可选择在650℃~800℃温
度范围在液压机上温挤压时,可选择在500℃~800℃温度范围。

(2)对调质合金结构钢38CrA等可选择在600℃~800℃进行温挤压。

(3)对中合金结构钢18Cr2Ni4wA可选择在(670士20)℃进行温挤压。

(4)对T8、T12、GC15、Cr12MoV、W18Cr4V等工具钢和轴承钢,可选择在700℃~800℃之间进行温挤压。对挤压后组织有要求时,应控制在相变温度前挤压。

(5)对马氏体不锈钢2Cr13、4Cr13以及马氏体一铁素体不锈钢1Cr13等,
可在700℃~850℃进行温挤压。

(6)对奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti等,可选择在260℃~350℃或800℃900℃进行温挤压。

(7)对耐热钢及耐热合金,可在280℃~340℃或850℃~900℃进行温
挤压。

(8)对铝及铝合金,可在250℃以下进行温挤压。

(9)对一般铜及铜合金可在350℃以下进行温挤压。

(10)对铅黄铜HPb59-1可在300℃~400℃或680℃左右进行温挤压。

(11)对室温塑性较差的镁及镁合金可在175℃~390℃进行温挤压。

(12)对室温塑性较差的钛及钛合金可在260℃~550℃进行温挤压。

温挤压工艺的特点

温挤压工艺的特点 金属加工 温挤压

1.与冷挤压相比的特点

(1)金属塑性提高,压机吨位降低。温挤压时可以将坯料加热到再结晶温度以下的塑性好、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1/3~12,降低了设备吨位和模具负荷。

(2)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润滑处理。温挤压在多工步成形时,一般可在一次加热后连续成形,不需要进行工步间的软化和表画处理,降低了生产成本。

(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,在冷挤压时可能要数道工步完成的成形,在温挤压时只要一道即可完成,生产效率提高。

(4)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。

(5)对模具的使用要求高。冷挤压时仅需对模具进行润滑,不考虑模具的冷却,而温挤压时不仅要对模具进行润滑,还要给予模具充分冷却。模具冷却和润滑是否得当,是温挤压成败的关键之一。

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。由于温挤压坯料的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。对于过共析钢,一般温挤压温度在相变温度以下,加热和挤压时金属不会发生相变,仍可保持球状珠光体组织,且能使球状珠光体均匀分布,不需要进行挤压后的球化退火。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)对模具的使用要求高。热挤压时可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足以使坯料过冷,使温挤压无法进行。对于些变形量不大的零件,热挤压时可不对坯料进行润滑处理,也可使模具达到相当的寿命。温挤压时,坯料与模具的接触应力虽比冷挤压时小得多,但在无润滑的条件下,模具会出现早期失效。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。由于温挤压坯料加热时不得出现严重的氧化和脱碳现象,所以其对炉温的准确性要求高,故应尽可能采用电加热方法,如感应加热和电阻加热等。火焰加热也仅限于煤气或天然气加热,一般情况下不采用煤或油加热。

什么是温挤压?金属挤压工艺

什么是温挤压?金属挤压工艺 金属加工 温挤压

温挤压工艺是在冷挤压工艺基础上发展起来的一种少切削无切削的成形技术。所谓温挤压是指对坯料在室温以上、再结晶温度以下的某一温度区域进
行挤压。它与冷、热挤压不同,挤压前已对毛坯进行加热。对温挤压的温度范围目前还没有一个严格的规定。目前,常见的温挤压温度范围,对黑色金属是200℃~850℃;对奥氏体不锈钢是200℃~400℃;对铝及铝合金是室温到250℃;铜及铜合金是室温到350℃。温挤压成形的制件尺寸精度和表面粗糙度要明显优于热挤压,稍逊于冷挤压,具有加工硬化等特征。正是因为温挤压的这些特点,其适应范围要比冷挤压大得多,凡是冷挤压难以成形的大尺寸、高强度材料都可进行温挤压。温挤压自20世纪60年代问世以来,随着技术的不断完善中已被广泛用于各种机器零件的成形,是零件少切削、无切削成形的有效手段之一。

目前,温挤压成形工艺已被广泛用于汽车、轴承、电器、航空航天等工业部门。所涉及的成形材料有碳素钢、合金结构钢、合金工具钢、不锈钢、高速钢耐热钢和各类有色金属等。

正挤压与复合挤压的模具结构

正挤压与复合挤压的模具结构 金属加工 复合挤压 -1

正挤压模具结构。如上图所示是正挤压带凸缘的铝质零件不可调的通用模架。其结构与图反挤压的通用模架所示基本相同。一般正挤压后的零件卡在凹模内,因此摸具设置了一副拉杆式顶出机构,通过顶出器顶出零件。为了增加导柱长度,特将导柱固定在上模,也可以根据需要将导柱固定在下模。对于导柱导套的配合要求,与黑色金属挤压用的可调式通用模架一样。

正挤压与复合挤压的模具结构 金属加工 复合挤压 -2

复合挤压模具的结构与一般冷挤压模具结构基本上相同。如上图所示是挤压紫铜件的专用冷挤模。该模具采用了弹性卸件器,零件由橡皮3通过卸料板2从凸模上刮下。顶件器与正挤压不可调的通用模架相似。