冷镦成型工艺
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
紧固件冷镦成型工艺
紧固件成型工艺中,冷镦(挤)技术是一种主要加工工艺.冷镦(挤)属于金属压力加工范畴.在生产中,在常温状态下,对金属施加外力,使金属在预定的模具内成形,这种方法通常叫冷镦.实际上,任何紧固件的成形,不单是冷镦一种变形方式能实现的,它在冷镦过程中,除了镦粗变形外,还伴随有正、反挤压、复合挤压、冲切、辗压等多种变形方式。
因此,生产中对冷镦的叫法,只是一种习惯性叫法,更确切地说,应该叫做冷镦(挤)。
冷镦(挤)的优点很多,它适用于紧固件的大批量生产.它的主要优点概括为以下几个方面: a.钢材利用率高。
冷镦(挤)是一种少、无切削加工方法,如加工杆类的六角头螺栓、圆柱头内六角螺钉,采用切削加工方法,钢材利用率仅在25%~35%,而用冷镦(挤)方法,它的利用率可高达85%~95%,仅是料头、料尾及切六角头边的一些工艺消耗。
b.生产率高。
与通用的切削加工相比,冷镦(挤)成型效率要高出几十倍以上。
c.机械性能好。
冷镦(挤)方法加工的零件,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。
d.适于自动化生产。
适宜冷镦(挤)方法生产的紧固件(也含一部分异形件),基本属于对称性零件,适合采用高速自动冷镦机生产,也是大批量生产的主要方法。
总之,冷镦(挤)方法加工紧固件、异形件是一种综合经济效益相当高的加工方法,是紧固件行业中普遍采用的加工方法,也是一种在国内、外广为利用、很有发展的先进加工方法。
因此,如何充分利用、提高金属的塑性、掌握金属塑性变形的机理、研制出科学合理的紧固件冷镦(挤)加工工艺,是本章的目的和宗旨所在.
1 金属变形的基本概念
1.1变形
变形是指金属受力(外力、内力)时,在保持自己完整性的条件下,组成本身的细小微粒的相对位移的总和。
1.1.1 变形的种类
a。
弹性变形
金属受外力作用发生了变形,当外力去掉后,恢复原来形状和尺寸的能力,这种变形称为弹性变形。
弹性的好坏是通过弹性极限、比例极限来衡量的。
b。
塑性变形
金属在外力作用下,产生永久变形(指去掉外力后不能恢复原状的变形),但金属本身的完整性又不会被破坏的变形,称为塑性变形.
塑性的好坏通过伸长率、断面收缩率、屈服极限来表示。
1。
1.2 塑性的评定方法
为了评定金属塑性的好坏,常用一种数值上的指标,称为塑性指标.塑性指标是以钢材试样开始破坏瞬间的塑性变形量来表示,生产实际中,通常用以下几种方法:
(1)拉伸试验
拉伸试验用伸长率δ和断面收缩率ψ来表示。
表示钢材试样在单向拉伸时的塑性变形能力,是金属材料标准中常用的塑性指标。
δ和ψ的数值由以下公式确定:
(公式36-1)
(公式36-2)
式中:L0、Lk ——拉伸试样原始标距、破坏后标距的长度。
F0、Fk —-拉伸试样原始、破断处的截面积。
(2)镦粗试验 又称压扁试验
它是将试样制成高度Ho 为试样原始直径Do 的1.5倍的圆柱形,然后在压力机上进行压扁,直到试样表面出现第1条肉眼可观察到的裂纹为止,这时的压缩程度εc 为塑性指标。
其数值按下式可计算出:
(公式36-3)
式中 Ho ——圆柱形试样的原始高度。
Hk ——试样在压扁中,在侧表面出现第1条肉眼可见裂纹时的试样高度.
(3)扭转试验
扭转试验是以试样在扭断机上扭断时的扭转角或扭转圈数来表示的.生产中最常用的是拉伸试验和镦粗试验.不管哪种试验方法,都是相对于某种特定的受力状态和变形条件的。
由此所得出的塑性指标,只是相对比较而言,仅说明某种金属在什么样的变形条件下塑性的好坏。
1。
1.3 影响金属塑性及变形抗力的主要因素
金属的塑性及变形抗力的概念:金属的塑性可理解为在外力作用下,金属能稳定地改变自己的形状而质点间的联系又不被破坏的能力。
并将金属在变形时反作用于施加外力的工模具的力称为变形抗力.
