冷镦成型工艺设计Word文档下载推荐.docx
《冷镦成型工艺设计Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《冷镦成型工艺设计Word文档下载推荐.docx（79页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
10.一次缩径的极限变形为0.36，凹模导入角为2a≤30°
，多次缩径时，总极限压缩为0.96～1.36。
第一次和第二次缩径的极限压缩为0.29～0.35，第三次和第四次可提高到0.36～0.40。
（ε＝（D2－d2）/D2），D－材料直径；
d－缩径后直径。
11.Φ22搓花t＝1.5可增大0.44mm。
12.如果一序凹模圆角半径大而二序凹模圆角半径小，会造成根部折叠；
13.减径挤压时，由于断面减缩率较小，此时中心层金属的流动速度反而慢于表层金属，中心层产生附加拉应力，可能会造成内部裂纹；
14.减径挤压时，凹模工作带厚度不均匀会造成杆部弯曲；
15.由于摩擦的影响而导致附加应力和残余应力，当它们的值超过挤压材料的许可值时，就可能产生环形鱼鳞状裂纹；
（材料润滑不良）
16.头部的文字对头部变形有影响（受力不均产生）；
17.冷挤压零件的结构工艺性
1.对称性：
最好是轴对称旋转体，其次是对称的非旋转体；
2.
断面积差：
在零件不同断面上，特别是在相邻断面上的断面积差设计的越小越有利；
3.
断面过渡及圆角过渡：
冷挤压件断面有差别时，应设计从一个断面缓慢的过渡到另一个断面，避免急剧变化。
可用锥形面或中间台阶来逐步过渡，且过渡处要有足够大的圆角。
4.
断面形状：
锥形问题，锥形件冷挤压会产生一个有害的水平分力，故应先冷挤加工成圆筒形，然后单独镦出外部锥体或车削加工出内锥体。
18.
19.各种镦粗方式的加工界限；
20.在上下固定的凹模间隙内，将材料镦出凸缘的加工界限；
21.反挤压杯形件时，形状畸变的形式主要有孔口断面坡口和底棱缺肉；
如果要获得口端平整的杯形件，可以先在毛坯上预成形一个凹窝，使凹窝的深度大于出现坡口时的深度，然后对端面实行封闭，将端面挤平；
22.杆长100mm及以下螺栓采用搓丝工艺。
23.圆头不切边零件的三序上模外圆尺寸要比零件头部外圆尺寸大0.4mm左右，因为外圆充不满。
坯料准备
A．热处理
球化退火――钢材，特别是含碳量0.3％以上的钢材，需作珠光体细球化处理（珠光体4～6级）。
预先经过冷加工（拉拔、镦粗）的材料，珠光体球化最容易。
热轧材料的球化，要预先经正火或淬火－回火处理。
（使钢中碳化物球状化而进行的退火工艺。
1.完全退火――用于含碳量0.2％以下的钢及非铁金属。
2.正火――为使钢材组织均匀化、晶粒细化而进行正火。
可作为退火的前处理，低碳钢只要作此处理就可锻造。
3.淬火――除可用来作为球化处理的前处理外，为使SUS27等奥氏体不锈钢软化，可加热到约1100℃再水冷。
4.软化退火――用来作为冷锻工序的中间退火处理。
B．润滑处理
1.磷酸盐被膜处理――脱脂－水洗－酸洗－水洗－中和－水洗－薄膜处理－水洗－中和－水洗－润滑处理
被膜处理过的坯料，一般用被膜润滑剂润滑。
被膜润滑剂是以脂肪酸钠肥皂为主要成分，和磷酸盐起反应会产生金属皂而起润滑效果。
精压印时，被膜处理后，薄薄地涂上一层低粘度的动植物油（蓖麻油、羊毛脂、棕榈油）。
在长行程的正挤压和齿形挤压时，用被膜润滑剂大多不能满足要求，这时可按要求的二硫化钼和石墨的微粒粉末厚度计算出能涂敷的量，将其溶于四铅化碳、酒精等挥发性溶剂中，用滚筒涂敷，可以获得良好的结果。
C．坯料制备
1.坯料切断法――锯断、剪断、冲裁。
2.坯料的体积、尺寸、形状――坯料体积的计算，以制件体积为基础。
再加上由于锻后的切边、冲裁、切削加工等引起损失的体积（5～50％）。
锻造后即使不再加工，也要考虑因中间退火、酸洗造成的损失。
而且，还需考虑坯料体积的误差，要求即使在最小体积的情况下也不产生缺肉，必须预留体积余量。
多余的体积由横向或纵向挤出或形成飞边来调节。
但是，特别是出现横向飞边时，飞边大小会引起变形力的变化，从而使制件本身产生尺寸误差，因此体积公差，一般希望在0.5％左右。
