Метод холодного (ударного) выдавливания является прогрессивным и им изготовляют полые стаканы, колпаки, трубы, изделия с двойными стенками, изделия сложного сечения (вместо вытяжки). Использование этого метода увеличивает производительность до 10 раз. До 5 раз сокращается технологический процесс, а расход металла на одно изделие уменьшен на 10-30%.

Различают три способа холодного выдавливания: 1) прямой, когда течение материала совпадает с направлением движения инструмента (рис.21.1,a); 2) обратный, когда течение металла в обратную сторону от движения пуансона (рис.21.1,б); 3) комбинированный, сочетающий в себе первый и второй способы (рис.21.1,в).

Рис.21.1. Способы холодного выдавливания

А- прямой; б - обратный; в - комбинированный.

Все способы холодного выдавливания осуществляются по схеме всестороннего сжатия. Наиболее распространена степень деформации.

Прямым выдавливанием (рис.21.1,а) изготавливают гильзы, трубки цилиндрические, квадратные, овальные, прямоугольные с переменным сечением стенки и диаметром от 3 до 150 мм. Этим способом можно получать детали с отношением = 1:4 и до 1:25, что соответствует степени деформации 70-87%. В этом случае геометрия инструмента рекомендуется = 5-12 мм., = 0-3 мм и =120-135 (рис.21.2).

Рис.21.2. Конструкция инструмента для холодного выдавливания.

При выдавливании крупных гильз = 45-50 мм. Точность изготовления стенок 0,03-0,05 мм. Однако на практике больше распространено обратное вылавливание (рис.21.1,б). Этим способом изготавливают полые изделия круглой, овальной, квадратной, прямоугольной и других форм тех же диаметров от 3 до 500 мм. Причем максимальная высота 250-3000 мм. Минимальный размер стенки 0,08 мм, а точность изготовления 0,03-0,06 мм. При обратном способе наблюдается повышенное сопротивление деформации, что объясняется наличием больших сил трения и очага деформаций из-за сильных затормаживающих действий пуансона.

Для изготовления деталей сложной формы используется комбинированный способ (рис.21.1,в). Им можно получить: цилиндр, овальные, многогранные и т. д. Можно получить детали с резьбой на горловине. Толщина стенок от 0,3 до 2-3 мм. Процессы холодного выдавливания можно вести как на механических, так и на гидропрессах.

Усилие при прямом выдавливании можно определить по формуле:

Где - площадь поперечного сечения заготовки, - удельное давление: алюминий - = 40-60 кг/мм2, медь - = 80-100 кг/мм2, латунь - = 100-150 кг/мм2, сталь - = 120-180 кг/мм2.

Удельное давление при прямом способе будет:

(21.1)

Где и - площадь заготовки и площадь сечения детали, - длина цилиндрической рабочей части матрицы, - коэффициент трения:

алюминий - = 0,15 – 0,20 (смазка – животный жир);

дюралюминий - = 0,12 – 0,15 (смазка – животный жир);

медь - = 0,10 – 0,13 (смазка – графит и масло);

латунь - = 0,08 – 0,10 (смазка – графит и масло).

И соответственно

(21.2)

Где - коэффициент, зависящий от формы пуансона и матрицы ( = 1,2 – 1,5).

Наибольшее влияние на усилие оказывает угол матрицы и величина входного радиуса .

На рис.21.3 показана конструкция инструмента для обратного выдавливания.

Рис.21.3. Конструкция пуансона для обратного выдавливания.

Удельное давление для этого случая определяется как:

(21.3)

Где - диаметр пуансона, - толщина детали.

Усилие будет:

(21.4)

Усилие можно определить и как , где = 80-120 кг/мм2 – для алюминия, = 150-200 кг/мм2 – для меди, = 200-250 кг/мм2 – для латуни, = 250-350 кг/мм2 – для стали.

По Шофману Л. А. усилие при обратном выдавливании определяется по формуле: (21.5)

Где и - площади поперечного сечения заготовки и пуансона, - коэффициент упрочнения: = 3,5 – 4,0 для алюминия и = 2,5 – 3,0 для меди, латуни и малоуглеродистой стали.

Степень деформации ограничивается прочностью пуансона, работающего при больших удельных давлениях. Прочность пуансона обеспечивается: 1) применением высокопрочных сталей и термообработкой, 2) оптимальной геометрией пуансона и матрицы, 3) высокой чистотой обработки, 4) качественной смазкой.

Смазка играет решающую роль и должна обеспечивать снижение удельного давления и усилия деформации. Используются смазки: для алюминия (20% животный жир в бензоле), для латуни (животный жир или графитовая смазка, графит + машинное масло), для стали – фосфатирование.