影响金属塑性及变形抗力的主要因素包括以下几个方面:
a .金属组织及化学成分对塑性及变形抗力的影响
金属组织决定于组成金属的化学成分,其主要元素的晶格类别,杂质的性质、数量及分布情况.组成元素越少,塑性越好。
例如纯铁具有很高的塑性。
碳在铁中呈固熔体也具有很好的塑性,而呈化合物,则塑性就降低。
如化合物Fe3C 实际上是很脆的。
一般在钢中其他元素成分的增加也会降低钢的塑性。
钢中随含碳量的增加,则钢的抗力指标(бb 、бp 、бs 等)均增高,而塑性指标(ε、ψ等)均降低.在冷变形时,钢中含碳量每增加0。
1%,其强度极限бs 大约增加6~8 kg/mm2。
硫在钢中以硫化铁、硫化锰存在。
硫化铁具有脆性,硫化锰在压力加工过程中变成丝状得到拉长,因而使在与纤维垂直的横向上的机械指数降低。
所以硫在钢中是有害的杂质,含量愈少愈好。
磷在钢中使变形抗力提高,塑性降低。
含磷高于0.1%~0。
2%的钢具有冷脆性。
一般钢的含磷量控制在百分之零点零几。
其他如低熔点杂质在金属基体的分布状态对塑性有很大影响。
总之,钢中的化学成分愈复杂,含量愈多,则对钢的抗力及塑性的影响也就愈大。
这正说明某些高合金钢难于进行冷镦(压)加工的原因。
%100⨯-=o o k L L L δ%100⨯-=o k o F F F ϕ%100⨯-=o k o c H H H ε
b .变形速度对塑性及变形抗力的影响
变形速度是单位时间内的相对位移体积:
(公式36-4)
不应将变形速度与变形工具的运动速度混为一谈,也应将变形速度与变形体中质点的移动速度在概念上区别开来。
一般说来,随着变形速度增加,变形抗力增加,塑性降低。
冷变形时,变形速度的影响不如热变形时显著,这是由于无硬化消除的过程。
但当变形速度特别大时,塑性变形产生的热(即热效应)不得失散本身温度升高会提高塑性、减少变形抗力。
c .应力状态对塑性及变形抗力的影响
在外力作用下,金属内部产生内力,其单位面积之强度称之为应力。
受力金属处于应力状态下。
从变形体内分离出一个微小基元正方体,在所取的正方体上,作用有未知大小但已知方向的应力,把这种表示点上主应力个数及其符号的简图叫主应力图.表示金属受力状态的主应力图共有九种,其中四个为三向主应力图,三个为平面主应力图,两个为单向主应力图,如图36—1所示。
主应力由拉应力引起的为正号,主应力由压应力引起的为负号。
在金属压力加工中,最常遇到的是同号及异号的三向主应力图。
在异号三向主应力图中,又以具有两个压应力和一个拉应力的主应力图为最普遍。
同号的三向压应力图中,各方向的压应力均相等时(б1=б2=б3),并且,金属内部没有疏松及其它缺陷的条件下,理论上是不可产生塑性变形的,只有弹性变形产生。
不等的三向压应力图包括的变形工艺有:体积模锻、镦粗、闭式冲孔、正反挤压、板材及型材轧制等.