采用不同直径的坯料能够制造同样的制件。
选取坯料直径的原则是，所选直径使在完成终锻件前材料的移动量或变形量、加工工序数尽量少，制件内部的变形分布尽量均一。
考虑坯料装入模具时，比模具内径过小的坯料定心困难，另一方面，和模具内径过于接近的坯料装入时，不仅特别是自动装入困难，而且还担心坯料的润滑坯膜被擦落。
因此，坯料直径一般比模具内径小0.1～0.2mm。
3.整形――坯料切断时产生的毛刺，是制件出现缺陷、工具磨损的原因，应利用滚筒清理等除去。
并且，即使没有毛刺，尖角也是锻造时产生折叠或引起润滑膜中断的原因，因此，要尽可能取大圆角或进行倒角。
为制作深杯形件用带压出凹穴的坯料，用模具预成形中心孔，可防止冲头偏心。
自动锻压机的型号
Z47－12B
Z――自动镦压机类
4――多工位自动冷镦机
7――多工位螺栓联合自动冷镦机
12――主要参数：
最大镦制规格12mm
B――结构改进次序－第二次改进
自动镦锻机别组划分表
。
别
数
组
类
1
3
9
自动锻压机
自动切边搓丝机
滚圆柱球自动镦锻机
多工位螺栓螺母自动冷镦机
专门化自
动锻压机
自动镦锻机Z
5
6
8
7
单击整模自动冷镦机
双击整模自动冷镦机
三击整模自动冷镦机
单击分模自动冷镦机
双击分模自动冷镦机
三击分模自动冷镦机
三击双工位自动冷镦机
自动切边机
自动搓丝机
滚丝机
滚柱自动冷镦机
钢球自动冷镦机
螺母自动冷镦机
螺母自动热镦机
立式螺母自动冷镦机
多工位螺栓自动冷镦机
多工位螺栓联合自动冷镦机
自动制开口销机
带搓丝的叫螺栓联合自动冷镦机。
螺栓联合自动冷镦机能完成线材的送进、切断、初镦、缩径或挤压、终镦、切边、倒角、搓丝等工序。
凹模孔的直径
为了使切下的毛坯能顺利进入凹模孔内，要求线材直径与凹模孔径之间有一定的间隙，此时所需要的最小间隙（单边）为0.01～0.10mm，这个数值的大小与线材直径、与线材进入凹模的长度成正比，即线材直径越大，则所需要的最小间隙也越大。
制造全螺纹用的凹模孔的直径，可以根据滚丝或搓丝前所要的螺坯的最小尺寸来确定。
制造粗杆半螺纹用的模孔直径，根据产品光杆直径的最小尺寸来确定。
前者凹模孔的最小尺寸应当等于或略小于螺坯最小尺寸，后者的模孔最小尺寸应当等于或略小于光杆部分的最小尺寸。
对于全螺纹用的线材尺寸要求比半螺纹用的线材尺寸公差小；
长杆工件用线材直径公差较短杆工件要小些。
滚压螺纹坯径尺寸的确定
坯径的公差为0.02～0.03mm。
理论滚轧直径：
（日本）
滚压螺纹的精度基本上取决于螺坯尺寸及其表面粗糙度。
二级精度（老标准）
d坯min＝d2min+T/3mm
d坯max＝d2min+3T/4mm（d2min+4T/5mm）
d坯min＝d2min+0.3Tmm
d坯max＝d2min+0.7Tmm
式中d2min――二级精度螺纹中径最小值
T――二级精度螺纹中径公差值mm
对于电镀螺纹，d2min为该螺纹电镀前中径最小值，即d2min－4δ
δ――电镀层厚度的最小值mm。
普通螺纹螺坯尺寸
公称直径
螺距
中径
公差带
螺坯直径d0
我厂
JB/Z203-83推荐
d0max
d0min
M3
0.5
2.675
6f
2.63
2.59
6h
2.65
2.61
M4
0.7
3.545
3.49
3.45
3.48
3.444
3.52
3.518
3.482
M5
4.675
4.62
4.57
4.617
4.587
4.66
4.61
4.653
4.623
0.8
4.480
4.42
4.37
4.414
4.376
4.46
4.41
4.452
M6
0.75
5.513
5.46
5.41
5.445
5.405
5.49
5.44
5.483
5.443
5.350
6e
5.27
5.22
5.256
5.212
6g
5.30
5.25
5.290
5.246
M8
7.35
7.27
7.22
7.256
7.212
7.30
7.25
7.290
7.246
7.188
7.10
7.05
7.090
7.042
7.14
7.09
7.125
7.077
M10
9.35
9.27
9.22
9.30
9.25
1.5
9.026
8.93
8.87
8.919
8.867
8.96
