【毕业设计】齿轮轴的冷挤压成型工艺

自此，冷挤压技术走向实用，成为冷锻技术中应用最广泛的种方法。

年代，日本汽车工业的成长，为冷挤压技术的发展创造了有利的条件。

从冷挤压设备上看，自从年，日本会田株式会社生产了日本第台型精压机肘杆式压力机以来，到目前为止，己生产了多台系列压力机。

随着汽车工业的发展，对高精度压力机的要求愈加迫切，会田株式会社又研制成功了各种锻造压力机。

同时，日本小松研制了以高精度和易于操作为目标的系列冷锻成形压力机。

从冷挤压产品上看，日本年代成功冷挤压启动离合器齿轮传动轴花键交流发电机磁毕业设计论文报告纸共页第页装订线极铁芯。

年代，又成功冷挤大型高精度等速圆球外座圈内座圈十字轴汽车差速器伞齿轮等高精零件。

为日本汽车的高性能化和降低生产成本做出了很大贡献。

我国的冷挤压技术与日本的起步时间相当。

年代，我国曾在自行车汽车电器等批量生产的产品中，推广过冷挤压生产工艺技术，也开发成功了启动齿轮的挤压成形，并投入批量生产。

但由于未从根本上解决工艺设备材料模具润滑自动化装置以及毛坯料的原始尺寸原始状态后处理等系列技术问题，因而未得到较大发展。

年代，随着家电和汽车摩托车工业的迅速发展，对冷挤压工艺设备及生产技术的引进消化吸收，科研人员通过生产实践攻克了冷挤压技术的不少难题与此同时冷锻设备也有了较大发展。

目前，我国己能用冷挤压工艺生产表壳自行车飞轮中轴精锻齿轮汽车用等速万向节内燃机用火花塞与活塞销汽车挺杆照相机零件汽车启动器定向套筒启动齿轮等，且己达到国外同等水平。

冷挤压技术发展趋势随着能源危机的日趋严重，人们对环境质量将更加关注，加之市场竞争日益加剧，促使锻件生产向高效高质精化节能节材方向发展。

因此用挤压成形等工艺手段所生产的精化锻件的产量，在市场竞争中将得到较大的发展。

汽车向轻型化高速度平稳性方向发展，对锻件的尺寸精度重量精度及力学性能等都提出了较高的要求。

如轿车发动机用连杆锻件除对大小头之间的误差有要求外，对每件的重量误差也要求不大于八克。

新产品的高要求，将促进精化生产工艺的发展。

专业化规模化的组织生产仍是冷挤压生产的发展方向和趋势。

在法国，以挤压成形工艺生产锻件的专业厂家年全员劳动生产率，即每人生产挤压件的产量及产值，均高于般生产模锻件或者自由锻件的厂家。

以年为例，专业厂家挤压件人均产量为，创产值法朗。

而同期般性生产模锻件的厂家，其人均产量仅为，产值法郎，仅相当于挤压件专业生产厂家的和。

自由锻件生产厂与之相比则更低。

挤压专机将成为种发展趋势。

随着中小型锻件的精化生产发展及冷挤压温挤压工艺的推广应用，多工位冷挤压压力机精压机及针对种锻件而设计制造的专机会得到大力发展。

冷挤压工艺对模具的要求模具工件零件凸模凹模芯轴顶件器应该有足够的强度和刚度，工作零件要选择合理的几何形状及模具材料，使其有相当的强度韧性和耐磨性，以提高模具使用寿命。