在生产实际中很少迂到三向拉伸应力图,仅在拉伸试验中,当产生缩颈时,在缩颈处的应力线,是三向拉伸的主应力图,如图36—2所示
dt d W δ=
在镦粗时,由于摩擦的作用,也呈现出三向压应力图,如图36—3所示。
总之,受力金属的应力状态中,压应力有利于塑性的增加,拉应力将降低金属的塑性。
d.冷变形硬化对金属塑性及变形抗力的影响
金属经过冷塑性变形,引起金属的机械性能、物理性能及化学性能的改变。
随着变形程度的增加,所有的强度指标(弹性极限、比例极限、流动极限及强度极限)都有所提高,硬度亦有所提高;塑性指标(伸长率、断面收缩率及冲击韧性)则有所降低;电阻增加;抗腐蚀性及导热性能降低,并改变了金属的磁性等等,在塑性变形中,金属的这些性质变化的总和称作冷变形硬化,简称硬化。
e.附加应力及残余应力的影响
在变形金属中应力分布是不均匀的,在应力分布较多的地方希望获得较大的变形,在应力分布较少的地方希望获得较小的变形。
由于承受变形金属本身的完整性,就在其内部产生相互平衡的内力,即所谓附加应力。
当变形终止后,这些彼此平衡的应力便存在变形体内部,构成残余应力,影响以后变形工序中变形金属的塑性和变形抗力
1。
1.4 提高金属塑性及降低变形抗力的工艺措施
针对影响金属塑性及变形抗力的主要因素,结合生产实际,采取有效的工艺措施,是完全可以提高金属塑性及降低其变形抗力的,生产中,常采取的工艺措施有: a.坯料状况
冷镦用原材料,除了要求化学成份、组织均匀,不要有金属夹杂等以外,一般要对原材料进行软化退火处理,目的在于消除金属轧制时残留在金属内部的残余应力,使组织均匀,降低硬度,要求冷镦前金属的硬度HRB≤80.对中碳钢,合金钢一般采取球化退火,目的是除消除应力、使组织均匀外,还可改善金属的冷变形塑性.
b.提高模具光滑度及改善金属表面润滑条件
这两项措施都是为了降低变形体与模具工作表面的摩擦力,尽可能降低变形中由于摩擦而产生的拉应力。
c.选择合适的变形规范
在冷镦(挤)工艺中,一次就镦击成形的产品很少,一般都要经过两次及两次以上的镦击。
因此必须做到每次变形量的合理分配,这不仅有利于充分利用金属的冷变形塑性,也有利于金属的成形。
如生产中采用冷镦、冷挤复合成形、螺栓的两次缩径、螺母的大料小变形等。
1.2金属塑性变形的基本规律
1.2。
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,称为最小阻力定律。
在六角头螺栓多工位冷镦中,第二工位精镦时,金属向上、下模开口处流动并形成飞边是最小阻力定律起作用的体现.图36-4表明坯件在模具中镦锻时,它在充满上、下模腔的同时还向上、下模构成的间隙向四周流,只有当往飞边流动的阻力大于在模腔其它部分的阻力时,金属充满模腔才有可能.在上模向下运动中,飞边上金属流动阻力随飞边厚度的减小而增加,这时才能保证最后充满上、下模腔。
1。
2。
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。
塑性变形的物体之体积保持不变,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。
最小阻力定律则是金属变形次数如何确定,每次变形量如何分配、工模具结构形状确定的设计最主要的依据.
1.2。
3 变形中影响金属流动的主要因素
a.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.如图36-5所示,在平板间镦粗矩形坏料时,由于摩擦力的作用,使各向阻力不同,变形中,断面不能继续保持矩形.按最小阻力定律,它会逐渐趋于圆形.若无摩擦力作用,则坯件处于理想的均匀变形状态,变形前后在几何形状上仍然相似。
图36—6为环形坯件的镦粗示意图。
当无摩擦时,环形件在高度上被压缩,根据体积不变条件,不论是外层还是内层,金属的直径都有所增加,即所有金属都沿径向辐射状向外流动。
由于有摩擦的存在,流动受到阻碍。
越接近内层金属向外流动的阻力越大,比向内流动时还要大,因而改变了流动的方向,如图所示,在环形件中出现了流动的分界面(dN)。
b.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体积的分配也有所差异。
c.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。
2 金属冷镦(挤)工艺
2。
1 冷镦(挤)工艺基本概念
2.1。
1 冷镦、冷压
在室温状态下,将坯料置于自动冷镦机或压力机的模具中,对模具施加压力,利用上、下模的相对运动,使坯件在模腔里变形,高度缩小,横截面增加,这样的压力加工方法,对自动冷镦机而言叫冷镦,对压力机而言叫冷压。
实际生产中,紧固件冷成型工艺,在冷镦的过程中,常常伴随有挤压的方式。
因此,单就紧固件产品的冷镦工艺,实际是既有冷镦,也有挤压的一种复合工艺的加工方法。
2。
1.2 冷镦(挤)的变形方式
a.冲裁使坯件的一部分与主体分割开。
如线材的切断、螺母的冲孔、六角头螺栓的头
部切边等。
b .镦粗 使坯件高度缩短、横截面增加的加工方法,如螺母的镦球、螺栓头部成型的预镦、精镦等。
c .正挤压 坯件在冷镦压中,坯件在下模中变形时,金属的流动方向与上模的运动方向一致。
冷镦螺栓、圆柱头内六角螺钉中的粗杆缩径就是一种正挤压。
d .反挤压 坯件在变形中,金属的流动方向与上模的运动方向相反.圆柱头内六角螺钉头部成形就属反挤压.