8.90
8.954
8.902
M12
11.188
11.10
11.04
11.13
11.07
1.75
10.863
10.76
10.70
10.747
10.687
10.80
10.74
10.784
10.724
M14
13.026
12.93
12.87
12.96
12.90
12.70
12.60
12.54
12.63
12.57
M16
15.026
14.93
14.86
14.917
14.861
14.96
14.89
14.952
14.896
14.701
14.60
14.53
14.582
14.518
14.63
14.56
14.615
14.551
M18
17.026
16.93
16.86
16.96
16.89
2.5
16.376
16.26
16.19
16.30
16.23
M20
19.026
18.93
18.86
18.917
18.861
18.96
18.89
18.952
18.896
18.376
18.26
18.19
18.245
18.177
18.30
18.23
18.283
18.215
M22
21.026
20.93
20.86
20.96
20.89
20.376
20.26
20.19
20.30
20.23
M24
23.026
22.93
22.86
22.914
22.834
22.96
22.89
22.949
22.889
22.051
21.906
21.626
21.943
21.863
送料滚轮设计
送料轮沟槽尺寸
线材直径
R
公差
2.50～3.00
1.50
H11
12.60～13.90
6.95
3.00～3.60
1.80
13.900～14.20
3.60～4.30
2.15
14.20～15.70
7.85
4.30～5.00
2.50
15.70～16.20
8.10
5.00～5.80
2.90
16.20～17.70
8.85
5.80～6.70
3.35
17.70～19.20
9.60
6.70～7.80
3.90
19.20～20.70
10.35
7.80～8.90
4.45
20.70～22.20
8.90～10.00
5.00
22.20～23.80
11.90
10.00～11.30
5.65
23.80～25.40
11.30～12.60
6.30
切料模
切料模的直径d1＝d0max+（0.1～0.25）mm，式中d0max为线材的最大直径。
切料模孔的工作部分长度L＝（2.5～3）d1，引入孔的直径d2≥1.2d1，压装镶块的过盈量为0.08～0.10mm。
切断凹模与割料刀之间间隙的大小，对切断的质量是有影响的。
如果刀板与切断凹模的间隙太小，则上下裂缝不会相遇而产生新的裂缝，这样切料端面就会有缺陷，如果间隙太大，就有很大的压缩并有毛刺。
最合理的间隙和毛坯直径d0有关，一般间隙z＝（5～15％）d0。
刀板上的刃口直径d的尺寸，是以线材的最大直径作公称尺寸，其公差取H10。
刃口直径d
1～3
＞3～6
＞6～10
＞10～18
＞18～30
偏差
0.040
0.048
0.058
0.07
0.084
送料与切料时常见的缺陷、产生的原因：
1.拉毛：
由于刀板刃口中心与割料模中心不重合而产生摩擦；
原材料不直，原材料直径大，模孔不光，原材料本身有条痕等。
2.毛刺：
由于割料模与刀板的刃口不锋利或料软而产生的，有时刀板与割料模之间间隙太大也会产生毛刺。
3.压印大：
切刀刃口不锋利或刃口已磨损产生的。
4.铁屑：
由于线材端面与刀板摩擦或刀板不锋利造成的。
初镦
对坯料的自由端进行镦锻时，镦锻质量及所需要的镦锻次数与坯料自由端的长径比有很大的关系，当长径比小于2.25时，一次可把头部镦成所需要的形状，当超过这个数值以后，就应进行预镦或初镦，把坯料先镦成圆锥形，然后进行第二次或更多次数的镦锻，其目的是要避免杆部金属产生纵向弯曲。
初冲模的设计
1.初冲模具的设计原则：
要求初冲有尽可能大的变形比，其次要避免金属纤维纵向弯曲。
2.初冲模具的设计方法：
a.以美国为代表，这种方法是从塑性变形核理论，先决定锥体大端直径Dk值，来确定初冲孔形尺寸的。
