冷壓

熱塑性塑料在常温(或稍高温)下模壓成型的方法。根據材料特性進行模壓時，不是採用加熱模具，而是將物料在常温放入模腔，施加高壓制成密實的模壓坯料。脱模後再進一步熱處理或化學處理得到最終產品。冷壓成型時，塑料的大分子沿主應變方向，使拉伸強度和彈性模量大幅度提高，橫向強度降低。增加保壓時間(15～30s)和提高成型温度可減小由於塑料粘彈性帶來的形變回復。適於冷壓成型的塑料有聚碳酸脂(PC)、聚丙烯(PP)、ABS(丙烯腈、丁二烯、苯乙烯共聚物)、高密度聚乙烯(HDPE)等。 ^[1] 

18-1—18-2(2張)

冷壓操作要求一台帶有固定裝置特殊冷壓壓力機，如圖18-1所示。使用這個(典型)工作方法，工件(型腔坯料)被固定在精確定型的固定圈中。這有助於控制金屬流動和保證有利的顆粒結構。與偶爾才用一次的所謂的自由冷壓相比，模箍中坯體的密封度有助於冷壓成型的精度。從圖18-1可以很明顯的知道，很容易從模箍中移走冷壓後的坯料。通過在工件下面放置調節塊，然後用兩塊平行件向下冷壓擠壓模箍，就可移出冷壓好的零件。現代冷壓加工都裝備了底部頂出杆，如圖18-2所示的冷壓固定裝置。在這種情況下，冷壓好的模腔坯料從模箍中被頂出，模箍牢固地固定在機牀底座上。 ^[2] 

1.表面滾壓加工

滾壓加工的基本形式是用滾珠式或滾輪式工具進行滾壓。滾珠或滾輪在壓力的作用下壓向工件表層金屬。

圖4-19是滾壓外圓的示意圖。在加工時滾珠(滾輪)隨工件旋轉，並沿軸向走刀，逐步對整個表面進行加工。圖4-19a所示為單滾珠滾壓工具，滾珠靠彈簧的壓力壓向工件表面，滾珠軸承支承滾珠並隨滾珠轉動。利用彈簧的壓縮比可以調整壓力的大小，並且起緩衝作用。圖4-19b是用硬質合金滾輪滾壓外圓，其效果較好。

圖4-20為滾壓內孔用的雙滾珠內圓滾壓工具，它裝在鏜杆的方槽中。滾珠由兩個軸承支承着，利用中間彈簧可以自由浮動。這種工具可根據孔徑的大小進行調整，改變中間頂杆的長度即可。

滾壓工具對工件所施的力有剛性和彈性兩種形式。剛性的結構比較簡單。彈性的結構則較複雜，但工作時不受機牀運動精度的影響。

滾壓加工的精度可達6～8級，表面粗糙度值為Ra0.4～0.1μm。表面耐磨性和疲勞強度也有一定程度的提高，生產率很高，這是高質量表面加工的有效方法。

2.表面冷作強化

冷作強化加工是利用高速轉盤上的鋼球對工件表面連續衝擊，鋼球在離心力的作用下使表層金屬受到衝壓，從而使表面硬化。應用這種方法對曲軸軸頸的圓角、連桿孔進行強化後，表面粗糙度值可達Ra0.2μm，冷硬層深度為0.4～0.6mm，表面硬度可提高20%，從而增加耐磨性，疲勞極限也增加(15～30)%。

圖4-19—4-21(3張)

此外，對工件表面進行噴丸處理，也是冷作強化加工方法之一，如曲軸軸頸的噴丸處理，在國外也有研究。

3.表面擠壓加工

表面擠壓加工是用一定尺寸的工具通過被加工孔，依靠塑性變形使孔的直徑擴大，並使孔的表層金屬強化。圖4-21示出擠壓孔的工具，圖4-21a為推擠式，圖4-21b為拉擠式。此外，也有用精密彈珠通過內孔進行擠壓的。孔經過擠壓加工後，表面粗糙度值可達Ra0.4-0.1μm，精度可達7～9級，並可消除孔的錐度及橢圓度，而且可對較硬的鋼材及經過熱處理的孔進行光整加工。擠壓的生產率很高，設備簡單，經濟性好。其缺點是對薄壁零件擠壓容易引起變形。 ^[3] 

冷壓過程是把一個硬化、拋光的冷壓沖模高壓慢速地壓入一個退火、軟工具鋼模具坯料。基本思路是外部形狀(也就是衝孔)比相應的型腔內部形狀更容易加工，有更高的精度。

當正確應用時，冷壓比其他的加工方法，如機加工、電火花加工(EDM)、電鑄或澆鑄等有如下的優勢：

①節省時間和成本，尤其是在生產幾個相同的型腔時；

②高精度；

③多腔應用的高重複能力；

④表面質量(不用拋光)高；

⑤無間斷鋼顆粒結構導致模具壽命較長。

因為有了這些優勢，冷壓成功地用於如下領域：

①塑料工業中，特別是多腔注射模和較大單腔注射模；

②橡膠工業中，擠壓模；

③玻璃工業中，製造玻璃模具和裝飾的形狀；

④用於壓擠團煤法的衝制和糖果點心製造法的衝制；

⑤金屬成型工業。 ^[2]