e .复合挤压 坯件在变形中金属的流动方向一部分与上模的运动方向相同,一部分又相反。
即变形中既存在正挤压,也存在反挤压。
如圆柱头内六角螺钉在同一工位变形中既有杆部缩径(正挤压)又有头部成型(反挤压)。
2.1.3 冷镦(挤)变形程度
a .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。
b .变形程度的表示方法
第一种方法用镦锻比(S ),如图36—7所示。
:
即 (公式36—5)
式中:h0-—被镦锻部分的原始高度
d0-—被镦锻部分的原始直径
镦锻比可以确定镦锻的难易,镦锻比愈小,变形量愈小,变形更容易。
镦锻比愈大,变形愈难,金属纤维流动不规则,有的纤维被折曲,形成纵向弯曲现象。
如图36—8所示。
0d h S o
第二种方法用镦锻率(ε)
即:
(公式36-6)
(公式36-7)
式中 ho 、Fo-—镦锻前头部材料的原始高度、横截面积
h 、F —-镦锻后工件的高度、横截面积
c .许用变形程度
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。
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。
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。
表36-1列出了部分钢材的许用变形程度。
ε%
钢 材 牌 号 ε% 钢 材 牌 号 30
T10、T12 70~75 15Cr 、Y12 35~50
50、60Mn 、40CrNiMo 75~80 30、35、40Cr 55~60
40、45、30MnSi 、GCr15 80~90 10(0。
03%Si )、10F 、15 65~70 20(0。
17~0.37%Si )
2。
1.4 镦锻次数的确定
%100⨯-=
o o h h h ε%100⨯-=
F F F o ε
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:
a .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,如图36—9所示。
要避免镦锻中出现这些缺陷,必须增加镦锻次数.即首先将坯料预镦成锥形,之后再精镦,直至达到需要形状.
一般按下列数据来决定镦锻次数:
当 ≤2。
5时,可一次镦锻;
当2。
5〈 ≤4。
5时,镦锻两次;
当4.5〈 ≤6.5时,镦锻三次。
b .考虑工件头部直径D 与高度H 的比值。
如图36-10所示,是头部直径较大、高度较小的大直径薄扁头细杆零件,所需坯料h0/d0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.
c .考虑工件的表面粗糙度要求及外部几何形状的复杂程度
如半圆头、圆柱头等形状的机螺钉,虽然头部所需坯料的ho/do 值一般都小于2。
5,但为了头部在变形中能充满,达到标准要求,一般都采用两次镦击.预镦锥形头部为精镦头部成形创造良好的金属流动条件。
又如用大直径小变形的线材镦制螺母,采用线材直径为0.9s(s 为六角螺母对边尺寸),一般产品的变形程度为25%左右,但由于六角螺母形状比较复杂,镦制中变形方式较多,它既有冷镦又有复合挤压和冲孔,为了有利于变形中金属流动,因此选用3~4次镦击成形. o o d h
o
o d h o o d h
值得强调的,不是对所有形状比较复杂的产品都靠增加镦锻次数来解决。
往往有的产品,镦锻次数增加了,在第一次、第二次镦锻中很容易成型,但由于冷作硬化的原因,使产品在以后的镦锻中难以进行.表现在工件在镦锻中出现开裂或者损坏模具。
解决这类问题的关键在于减少变形量,增加钢材的塑性,采取更加有效的润滑。
螺栓、螺钉在冷镦工艺中选用大直径线材、小变形工艺。
一般线材直径与螺钉螺纹直径D 相接近,用一次或两次杆部缩径达到螺坯尺寸。
对中碳钢、合金钢而言,在材料改制中用球化退火来改善钢材的冷镦塑性,用磷化、皂化处理来保证钢材的表面润滑,使之变形中尽可能减少摩擦。
另外在模具上增加强韧性,使它承受复杂的变形中有刚性,又有足够的韧性和耐磨性。
2.1。
5 冷镦工艺中力的计算方法
2.1.5.1 冷镦力
冷镦力是确定工艺参数、设计模具、设计冷镦机和专用设备选型的主要依据。
决定冷镦力大小的因素较多,主要有以下几个方面:
a .金属的机械性能
冷镦力随材料强度、硬度的增加而增加。
b .工件形状、变形程度
冷镦力随工件变形量的增加而增加。
c .摩擦
由于模具和工件间的接触面有摩擦力,不同程度地改变了作用力的方向和大小,从而产生对冷镦力的影响.
