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空心铝铆钉冷挤压工艺及其模具的研究
来源: | 作者:yqluon | 发布时间: 2019-11-07 | 107 次浏览 | 分享到:

在深入分析了空心铝铆钉所用冷挤压工艺的基础上,提出了适合于在小冲床上进行该空心铝铆钉冷挤压的工艺方案。明确提出轴类件冷挤压时的顶出过程应由3个阶段组成。研制了一种适合于小冲床上使用的带有3个阶段的弹簧、滑板、楔块式顶出机构。
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一、引言
  空心铝铆钉广泛应用于抽芯铆钉之上,近年来市场对一产品的需求量日益剧增。内某厂员在国际市场上考察后发现,瑞士近年来推出的一种多功能抽芯铆钉在国际市场上很抢手,该产品技术含量高,生产难度大,但利润极高。加之,国内目前仍无此产品问世,因此该厂委托本文作者开发研制该产品,制订冷挤压工艺方案,进行模具设计、制造、调试及试生产。考虑到试生产造价问题,上述所有工作均围绕着小冲床进行。
二、空心铝铆钉冷挤压工艺方案的制订
    为对国外的空心铝铆钉实测所得的零件图。由图可看出,该空心铝铆钉比一般的空心铝铆钉头部形状复杂且尺寸大。图1中宽度为7.5mm,高度为2.0mm的两平面用来夹持铝铆钉使其旋转的,中间φ3mm的孔是用来安装抽芯零件的。该零件采用防锈铝LF5作为材料。
空心铝铆钉零件图
  1.冷挤压毛坯类型的确定
  因为铝铆钉为标准件,且为大批量生产,要求制造成本低,因此,所用原料的成本不能太高。而市场上空心小尺寸铝管材极少,故采用实心铝棒材作为冷挤压的原料。
  2.试生产冷挤设备的选择
  冷挤压所用的设备主要是冷镦自动机和机械压力机两种类型。
  冷镦自动机广泛用于如螺栓、螺母、铆钉及销钉等标准件的大批量生产,其生产率很高,生产成本低,但设备投资太大,不太适应小批量生产,并且产品的尺寸精度不如机械压力机上冷挤压的产品尺寸精度高。同时,冷镦自动机不太适合带有复杂顶料机构的反挤压成形,因此,空心铝铆钉φ3mm的孔不易成形。
  机械压力机特别是小吨位的机械压力机设备本身造价低,其上所用模具造价不高,调试方便。加之该产品又为试生产,市场销售情况不明,试制费用有限,因此决定采用小机械压力机作为开发研制的设备。
  3.冷挤压件图的制定
  经大量分析计算,得到如图2所示的冷挤压件图。空心铆钉头部中间的SR3的球窝在镦头时完成,SR3球窝有利于镦头时材料沿径向的流动,得到比不镦球窝更好的充填模具型腔的性能。因此,在进行空心铝铆钉镦头时,应同时将中心的SR3的球窝镦锻出来。 

空心铆钉冷挤压件图
  中间所留1.0mm的连皮,目的是为了避免镦头时难变形区也与变形,导致冷挤力的剧烈增加。在冷挤压结束后,这部分连皮可用车削钻孔或在冲床上冲压切掉。
  4.冷挤压工艺方案的制订
  经大量分析计算,得到了如图3所示的冷挤压工艺方案,现对各道工序做一简单分析计算。 
空心铝铆钉冷挤压工艺方案 (a)下料(b)反挤(c)镦头
  为了能顺利将坯料放入模具孔之内,每道工序中毛坯和模具之间的间隙均取0.1mm。因为下料后还需反挤和镦头两道工序才能完成该件的冷挤压,因此,图3中下料工序中毛坯的直径应取为4.8mm,反挤后坯料的外径应取为4.9mm。而一般铝材厂没有外径为φ4.8mm的规格,因此,应通过在拉拔机上获得外径为φ4.8mm的铝材。