冷成型工艺及力的计算
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产生硬化的材料，其流动应力和变形量 有关。压缩（镦粗）时
• 对数变形量ε=lnF/F0=lnh/h0 • 相对变形量ψ=(h0 –h)/ h0=(F- F0)/F
• 在许多情况下可用下列公式进行计算：
• σs=0.9 σb(1+2ψ)
• σs=σb(1+1.6ψ) c.缩径力： p=σsq/(q-1)［(F/f)q-1-1］+4 σs* μl/d (F/f)q-1 • 式中q=(μ+tgα)/ ［(1- μ tgα) tgα ］ • l=缩径带宽度 • F=缩径前截面积 • f=缩径后截面积
冷成型工艺及力的计算
可使h0/d0增大到10， D/d0≤25。首先材料是退火 好的状态。
2、制造螺栓和阶梯轴采用镦粗及多次缩径工艺， 一次缩径的极限变形ε=0.36，缩细角2α≤30°多 次缩径的总极限为ε=0.96～1.36，第一次和第 二次缩径的极限为ε=0.28～0.35，第三次、第 四次ε=0.36～0.40。
3、计算镦击力：切断力可以忽略（参考设备说 明书）。在螺栓的成型过程中受力最大的应该 是头部镦粗力，当各工位载荷之间的对数变形 量小于0.45-0.6时，往往对σs会有影响，当各工 位载荷之间的变形量大时，采用多次于载荷不 会对流动应力产生影响。
a.切断力：P=Kpτf Kp=1.3-1.4，考虑切断刀及切料套筒切削刃结构
毛坯稳定性提高，但后面工序的失稳概 率可能会增大。第一位必须采用最佳锥 度的锥形冲模，不符合这种要求会在圆 柱体向锥体过渡的位置上形成环形褶皱。 在锥度大于20度时和圆柱体是非圆弧过 渡的情况下，按这种预成型变粗终锻时 会形成分度线，甚至会形成圆褶皱。当 锥角等于12 ° ～ 15 °时，锥形头部的 镦锻会获得良好的金属流动。
0 -0.05
φ14
0 -0.15
A 10. 9
φ25 min
+0.15
0.35
0 - 40 '
R1.4±0.2
φ 14-00.15
A放大
0 -0.35
• 冷成型工艺实例三
CQ34016
工序简图：
φ 17± 1
φ 24 φ 14.2
φ 14.2
1.2
0
1 4 . 8- 0 . 7 1
• 二位头部镦粗成型； 三位缩径； 四位切边
• 冷成型工艺实例二
• G:\相关图片与文件\调整图\115_1518.JPG相关 图片与文件\调整图\115_1518.JPG
工序简图：
0 -1
φ13.8
其余
17.32 3.7
18° A
φ19.3
73±0.5
+0.7 0
3
8.5 min
0.44
φ
12
.92
3、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。
如果锥腔角度缩小，第一镦锻工位的
状态、材料翘曲以及切削刃磨钝等因素的系数。
F—切口面积 τ切应力： τ= σb/√3
≈0.6 σb 因此，在确定切断力时，各公式都可以用σb取代
Kpτ。 b.镦粗、镦锻力：毛坯进行自由镦粗时的最大压
力
P= σs*(1+0.4μ√F/H)
• 式中F-零件的横截面积；H-零件的高度 • μ-带润滑材料的冷变形摩擦系数μ ≈0.1 • σs*（折算流动应力）=β σs • β=1--1.5(劳德系数) • σs--流动应力/真实应力；在塑性变形中
0.3
8.5min
φ
1
3
+ -
0 0
. .
3 2
φ 0.44
φ 14.2 φ 24
标 记 CA
φ 14.2
1.2 1
14.3
其 余 6.3
φ 16 80°
15 15.2
15
φ 23.5
φ 16
φ 22
φ 23.3
23.65
23.75
3
3
.