d .工模具形状
工模具形状的不同,造成金属在各方向流动阻力的差异,从而影响冷镦力。
2。
1。
5。
2 冷镦力的计算方法
常用的冷镦力的计算公式有:
a .经验公式
P=K бt·F(公斤) (公式36-8)
式中F ——工件镦锻终止时的投影面积(mm2)
K ——头部形状复杂系数,按图36-11选择.
对六角头螺栓一般选K=2.0~2.4
бt ——考虑冷作硬化后的变形阻力,可由下式计算: бt (kg/mm2) (公式36—9) o n b F F l σ=
式中 бb ——钢材抗拉强度极限(kg/mm2) Fo-—镦锻前坯料断面积(mm2)
b .近似理论推导的计算公式
在考虑影响冷镦力大小的主要因素的基础上,并根据经验进行修正,得出如下的冷镦力计算公式:
(公式36-10)
式中 d —-镦锻后工件头部最大直径(mm ) h-—镦锻后工件头部高度(mm ) F ——工件头部投影面积(mm2)
Z ——变形系数 n —-工具形状系数
α-—工件变形部分形状系数 μ—-摩擦系数
Z 、n 、α、μ可按表36-2选取
表36--2 冷镦力计算系数 б
b(N/mm2) Z 变形系数
n 工具形状系数 α冷镦部分形状系
数 μ摩擦系数
牌号 数值 工
序
形状 系数 凹陷 棱角 系数
条件 系数 面 润滑 系数 10 340 预 简单 1.0~2 无 无 1.0
圆柱形
1。
3 研磨 石墨 0.05~0。
10 20 420 精 简单
1。
2~
1。
5
有
无 1。
75~2。
0 正方形 六角形 2。
0 研磨
无
0.1~0。
15 25 460 精 复杂 1.5~1.8 有 有 2.5 矩形
2.5
精加工
0。
15~0。
2 30 500
非对称形
复杂形
2.5~
3.0 粗加工
0.20~0。
30
就计算的精确度而言,第二个公式比第一个公式计算结果要精确一些,但计算不如经验公式简单,一般常采用经验公式计算,最后预以修正。
()N F
h d n Z P b ⎪⎭⎫ ⎝⎛
+⋅⋅=41αμσ
2。
1.5.3 辅助工艺力的计算方法
1.剪切力的计算
冷镦过程中,坯料的切断、头部切边、螺母冲孔等,都是使一部分材料从基体中冲、切开来.影响剪切力大小的主要因素有钢材机械性能、剪切面面积。
其它如上、下切刀板的间隙、切刀刃口的锋利程度等对剪切也发生影响,但计算中忽略不计。
实际生产中,由于刀板刃口的磨损、刀板间间隙大小,都会引致剪切力增加。
a.毛坯切断力的计算
P剪=F·τ(N)(公式36—11)
式中F——坯料剪切面面积(mm2)
τ-—钢材抗剪强度
表36-3列出了常用钢材的抗剪强度。
表36—3 常用材料剪切加工一般所采用的间隙和τ值
b.切边力的计算公式
P切=LHτ(N)(公式36-12)
式中L—-切边周长(mm)
H——切边高度(mm)
c.螺母冲孔力的计算公式
式中: d——冲孔直径(mm)
h--冲孔连皮厚度(mm)
(注:冲孔连皮是指螺母坯料冲孔时,需要冲出的铁豆厚度,它小于螺母的高度。
)2.缩径力的计算
