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摘要：分析了某連接銅塊鍛件結(jié)構(gòu)，確定了工藝路線，設(shè)計(jì)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(guān)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(guān)用電器零件，形狀異形，原采用機(jī)械加工直接加工成形，因不規(guī)則部分加工工時(shí)較高，改為熱擠壓、冷整形的方式進(jìn)行成形，提高了材料利用率及生產(chǎn)效率。改進(jìn)后擠壓成形，提高了零件內(nèi)部致密度，對(duì)產(chǎn)品性能有很大提升。本文介紹了該零件成形工藝的模具設(shè)計(jì)、試制調(diào)試，以期為類似零件的生產(chǎn)提供新的方法。

1鍛件結(jié)構(gòu)分析及工藝路線

1.1鍛件結(jié)構(gòu)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(guī)則形狀。因機(jī)械加工不規(guī)則形狀時(shí)，工時(shí)較高，現(xiàn)改為擠壓成形。要求擠壓后外圓直徑和異形部分不進(jìn)行機(jī)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(diǎn)為：①非加工部分鍛件表面要求無(wú)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(duì)于①點(diǎn)，下料后對(duì)坯料進(jìn)行打磨，消除表面毛刺及鋸痕，生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)模具型腔內(nèi)氧化皮進(jìn)行及時(shí)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(duì)于②點(diǎn)，一次擠壓很難成形，須對(duì)難成形部分進(jìn)行冷精整；對(duì)于③點(diǎn)，由于坯料加熱及擠壓過(guò)程中產(chǎn)生氧化皮以及熱鍛件存在尺寸收縮，須進(jìn)行冷精整。針對(duì)以上難點(diǎn)，確定工藝路線為：下料→熱擠壓→機(jī)加工下底面→冷精整。

2擠壓模具設(shè)計(jì)

2.1模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)熱擠壓后的鍛件如圖2所示。熱擠壓模具結(jié)構(gòu)如圖3所示。坯料加熱后，將其放入成形鑲塊內(nèi)，油壓機(jī)下行，帶動(dòng)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(jīng)機(jī)械加工，保證底部尺寸14mm后，放入整形鑲塊中，通過(guò)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(jī)械加工保證高度至要求尺寸。

2.2模具尺寸的設(shè)計(jì)銅合金熱擠壓時(shí)的收縮率為1.0%～1.3%[1]，所以在鍛件圖尺寸的基礎(chǔ)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(shè)計(jì)尺寸。冷精整時(shí)需要嚴(yán)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(shí)間的確定

合理的加熱溫度和加熱時(shí)間對(duì)坯料的良好鍛造起著重要的作用。坯料加熱溫度過(guò)高，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，熱擠壓過(guò)程中形成的氧化皮多，影響產(chǎn)品表面質(zhì)量；坯料加熱溫度過(guò)低，時(shí)間過(guò)短，鍛件變形抗力過(guò)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(shí)間按1～1.5min/mm計(jì)算，冷卻方式為空冷[1]。為了能保證鍛件表面質(zhì)量及成形充填效果，應(yīng)選擇合適的加熱溫度及保溫時(shí)間。將準(zhǔn)50mm×22mm的T2銅坯料通過(guò)不同溫度加熱進(jìn)行擠壓，對(duì)比充填效果和表面質(zhì)量（每組各5件），結(jié)果見(jiàn)表1。通過(guò)對(duì)比，選擇加熱溫度為900℃，保溫25min時(shí)鍛件表面質(zhì)量和充填效果良好。批量生產(chǎn)時(shí)初始裝爐10件坯料，擠壓過(guò)程中及時(shí)補(bǔ)充爐內(nèi)坯料，保證每個(gè)坯料的保溫時(shí)間不超過(guò)35min，鍛件質(zhì)量滿足要求。

4驗(yàn)證

毛坯經(jīng)過(guò)熱擠壓、機(jī)加工下底面、冷精整后表面質(zhì)量良好、充填飽滿，徑向尺寸達(dá)到±0.05mm公差，滿足鍛件要求。經(jīng)批量生產(chǎn)驗(yàn)證，該工藝穩(wěn)定，提高了后續(xù)機(jī)械加工效率。

5結(jié)論

（1）選用900℃加熱，鍛件表面質(zhì)量和充填效果良好。（2）通過(guò)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(guò)工藝改進(jìn)，提高了材料利用率和后續(xù)機(jī)械加工效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]夏巨諶，韓鳳麟，趙一平．中國(guó)模具設(shè)計(jì)大典(第四卷)[M]．南昌：江西科學(xué)技術(shù)出版社，2003．

作者：康關(guān)軍 李萌 來(lái)鈺人 雷超 王少萌 單位：中國(guó)船舶重工集團(tuán)第十二研究所