影响精压件精度的因素分析

1.精压变形特点

在精压过程中，被压挤的金属流动与锻件形状的微量改变情况是与一般锻造相似的，即在平面精压时随着水平方向尺寸的变化，侧表面形成腰鼓形。但需指出，在冷精压时由于精压面中心部分的金属流动困难，压应力的分布极不均匀，中心高，边缘低（见图7-2-3），使得精压模模板与精压件都产生不均匀的弹性变形，精压后精压件表面会产生具有如图7-2-4所示的拱起现象。

图7-2-3 精压面上的压应力分布不均匀示意图

拱起值f按照弹性变形理论，可以得到如下的近似计算公式：

式中 p——精压时的单位压力；

A——精压件面积；

E——精压模板材料的弹性模量（f₀，f₁，f见图7-2-4）。其拱起值f甚至可达到0.3～0.5mm，显然对精压件的尺寸精度有着很大的影响，因此必须对引发起拱的因素以及减少起拱的方法加以分析。

图7-2-4 精压时精压件表面的起拱现象

1—模板 2—精压件

2.影响拱起值f的因素

由理论计算与实践证明，拱起值f的大小主要与下列因素有关：

1）与精压件的材料力学性能有关。材料的强度指标愈高，则拱起值也愈大。

2）与受压面的尺寸D（或B）与高度H之比，即D/H（或B/H）有关。随着D/H（或B/H）之比增加，拱起值f也增大（见图7-2-5）。

图7-2-5 平面精压时的起拱现象尺寸关系

a）D/H＞2 b）D/H＜2

3）与变形量有关。精压变形量愈大，拱起现象也愈严重。例如：对钢零件的冷平面精压，变形量为6%时，拱起值f为0.20mm，当变形量增加为12%时，拱起值f为0.30mm。

4）与精压模的结构及模板有关。如果模具结构的刚性好（最好制成整体的模板），模板材料的硬度高，则弹性变形量小，拱起现象不严重。(www.xing528.com)

3.减少拱起值f的方法

为了提高精压件的尺寸精度、减少精压表面的拱起值f，可采用下列方法。

1）减小精压变形量。在冷精压前进行一次热精压，或通过多次的精压变形（每次精压前需进行退火，以减少冷作硬化）来达到。

2）选用淬硬性高的材料做精压模板，淬火后模板硬度一般在58～62HRC或更高一些。例如：可采用Cr12MoV或GCr15钢来制作精压模板。

3）利用润滑剂与精压模表面抛光的方法。精压模板的表面粗糙度值越低，润滑越好，则效果越好。

4）精压件表面先在模锻时锻成凹形的弧面（见图7-2-6a、b），或在模板上做成凸形（见图7-2-6c）。

图 7-2-6

a）、b）精压前锻件表面形状 c）模板形状

对于零件上具有中间孔的精压面，应该在锻件上尽量先做出孔来，这样就可以大大地减少精压应力的不均匀分布，从而减小了拱起值f。图7-2-7a为锻件孔的正确形状，图7-2-7b、c为不正确的形状，因为这两种形状对机械加工钻孔不利。

图7-2-7 精压前锻件孔的形状

a）正确 b）、c）不正确

4.精压件的表面粗糙度

精压可使锻件的表面粗糙度值降低，它主要与下列因素有关。

1）精压的变形量。一般精压余量较大时，则精压变形量较大，得到的表面粗糙度值较低，即表面会越光洁。但受到精压尺寸精度的限制，一般在0.30～1.50mm范围（指单面）内。

2）精压前的表面质量。精压前锻件必须清除氧化皮，一般是用酸洗及喷丸来清除，清除后的表面不得有较深的坑痕（一般深度＜0.20mm）。如果需要进行热精压，其钢锻件的加热温度不超过950～1000℃，最好在电炉中加热；若在燃油炉中加热，应采用快速加热，以免有过多的氧化皮。

3）精压模模板表面粗糙度。模板表面粗糙度有直接的影响，表面粗糙度值越低，精压件的表面质量也就越高，一般模板表面粗糙度Ra必须保持在0.40μm以下。

4）精压前锻件进行磷化处理和润滑处理。经过磷化处理后的钢锻件，在其表面上形成具有可塑性的磷酸盐结晶覆盖层，存在有许多微小的孔隙，当进行润滑处理后，可使大量的润滑剂贮藏在微小孔隙中，从而在精压时减小了变形金属与模板之间的摩擦力，提高了精压件表面质量，即表面粗糙度值得到降低。磷化处理及润滑剂配方可参考本手册有关章节。