作为一种耗能低和耗材少的高效制造方法,冷挤压制造工艺具有精度高和成本低的特点,深受广大零部件加工企业的青睐。转向花键轴是汽车工业中重要的传动零件。在汽车转向系统中用花键联结具有接触面积大、承载能力高、定向性好等优点,而且相对于齿轮,花键齿根较浅、应力不易集中,延长了使用寿命。一般而言,转向花键轴采用不锈钢等金属材料制成,金属材料冷挤压具有如下特点:材料强度高,变形抗力大;金属的冷作硬化敏感性非常高。冷作硬化敏感度和挤压力成正比,如果处理不当,会造成模具损坏;塑性加工的金属微粒很容易粘在模具上,损伤模具和工件表面。冷挤压的模具也应符合以下要求:模具工作部分应有圆角过渡,避免应力集中;工作部分应选用足够强度刚度的制造材料;上下底板间的接触面积应足够大;上下底板应用足够强度厚度的中碳钢制成;模具整体结构应方便拆换。针对冷挤压的这些特点,应采取以下工艺策略:加工前先对金属毛坯作一定热处理,使材料软化便于挤压;用磷化法对毛坯表面作润滑处理;优化模具结构,尽量使用可以分散挤压力的设计方案;选用理想的模具制造材料。本文选用电火花放电来加工冷挤压模具以提高零件的精度。不同于金属切削等加工手段,电火花是一种非接触加工方式,可以不计接触力和材料硬度的影响,在冷挤压模具加工中具有独特的优势。研究电火花加工机理,对于深刻理解其加工过程和工艺参数选择都有重要意义。本文将传统制造业和计算机科学以及统计学相结合。创造性提出用有限元分析来剖析电火花的物理特性,以及用正交试验来选择其各种加工参数。本文的研究工作使模具加工避免了以往的反复试制,通过计算机模拟,各种边界条件和参数得以提前确定,从而大大降低模具制造的经济成本。最终加工出的模具表面粗糙度控制在3μm以内,而且模具的尺寸精度也达到了±0.03mm,较之用切削加工有了很大提高。同样重要的是,该模具一次制造成功,避免了以往反复的试制过程,结果证明了该研究的可行性。