冷镦螺栓一般都采用粗径线材缩径工艺,即将大于螺纹外径的线材,经过一次或两次缩径,达到搓制螺纹坯料的尺寸.就缩径而言,实际是一个正挤压,可应用正挤压实心件的计算公式:
P=p·F(N) (公式36—14)
式中:P——单位挤压力(N/mm2)
F-—缩径前杆部截面积(mm2)
P可根据含碳量不同,变形程度ε不超过30%时,可取P=600~900N/mm2。
2.1.5。
4 顶料力
螺栓在冷镦成形中的预镦、精镦、缩径、切边,螺母在镦球、压型等过程中,都需要将所镦锻的坯件从凹模中推出,需要一定的顶料力。
影响顶料力大小的主要因素有:钢材种类、工件轮廓形状、尺寸大小、模腔接触表面的粗糙度、润滑等。
在正常情况下,一般顶料力不大,当工件与凹模接触面产生“粘滞”,摩擦力将大大增加,还有螺母球在凹模中产生重料(两个螺母球坯),顶料力就会成倍增加,严重时还会损坏模具,影响机器运转。
所以自动冷镦机的顶料机构一般都有与主机联锁的保险装置,一旦顶料出现故障,能自动停车。
顶料力的计算主要用于校核顶料机械中顶料杆、顶料凸轮的强度.
a 凹模顶料力
PT=бt·F(N)(公式36—15)
式中бt-—单位面积上的顶料力.经验数据бt=500~600N/mm2
F——冷镦工件杆部断面积mm2,冷镦螺母取相应的坯件的投影面积mm2
b 切边顶料力
PT=P·Kt(N)(公式36-16)
式中P-—切边力(N)
Kt—-系数
头部高度<5,Kt=0。
1~0.12
头部高度≥5,Kt=0.12~0.15
2。
2 冷镦工艺中工序、工位变形形状的分析
紧固件产品的冷镦(压),由压力机、自动冷镦机来完成。
分序冷压、单工位、多工位冷镦中,上序或上工位镦(压)的半成品形状,直接影响着下序或下一工位的成形.因此,在合理分配变形比的基础上如何确定正确的变形形状,对以后的变形以及产品质量都有着直接关系。
2.2。
1 杆状紧固件的冷镦(压)工艺
杆状紧固件冷镦(压)加工,应考虑各工序(工位)的有关参数。
主要参数有镦锻比,Lo、do分别为毛坯镦锻部分的原始长度和原始直径;D、H分别表示镦锻后工件的直径和高度,参见图36-7。
Lo/do是衡量毛坯镦粗变形的纵向稳定性,即毛坯镦粗部分在镦粗时的抗纵向弯曲能力。
Lo/do的值越小,越有利于头部的镦锻成形;Lo/do的值过大时,毛坯镦锻部分产生纵向弯曲。
影响坯件镦粗变形的纵向稳定性除Lo/do的值以外,还有其他因素。
无论是自动冷镦机,还是切料机,无论是刀板切料,还是套筒刀切料,坯件的切断面都不能与其轴心线垂直,应有一个1°~5°角的倾斜。
这样在冷镦(压)时,初冲对坯件的着力点不在中心,而会出现偏心,使坯件受力不均,从而产生变形不均,导致头部成形时因纵向弯曲而出现折迭。
对于切断面倾斜角小的,变形中产生的纵向弯曲不明显,不至于达到影响头部质量的程度。
在冷镦(压)工艺中,在切断以后,安排一个坯件整形,其主要目的就在于此。
此外,初冲型腔的底端是对坯件施加镦锻力的传递面,如果中心偏移,合力的作用中心势必产生偏移,同样道理,也是影响产生纵向弯曲的因素。
在初冲中采取带弹簧的顶杆(参见图36-13),就可缓解这种影响。
其它如机床的运行精度、操作者对工装安装调整水平也对初冲成形有影响.。