毕业设计论文报告纸共页第页装订线模具易损部分要拆装方便，应具有普通性和互换性。

模具应具有良好的稳定性和导向装置，工作零件能简捷而可靠的固定在模架上。

制造简单成本低，有利于采用半自动化或自动化送料和出件，且操作要安全可靠。

冷挤压的特点冷挤压特点冷挤压技术是种高精高效优质低耗的先进生产工艺技术，比较多的应用于中小型锻件规模化生产中。

与常规模锻工艺技术相比，可以节材，节能，而且能够提高锻件质量和改善作业环境。

冷挤压的基本类型冷挤压可分为正挤压反挤压复合挤压径向挤压等。

图正挤压挤压时金属流动方向与凸模运动方向相同见图。

适用于实心件管件的挤压。

反挤压挤压时金属流动方向与凸模运动方向相反见图。

适用于各种断面形状的杯形件。

复合挤压挤压时，金属流动方向相对于凸模运动方向，部分相同，另部分相反见。

可以制造各类复杂形状的挤压件。

径向挤压挤压时金属流动方向与凸模的运动方向垂直见图。

适用于具有法兰凸毕业设计论文报告纸共页第页装订线台的轴对称的挤压。

冷挤压的优点节约原材料冷挤压加工是利用金属的塑性变形制成所需形状的零件，因而能大量减少切削加工，提高材料的利用率。

冷挤压材料的利用率般可达到以上。

提高劳动生产率用冷挤压工艺代替切削加工制造机械零件，能使生产率提高几倍几十倍甚至上百倍。

制件可获得理想的表面粗糙度和尺寸精度。

冷挤压零件的精度可达级，表面粗糙度可达。

因此，用冷挤压加工的零件般很少再切削加工，只需在要求特别高之处进行精磨。

提高零件的力学性能冷挤压后金属的冷加工硬化，以及在零件内部形成合理的纤维流线分布，使零件的强度远高于原材料的强度。

此外，合理的冷挤压工艺可使零件表面形成压应力而提高疲劳强度。

因此，些原需热处理强化的零件用冷挤压工艺后可省要在模具入口处附加段引导长度，当较大时，使得入口处坯料产生塑性变形，即发生局部鼓出的非接触性变形。

当没有引导长度限制时，镦粗会继续增大，而有引导长度的直壁限制，会使径向鼓出的金属得到抑制，发生粘模现象，金属沿更易流动的面发生剪切流动，而大于角的金属则变为死区金属。

由于使得模具在轴向上有了高度差即的极限值，引导长度只有大于时才足以限制镦粗的发生。

经计算得毕业设计论文报告纸共页第页装订线图引导区长度解析模型拟定加工工艺路线方案该零件是批量生产，可以采用机床配以专用夹具，工序以分散为主，些工序可以适当集中应划分加工阶段，将粗加工和精加工分开刀具和量具的选择可以专用的与适用的相结合，根据以上分析，初步拟订的工艺路线方案如下备料选毛坯，热处理，粗车外圆，挤压成型，割槽，倒角，车螺纹倒棱去毛刺，检验入库。

工艺卡表齿轮轴冷挤压加工工艺过程卡片南京工业职业技术学院机械工程系齿轮轴加工工艺过程卡片产品型号零件图号共页毕业设计论文报告纸共页第页装订线产品名称齿轮轴零件名称齿轮轴第页材料牌号毛坯种类模锻毛坯外形尺寸每件毛坯可制件数每台件数工序号工序名称工序内容车间工段设备工艺装备工时准终单件备料模锻热处理退火处理热处理箱式炉车车两端面，及其外圆表面金工卧式车床车刀磷皂化处理工件进行进行磷皂化处理磷皂化槽次挤压成型齿轮轴段口及前端金工压力机模具毕业设计论文报告纸共页第页装订线割槽割槽，金工卧式车床割刀倒角度金工卧式车床外圆车刀车螺纹金工卧式车床螺纹车刀去毛刺金工锉刀检检验质检室千分尺游标卡尺表车削加工工艺卡单位名称加工工艺卡产品名称代号零件名称零件图号工序号程序编号夹具名称使用设备车削工步工步内容刀具号刀具名称主轴转速进给速度背吃刀量备注粗车右端面及外圆外圆车刀粗车左端面及外圆外圆车刀毕业设计论文报告纸共页第页装订线割槽割刀倒角外圆车刀车螺纹螺纹车刀去毛刺锉刀编制审核批准日期冷挤压关键技术研究冷挤压前期出来为了提高毛坯的塑性，降低其硬度和变形抗力，在挤压之前需要对毛坯进行软化处理。

