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冷镦基础常识

编辑: Fastener微信公众号发表时间:2022-03-04 14:46:27浏览量:647

冷镦利用模具在常温下对金属棒料镦粗(常为局部镦粗)成形的锻造方法。通常用来制造螺钉、螺栓、铆钉等的头部。可以减少或代替切削加工。 锻坯材料可以是铜﹑铝﹑碳钢﹑合金钢﹑不锈钢和钛合金等﹐材料利用...
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       冷镦利用模具在常温下对金属棒料镦粗(常为局部镦粗)成形的锻造方法。通常用来制造螺钉、螺栓、铆钉等的头部。可以减少或代替切削加工。

       锻坯材料可以是铜﹑铝﹑碳钢﹑合金钢﹑不锈钢和钛合金等﹐材料利用率可达8090%。冷镦多在专用的冷镦机上进行﹐便于实现连续﹑多工位﹑自动化生产。在冷镦机上能顺序完成切料﹑镦头﹑聚积﹑成形﹑倒角﹑搓丝﹑缩径和切边等工序。生产效率高﹐可达300/分以上﹐最大冷镦工件的直径为48毫米。棒料由送料机构自动送进一定度﹐切断机构将其切断成坯料﹐然后由夹钳传送机构依次送至聚积压形和冲孔工位进行冷镦成形。

       这门技术属于冷成型的一个种类,就是在不进行加热的情况下对材料进行冲剪、弯曲、拉深等的加工方式。冷成型工艺有冷镦、冷轧、模锻等。


一、什么是冷镦

      冷镦(冷挤):金属在常温下,借助模具进行镦锻完成金属塑性变形,达到规定的几何形状、尺寸及质量要求的工艺方法。


      温镦:材料通过感应加热到温度600-800℃借助模具的镦锻;

      热镦:材料通过感应加热到温度1000-1200℃借助模具的镦锻。

      

      镦变形方式:冲切、辗压、正挤压、反挤压、复合挤压

      冷镦的优点:

        1、钢材利用率高:利用率可高达85%~95%

        2、生产率高:与切削加工相比,冷镦成型效率要高出几十倍以上,冷镦机生产效率80-250件/分钟;
        3、机械性能好:保持了金属纤维组织的完整性,由于金属纤维未被切断,因此强度要比切削加工的优越得多:
        4、适于自动化生产:适宜冷镦(挤)方法生产的零件,基本属于对称性零件,是大批量生产的主要方法;
        5、减轻了工人的劳动强度

、冷镦设备先容


三、冷墩设计原理

      1、最小阻力定律:金属在变形中,变形体的质点有向各方向移动的可能,变形体质点的移动是沿其最小阻力方向移动。

      2、体积不变定律:金属塑性变形中,其密度改变极为微小,可以忽略。塑性变形的物体的体积保持不变,金属坯件在塑性变形以前的体积等于变形后的体积。体积不变定律是根据产品形状尺寸、计算出体积,据此再确定所需坯件的具体尺寸。


四、影响冷镦变形的因素
      1、摩擦的影响:在变形中模具和坯件间的接触面上不可避免的有摩擦力存在,由于摩擦力的作用,改变了金属流动的特征。

      2、工模具形状的影响:由于工模具形状不同,所施加给坯件的作用力,以及模具与坯件接触的摩擦力也不一样,引致金属在各方向流动阻力的差异,从而金属在各方向流动分配也有所差异。
      3、金属本身性质不均的影响:金属本身的性质不均,反映出金属成份的不均、组织不均、以及在变形中内部温度的不均等。这些性质的不均匀性,在金属内部出现互相平衡的附加应力,由于内力的存在,使金属在各自流动的阻力有所差异,变形首先发生在阻力最小的部分。


五、冷镦工艺设计
      1、变形程度:是指坯料被镦锻部分长度在镦锻终了的压缩量与原始高度的比值,或者坯料截面积在镦锻终了截面积的增加量与原始横截面的比值


      2、许用变形程度:金属的许用变形程度与金属本身的塑性有关塑性好的金属,许用变形程度要高于塑性较差的金属。碳钢含碳量愈高,它的塑性愈低,许用变形程度也会愈小;
      当冷镦变形程度超过金属本身的变形限度时,变形的工件侧面会出现裂纹,而造成不良品,其模具使用强度也会受到影响,降低使用寿命,严重时可使模具
开裂而损坏;
      在生产中,对于塑性较差的金属,如中碳钢、合金钢的冷镦常采取对钢材进行退火软化处理、增加模具的强韧性、金属表面润滑等,目的就在于使金属的许用变
形程度得到提高。

      3、镦锻次数的确定:产品在冷镦中,通常都要经过两次以上的镦锻才能成型。镦锻次数确定合理,将充分利用金属的许用变形程度,提高模具的使用寿命,保证产品的质量。确定镦锻次数,考虑下列因素:
      4、镦锻比:即坯料需要变形部分的长度与直径的比,比值过大,一次镦锻就会出现纵弯现象,压扁后,会出现夹层,要避免镦锻中出现这些缺陷,必须增加镦锻次数。



      5、考虑工件头部直径D与高度H的比值:头部直径较大、高度较小的大直径薄扁头细杆零件,所需坯料h,/d,在2以上大头细杆零件,若采用一次镦锻成形,就会在头部边缘处产生裂纹。类似的工件,只有增加镦锻次数,采用逐步成形的方法。


      6、考虑工件的表面粗糙度要求及外部几何形状的复杂程度
      7、冷镦模具的要求:冷镦成型和挤压使用的硬质合金模具的工作表面粗糙度不应小于Ra=0.2,当模具工作表面达到Ra0.025-0.05时,具有最高寿命。通过计算来确定工模具的压力,在个别情况下压力不应高于2200-2500MPa,能保证有力的冲压及最长的模具寿命的压力应不大于1500MPa。



六、典型成型方式


冷镦成型过程

      六角法兰面螺母工艺变形图

2022-03-04 647人浏览

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