带肩螺母挤压工艺分析和模具设计开题报告

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本次毕业设计课题名称是带肩螺母挤压工艺分析和模具设计。螺母是汽车上的一种高强度标准紧固件，每辆车使用36—48个，所用材料为20或35钢，。因其生产批量大，几何形状复杂，精度要求较高，塑性变形复杂，工艺难度大，往往成为制约车轮螺栓总成开发和形成批量生产能力的关键所在。42495

目前，国内外较成熟的汽车轮胎螺母成形方法主要有切削工艺、多工位冷挤压工艺及分序冷挤压工艺等。其中切削工艺的材料利用率仅为43％，钢材浪费严重；多工位冷挤工艺需要多工位冷镦机，目前我国还没有能力制造这种机床，只有依靠从国外进口，这样不仅一次性设备投资大，而且由于国内材料、润滑油、凸模质量等与国外存在差距，在此机床上生产轮胎螺母并不十分理想。国内采用较多的是分序冷挤压工艺。

钢的冷挤压于1947年才正式用于民用工业。1957年，日本引进了专用冷挤压机，开始在精密仪器和仪表中采用冷挤压技术。日本见这种新技术经济效益显著，很快把这种技术用于制造汽车和电气制件。现已成为遍及各个工业部门的重要加工手段。

目前，我国已能对铅、锡，铝、铜、锌及其合金、低碳钢、中碳钢、工具钢、低合金钢与不锈钢等金属进行冷挤压，甚至对轴承钢、高碳高铝合金工具钢、高速钢等也可以进行一定变形量的冷挤压。制造的冷挤压件是各种各样的，最重可达30公斤，最轻只有1克。在模具材料使用方面，除了用高速钢、轴承钢、高碳高铬合金工具钢外，还采用了不少新型模具钢如CG2、65Nb、LD等。在挤压工艺参数选择和模具结构设计方面，初步采用了优化设计及计算机辅助设计与制造(即CAD/CAM)，使模具结构更合理、挤压工艺参数更接近于实际。在挤压设备方面，我国已具备设计和制造各级吨位挤压压力机的能力。除采用通用机械压力机、液压机、冷挤压力机外，还成功地采用摩擦压力机与高速高能设备进行冷挤压生产。论文网

近年来，纯机械制造工艺方面广泛采用冷挤压先进技术，取得了显著的成效。目前，随着计算机、快速造型及数字化等现代科学技术的迅速发展及应用，使冷挤压工艺进一步得到开拓及应用。与其他制造方法相比，冷挤压工艺已成为金属塑性变形中最先进的工艺之一，在技术上和经济上它都有很多的优点。

（1）显著降低原材料的消耗。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，达到少切屑或无切屑而使金属成形，制得所需的形状及尺寸零件，这样就避免了在切削加工时而形成的大量金属废屑，大大节约了各种金属材料，使 1t金属材料能作2t、甚至3～ 5t之用。

（2）提高劳动生产率。冷挤压工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：生产纯铁底座，由于纯铁较软切削性能差，机加工较为困难，经采用冷挤压后，不仅节约了原材料，而且使生产率提高了30 倍。

（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。

（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，故采用材料为低碳钢20 钢。经试验测定，各项力学性能指标证明，冷挤压法高于切削加工法。这说明了改用冷挤压法加工活塞销，可以用20 钢代替原来的20Cr钢。