坯料处理的第步就是退火，其目的在于软化材料，使金属的冷成形在较小的压力下进行。

般要把材料处理到其延展性最高硬度最低。

冷挤压成形中的润滑在冷挤压中，为了降低坯料与模具之间的摩擦，减小模具磨损，延长模具使用寿命，改善和提高挤压零件的表面质量，必须采取有效的润滑手段。

目前在碳素钢冷挤压中广泛采用磷化皂化处理的润滑方法。

磷化，就是将经过除油和酸洗表面洁净的钢料放入磷酸锰铁盐或磷酸二氢锌水溶液中，是金属与磷酸相互作用生成不溶于水的磷酸盐膜层的过程。

膜层的主要成分是磷酸铁和磷酸锌，膜层厚度般为微米，摩擦系数般在以下。

磷酸盐膜层有细小片状结晶组成，它坚实的粘附在钢材表面，与其牢固地结合在起。

这层膜层相当软，耐热呈多孔状态，对润滑剂具有相当高的吸附作用。

这种膜层还具有定的塑性，能同钢坯起塑性变形。

由于它同钢的坚固结合，或者由于它实际上具有成为钢坯部分的性质，所以在挤压时，遇到高的压力也能够承受得住，不会剥落。

它能够在变形金属与模具之间起非金属隔离层的作用，防止金属与模具的直接接触，减少表面摩擦和防止模具的磨损擦伤和粘结。

磷化膜本身的摩擦系数并不低，因此磷酸盐处理不能单独使用，在磷化的基础上，普遍采用皂化处理。

皂化时，皂液深深地渗入到磷化层的毛细孔内，并且部分达到基体金属。

肥皂同时和晶体表面形成锌皂。

皂化后的润滑层的厚度，取决于不同挤压工序的不同需要。

在挤压阶梯形及深孔零件时，润滑层的连续性是否被破坏和转角处还残留有多少润滑膜，是判定润滑处理优劣的重要标志。

如果在零件的局部或转角部位出现发亮的现象，说明该处无润滑膜存在，产生的主毕业设计论文报告纸共页第页装订线要原因是润滑膜的连续性遭到破坏或工艺方案及模具形状设计不合理。

典型的磷化皂化处理基本过程为除油冷水洗热水洗酸洗冷水洗热水洗磷化冷水洗热水洗中和皂化干燥。

钢毛坯润滑处理的方法，主要是磷化皂化处理工艺，其配方及工艺如下表磷化皂化处理的基本过程处理过程处理液处理时间分温度除油氢氧化钠克升碳酸钠克升磷酸钠克升水玻璃克升冷水洗热水洗酸洗盐酸克升温硫酸含量混酸硝酸硫酸水秒室温室温冷水洗热水洗磷化酸式磷酸锰磷酸二氢锌冷水洗热水洗中和皂化干燥稀肥皂克升工业肥皂硬脂酸钠干燥为止毕业设计论文报告纸共页第页装订线第章总结通过对齿轮轴冷挤压技术的研究，可以得出以下结论冷挤压技术是项很有发展前途的金属成型工艺，冷挤压方法不仅可用于生产成批有色金属零件和钢零件，也可用于制造模具型腔。

在节约原材料和提高劳工生产率方面冷挤压技术也是其他成型技术不可比拟的。

更重要的是制件可获得理想的表面粗糙度和尺寸精度，并且其力学性能得到了很大改善。

齿轮轴冷挤压工艺方案的确定必须有定的依据。

首先要明确坯料材料的许用变形程度，计算齿轮轴的最大变形程度，本设计中齿轮轴的最大变形程度小于其所用材料钢的许用变形程度，所以只采用道挤压工序次挤压成形。

若最大变形程度超出材料的许用变成程度，则要考虑采用多道工序挤压。

般来说，工件形状越复杂，材料的塑性越差，变形程度越高，所需工序数目就越多在挤压力较大润滑条件受到限制的场合，也要考虑增加工序。

所以不能简单认为所有的变形都可以次挤压成形。

冷挤的挤压力是设计模具的基础，选择设备的依据，并可以借以衡量挤压难易程度。

压力机组合凹模的压套数目必须以挤压力为前提来选择同时金属坯料变形程度材料性质模具状坯料的几何形状摩擦等对挤压力产生不同程度的影响。

因此挤压力是重要的参数。

齿轮轴冷挤压凹模的设计是整个设计的重点。

根据估算的挤压力，选用两个压套的三层