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冷挤压加工在高精度零件制造中具有广泛应用,特别适用于中空、薄壁类结构件的成形。壁厚均匀性直接影响产品的力学性能、密封性能和装配精度,是衡量冷挤压成形质量的重要指标。
壁厚不均往往由材料流动不均、模具设计不合理、润滑状态不稳定等因素引起。金属在模具腔体中受压流动,若局部应力集中或摩擦系数不一致,会导致不同区域的材料成形速度不同,从而产生壁厚偏差。
控制壁厚均匀性的要点在于模具结构设计。合理设置模具导向面、成形区过渡角度以及压边力,有助于引导材料沿预定路径流动。采用数值模拟软件进行金属流动分析,可在模具制作前对可能出现的壁厚不均区域进行预测与修正。
其次,毛坯材料的组织均匀性与形状对壁厚控制具有显著影响。使用正火处理或锻造后的毛坯材料,有助于改善材料塑性,减少局部硬化现象。毛坯尺寸公差越小,成形后壁厚一致性越高。
润滑状态对材料流动阻力起关键作用。润滑剂涂布不均或选择不当,易引发材料局部粘模或阻滞。选用合适粘度、附着性强的润滑剂,并保持模具温度一致,可提升整个成形过程的稳定性。
设备控制精度同样影响壁厚一致性。压力机的冲程控制、回程精度以及模具闭合力需保持稳定,避免偏载与模腔变形。对于多工位冷挤压操作,应保持各工位同步一致,确保连续成形过程中的壁厚过渡自然。
在产品结构设计阶段,尽量避免急剧厚度变化与尖锐转角,可降低成形过程中的壁厚变化波动。通过参数化建模与成形仿真,提前评估不同设计方案对壁厚分布的影响,进一步优化整体结构。
在大批量生产过程中,建议建立壁厚检测机制,结合自动测量设备进行实时抽检,以保障产品尺寸稳定性。通过对设备状态、模具磨损情况与材料批次数据进行追踪管理,可实现对壁厚均匀性的持续控制。