淺析精密擠壓連接銅塊工藝范文

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摘要：分析了某連接銅塊鍛件結構，確定了工藝路線，設計了熱擠壓模具和冷整形模具。制定了加熱工藝，研究了毛坯熱擠壓和鍛件尺寸精整工藝，以期為其它異形件的精密擠壓成形提供新的方法。

關鍵詞：連接銅塊；熱擠壓；冷精整；異形件

某連接銅塊為高壓開關用電器零件，形狀異形，原采用機械加工直接加工成形，因不規則部分加工工時較高，改為熱擠壓、冷整形的方式進行成形，提高了材料利用率及生產效率。改進后擠壓成形，提高了零件內部致密度，對產品性能有很大提升。本文介紹了該零件成形工藝的模具設計、試制調試，以期為類似零件的生產提供新的方法。

1鍛件結構分析及工藝路線

1.1鍛件結構分析連接銅塊形狀如圖1所示，材料為T2銅，上部為圓形，下部為不規則形狀。因機械加工不規則形狀時，工時較高，現改為擠壓成形。要求擠壓后外圓直徑和異形部分不進行機械加工，且保證底面邊緣R2mm，外圓尺寸需滿足公差±0.10mm。

1.2確定工藝路線工藝分析：鍛件如圖1所示，此零件難點為：①非加工部分鍛件表面要求無缺陷；②底部R2mm尺寸滿足圖紙要求；③非加工外圓尺寸公差±0.1mm。對于①點，下料后對坯料進行打磨，消除表面毛刺及鋸痕，生產過程中對模具型腔內氧化皮進行及時清理，可防止坯料表面缺陷及模具型腔氧化皮缺陷二次擠入鍛件，形成鍛件表面缺陷；對于②點，一次擠壓很難成形，須對難成形部分進行冷精整；對于③點，由于坯料加熱及擠壓過程中產生氧化皮以及熱鍛件存在尺寸收縮，須進行冷精整。針對以上難點，確定工藝路線為：下料→熱擠壓→機加工下底面→冷精整。

2擠壓模具設計

2.1模具結構的設計熱擠壓后的鍛件如圖2所示。熱擠壓模具結構如圖3所示。坯料加熱后，將其放入成形鑲塊內，油壓機下行，帶動沖頭將坯料擠壓成形，成形后沖頭回程，由頂出缸頂出頂桿，將鍛件頂出。冷整形模具如圖4所示，將鍛件下底面經機械加工，保證底部尺寸14mm后，放入整形鑲塊中，通過上模擠壓，整形其外形尺寸及底部周圍的圓角，然后將上端面機械加工保證高度至要求尺寸。

2.2模具尺寸的設計銅合金熱擠壓時的收縮率為1.0%～1.3%[1]，所以在鍛件圖尺寸的基礎上加放1%制作熱擠壓模具。熱擠壓完成后鍛件收縮，尺寸接近設計尺寸。冷精整時需要嚴格控制模具尺寸公差，考慮到模具磨損和零件冷精整后的回彈，確定基本尺寸公差±0.05mm為冷精整模具尺寸公差。

3加熱溫度和加熱時間的確定

合理的加熱溫度和加熱時間對坯料的良好鍛造起著重要的作用。坯料加熱溫度過高，時間過長，熱擠壓過程中形成的氧化皮多，影響產品表面質量；坯料加熱溫度過低，時間過短，鍛件變形抗力過大，局部充填不飽滿。T2銅的鍛造溫度范圍為950～800℃，裝爐溫度950℃，加熱時間按1～1.5min/mm計算，冷卻方式為空冷[1]。為了能保證鍛件表面質量及成形充填效果，應選擇合適的加熱溫度及保溫時間。將準50mm×22mm的T2銅坯料通過不同溫度加熱進行擠壓，對比充填效果和表面質量（每組各5件），結果見表1。通過對比，選擇加熱溫度為900℃，保溫25min時鍛件表面質量和充填效果良好。批量生產時初始裝爐10件坯料，擠壓過程中及時補充爐內坯料，保證每個坯料的保溫時間不超過35min，鍛件質量滿足要求。

4驗證

毛坯經過熱擠壓、機加工下底面、冷精整后表面質量良好、充填飽滿，徑向尺寸達到±0.05mm公差，滿足鍛件要求。經批量生產驗證，該工藝穩定，提高了后續機械加工效率。

5結論

（1）選用900℃加熱，鍛件表面質量和充填效果良好。（2）通過熱擠壓和冷精整，保證零件非加工外圓尺寸為±0.05mm公差，底部圓弧成形良好。（3）通過工藝改進，提高了材料利用率和后續機械加工效率。

參考文獻：

[1]夏巨諶，韓鳳麟，趙一平．中國模具設計大典(第四卷)[M]．南昌：江西科學技術出版社，2003．

作者：康關軍 李萌 來鈺人 雷超 王少萌 單位：中國船舶重工集團第十二研究所