根据塑性变形核理论，假设锥体大端直径为小端直径的1.4倍，锥体的α角定为12°
，金属体积不足部分，由圆柱体Ⅱ部分调节加以补充。
tan6°
＝0.2dm/y
y＝1.903dm
图中dm＝d0（线材直径）
b.以苏联为代表，我国也采用此法。
由长径比来选择α角，然后再确定其它尺寸。
L/d
1.6～2
2～2.4
2.4～2.8
2.8～3
3～3.3
3.3～3.5
3.5～3.8
3.8～4.2
α
10°
8°
6°
5°
4°
3°
30′
15′
所以
式中V头――产品头部体积
六角头螺栓初镦冲头主要尺寸mm
螺纹规格
Dk
基本尺寸
3.8
4.9
5.8
6.9
9.2
11.6
14.1
16.3
18.7
21.0
23.4
极限偏差
dk
2.8
3.7
4.7
5.7
7.6
9.6
13.6
15.6
17.5
19.5
H
7.8
9.0
8.3
12.3
15.5
14.9
16.2
22.2
24.8
终镦冲模
我厂的终镦冲模在多工位冷镦机上，制件头部高度的2/3在冲模内成形，1/3在冲模与凹模之间成形。
特点：
镦制凹模采用硬质合金制造，可以不制出模膛，给模具制造带来方便。
镦制六角头或方头螺栓时的终镦冲模如下所示：
六角头螺栓终镦冲模主要尺寸mm
d
5.23
6.65
7.60
9.50
12.35
15.20
17.10
19.95
22.80
25.65
28.50
d1
5.52
7.02
8.07
10.06
13.10
16.13
18.22
21.26
24.29
27.33
30.37
0.9
1.1
1.3
1.8
2.1
3.0
3.3
4.2
当镦制半圆头制件时，冲模工作腔的尺寸等于成品的最后尺寸，因冲模端面与凹模间有间隙，故其高度应略小于制件头部高度。
冲模内的文字对头部成形有很大影响。
（受力不均，容易造成头偏）
镦锻凹模
在整式凹模中镦制的制件不宜太长，否则会造成进料不顺利，镦锻后杆部直径大小不一致，推出制件时顶针易折断，一般镦制的制件杆部长度不宜超过直径的9.5～10倍。
采用多层（镶一层或镶两层套）式组合凹模是解决凹模切向开裂行之有效的方法，这对于采用硬质合金为模芯的组合凹模特别有效。
三层组合凹模的强度是整体凹模强度的1.8倍，两层组合凹模的强度是整体凹模强度的1.3倍。
减径模见下图：
其主要几何参数为定径带直径d，定径带宽度h，定径带导入角α。
1.定径带直径d：
工件杆部直径大小是由d控制的，镦制后杆部直径要比定径带直径d大0.01～0.02mm，这主要是金属塑性变形后的弹性恢复。
2.定径带宽度h：
定径带宽度h影响到缩径力的大小和模具的寿命。
h小则缩径力下降，但模具寿命不高，否则反之。
其大小由杆部直径来确定，一般为0.5～2.5mm。
3.导入角α：
导入角α的大小对于杆部直径缩细影响很大，当导入角α增大，则所需作用力增加，导入角α减小则所需作用力下降，当α减小以后，则毛坯与模孔之间的作用面积增加，摩擦阻力增加，因而作用力也提高了，同时缩径后锥度增长而不能符合标准的要求，根据实际经验，导入角α＝12°
～30°
，我厂α＝18°
～24°
最常用。
4.d2直径比d大0.05～0.12，其目的是为了减小摩擦阻力。
切边
1.切边冲模：
1）尺寸b的确定：
切边冲模的刃口厚度b（即定径带宽度）的大小对切边性能影响很大。
当b太大时则切边时易咬模，模具易断裂，切边阻力大，顶针顶料时也易折断，工件杆部易弯曲。
当b太小时，模具容易磨损，使产品的S面切不平，呈波浪形。
一般b＝0.4～1.5。
2）尺寸S模、D模：
S模＝S0min＋0.03mm
式中S0min－－产品对边最小尺寸，其制造公差为H7。
3）尺寸h：
h＝h0＋（1～2）mm
式中h0――产品头部高度公称尺寸
4）尺寸D、H：
产品对边宽度S＝7～10D=22H=16
S=11～17D=37H=20
S=18～24D=48H=30
S>
24D=60H=30
2.切边凹模：
制件杆部直径与切边凹模的间隙不宜太大，一般可控制在0.05～0.10mm范围内，否则会造成切边后工件单边，不对称。
GB5782
GB5785
3.02
4.03
5.03
6.03
8.04
10.05
12.05
升级会员 