0 0
4-
2
26.75min
26.75min
26.75min
70 30 100
133.4
155.6
4、由所选用的材料的规格选用适当τ的设 备（这里要结合实际生产中设备的利用 情况）。
5、设计工艺变形， 根据镦锻比计算一位 阳模预成型模膛的几何形状，这里主要 是头部锥角角度及锥体长度，锥口直径， 锥口圆角等。如图：根据材料规格设计 一位阴模模膛尺寸，多数情况下模膛直 径尺寸应比材料规格大0.03-0.05，以保 证材料不被挤伤、刮伤、折叠等，并保 证阴模模腔壁不粘结金属。
冷成型工艺实例一
工序简图：
其余
20-00 23.17-00
120 -00
120 -00
120 -00
120 -00
一、设计思路：
1、根据功能图要求的机械性能等级确定材料。
2、计算镦制产品的用料重量（为生产、采购、 财务提供计划及成本核算） 、体积，计算出头 部用料，根据试选材料规格计算出镦锻比（长 径比），该镦锻比应以第二工位头部体积计算， 并加以修正，根据最终产品杆部尺寸确定材料 的规格。
• 对数变形量ε=lnF/F0=lnh/h0 • 相对变形量ψ=(h0 –h)/ h0=(F- F0)/F
• 在许多情况下可用下列公式进行计算：
• σs=0.9 σb(1+2ψ)
• σs=σb(1+1.6ψ) c.缩径力： p=σsq/(q-1)［(F/f)q-1-1］+4 σs* μl/d (F/f)q-1 • 式中q=(μ+tgα)/ ［(1- μ tgα) tgα ］ • l=缩径带宽度 • F=缩径前截面积 • f=缩径后截面积
冷成型工艺及力的计算
可使h0/d0增大到10， D/d0≤25。首先材料是退火 好的状态。
2、制造螺栓和阶梯轴采用镦粗及多次缩径工艺， 一次缩径的极限变形ε=0.36，缩细角2α≤30°多 次缩径的总极限为ε=0.96～1.36，第一次和第 二次缩径的极限为ε=0.28～0.35，第三次、第 四次ε=0.36～0.40。
3、计算镦击力：切断力可以忽略（参考设备说 明书）。在螺栓的成型过程中受力最大的应该 是头部镦粗力，当各工位载荷之间的对数变形 量小于0.45-0.6时，往往对σs会有影响，当各工 位载荷之间的变形量大时，采用多次于载荷不 会对流动应力产生影响。
a.切断力：P=Kpτf Kp=1.3-1.4，考虑切断刀及切料套筒切削刃结构
毛坯稳定性提高，但后面工序的失稳概 率可能会增大。第一位必须采用最佳锥 度的锥形冲模，不符合这种要求会在圆 柱体向锥体过渡的位置上形成环形褶皱。 在锥度大于20度时和圆柱体是非圆弧过 渡的情况下，按这种预成型变粗终锻时 会形成分度线，甚至会形成圆褶皱。当 锥角等于12 ° ～ 15 °时，锥形头部的 镦锻会获得良好的金属流动。
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• 冷成型工艺实例三
CQ34016
工序简图：
φ 17± 1
φ 24 φ 14.2
φ 14.2
1.2
0
1 4 . 8- 0 . 7 1
• 二位头部镦粗成型； 三位缩径； 四位切边
• 冷成型工艺实例二
• G:\相关图片与文件\调整图\115_1518.JPG相关 图片与文件\调整图\115_1518.JPG
工序简图：
0 -1
φ13.8
其余
17.32 3.7
18° A
φ19.3
73±0.5
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8.5 min
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3、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。
如果锥腔角度缩小，第一镦锻工位的
状态、材料翘曲以及切削刃磨钝等因素的系数。
F—切口面积 τ切应力： τ= σb/√3
≈0.6 σb 因此，在确定切断力时，各公式都可以用σb取代
Kpτ。 b.镦粗、镦锻力：毛坯进行自由镦粗时的最大压
力
P= σs*(1+0.4μ√F/H)
• 式中F-零件的横截面积；H-零件的高度 • μ-带润滑材料的冷变形摩擦系数μ ≈0.1 • σs*（折算流动应力）=β σs • β=1--1.5(劳德系数) • σs--流动应力/真实应力；在塑性变形中
0.3
8.5min
φ
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φ 14.2 φ 24
标 记 CA
φ 14.2
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其 余 6.3
φ 16 80°
15 15.2
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φ 23.5
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φ 22
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4、由所选用的材料的规格选用适当τ的设 备（这里要结合实际生产中设备的利用 情况）。
5、设计工艺变形， 根据镦锻比计算一位 阳模预成型模膛的几何形状，这里主要 是头部锥角角度及锥体长度，锥口直径， 锥口圆角等。如图：根据材料规格设计 一位阴模模膛尺寸，多数情况下模膛直 径尺寸应比材料规格大0.03-0.05，以保 证材料不被挤伤、刮伤、折叠等，并保 证阴模模腔壁不粘结金属。
冷成型工艺实例一
工序简图：
其余
20-00 23.17-00
120 -00
120 -00
120 -00
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一、设计思路：
1、根据功能图要求的机械性能等级确定材料。
2、计算镦制产品的用料重量（为生产、采购、 财务提供计划及成本核算） 、体积，计算出头 部用料，根据试选材料规格计算出镦锻比（长 径比），该镦锻比应以第二工位头部体积计算， 并加以修正，根据最终产品杆部尺寸确定材料 的规格。