冷镦挤压成型工艺
冷镦成型工艺
冷镦成型工艺 Document number：PBGCG-0857-BTDO-0089-PTT1998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。
冷镦成型工艺
紧固件冷镦成型工艺紧固件成型工艺中,冷镦(挤)技术就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,使金属在预定得模具内成形,这种方法通常叫冷镦。
实际上,任何紧固件得成形,不单就是冷镦一种变形方式能实现得,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,生产中对冷镦得叫法,只就是一种习惯性叫法,更确切地说,应该叫做冷镦(挤)。
冷镦(挤)得优点很多,它适用于紧固件得大批量生产。
它得主要优点概括为以下几个方面:a。
钢材利用率高。
冷镦(挤)就是一种少、无切削加工方法,如加工杆类得六角头螺栓、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,它得利用率可高达85％～95％,仅就是料头、料尾及切六角头边得一些工艺消耗、b、生产率高。
与通用得切削加工相比,冷镦(挤)成型效率要高出几十倍以上、ｃ。
机械性能好、冷镦(挤)方法加工得零件,由于金属纤维未被切断,因此强度要比切削加工得优越得多、d.适于自动化生产。
适宜冷镦(挤)方法生产得紧固件(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,也就是大批量生产得主要方法。
总之,冷镦(挤)方法加工紧固件、异形件就是一种综合经济效益相当高得加工方法,就是紧固件行业中普遍采用得加工方法,也就是一种在国内、外广为利用、很有发展得先进加工方法、因此,如何充分利用、提高金属得塑性、掌握金属塑性变形得机理、研制出科学合理得紧固件冷镦(挤)加工工艺,就是本章得目得与宗旨所在。
1ﻩ金属变形得基本概念1.1变形变形就是指金属受力(外力、内力)时,在保持自己完整性得条件下,组成本身得细小微粒得相对位移得总与。
１．１.1 变形得种类ａ.弹性变形金属受外力作用发生了变形,当外力去掉后,恢复原来形状与尺寸得能力,这种变形称为弹性变形。
弹性得好坏就是通过弹性极限、比例极限来衡量得。
冷镦基础知识和工艺分析
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。
1.2.3 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。
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。
冷镦（挤压）成型工艺
主讲人：程从志
Hale Waihona Puke 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。
冷镦挤变形工艺冷镦工艺与模具设计
ε =(H0-H1)/H0×100% 式中 H0 —圆柱形试样原始高度；
H1 —试样压缩后在侧表面出现第一条肉眼可见的裂纹时的 试样高度；
变形抗力 (N/mm2)
形过程中,随着变形的增大,由于冷作硬化 作用使金属的硬度和强度随之增大，
电工纯铁
变形抗力也大大增加，而塑性却有所降
低，这将给后道工序带来变形的困难。
金属材料冷作硬化后实际变形抗力如 图1.1-1所示
变形程度 ε(%)
图1.1-1
材料的含碳量越高，其变形抗力越大。所以，在冷加工过程中需适当增加 中间热处理工序，以消除冷作硬化和内应力。否则，继续冷镦加工将是困 难的。
对冷镦用钢的要求: 力学性能的要求 化学成分的要求
金相组织的要求— 一般认为1~4级为粗晶粒，5~8为细晶粒。粗晶粒
材料的冷作硬化敏感性比细晶粒的要大，塑性比细晶粒的要差，适合 冷镦晶粒度以4、5、6级为宜。 材料表面质量的要求 — 钢材表面的缺陷 、表面脱碳。 尺寸精度要求 表面润滑要求
冷镦材料的改制过程
δ= (L1-L0)/L0×100%
式中 L0 — 拉伸试样原始标距长度； L1 —拉伸试样破断后标距长度；
Ψ=(A0-A1)/A0×100%
式中 Ao — 拉伸试样原始截面积； A1 —拉伸试样破断处的截面积；
因此，伸长率和断面收缩率数值越大，表示塑性越好。良 好的塑性材料，有利于进行断压、冷冲、冷镦锻和冷拉拔等成 型工艺。 原则上说，这两个塑性指标，都只能表示材料在单向拉伸条件 下的塑性变形能力。
冷镦知识和工艺讲解课件
• 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。
PPT学习交流
6
• 1.1.3 影响金属塑性及变形抗力的主要因素
• 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PPT而学习使交在流 与纤维垂直的横向上的机械指
• (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：
•
Lk Lo Lo
10% 0（公式36-1）
Fo Fk 10% 0 （公式36-2）
Fo
• 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。
冷镦（挤压）成型工艺
PPT学习交流
1
• 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：
冷镦挤压成型工艺
冷镦挤压成型工艺冷镦挤压成型工艺是一种常见的金属加工方法，主要用于生产各种螺纹和复杂形状的零件。
相较于其他成型工艺，冷镦挤压具有高效、快速、精密等特点，因此在工业生产中被广泛应用。
首先，冷镦挤压工艺需要一台冷镦挤压机。
该机器由一对相互作用的滚轮组成，将金属工件放置在两个滚轮之间进行轴向挤压。
通过调整滚轮的位置和形状，可以实现对工件的不同形状和尺寸的加工。
其次，在具体的工艺过程中，首先将原料金属切割成合适长度。
然后将金属工件放置在冷镦挤压机的进料装置上，通过驱动装置将工件送入挤压机的滚轮区域。
滚轮以高速旋转，对金属工件进行挤压变形。
在挤压过程中，由于工件的镦头被滚轮挤压，金属会沿轴向流动，形成所需的形状。
这个过程中会释放出大量的热量，为了避免过热，需要应用切削液或者冷却装置来冷却工件和滚轮。
同时，适当的润滑剂也需要应用在滚轮表面，以减少摩擦力和磨损。
最后，完成挤压后的工件需要进行后续加工。
通常会进行修整、退火和表面处理等步骤，以达到所需的尺寸、硬度和外观要求。
冷镦挤压成型工艺具有多种优点。
首先，与热镦挤压相比，冷镦挤压不需要加热和冷却的时间，节省了生产时间和能源消耗。
其次，冷镦挤压可以制造出精密的螺纹和零件，尺寸精度高，形状复杂。
此外，冷镦挤压还可以大量生产相同或不同尺寸和形状的工件，提高了生产效率和产品的一致性。
总之，冷镦挤压成型工艺是一种高效、快速、精密的金属加工方法，广泛应用于各个工业领域。
它不仅可以满足不同形状和尺寸的零件需求，还可以提高生产效率和产品质量。
随着科技的不断进步，冷镦挤压工艺将会不断发展和改进，为工业生产带来更多的便利和效益。
冷镦挤压成型工艺是一种常见的金属加工方法，主要用于生产各种螺纹和复杂形状的零件。
相较于其他成型工艺，冷镦挤压具有高效、快速、精密等特点，因此在工业生产中被广泛应用。
冷镦挤压工艺的应用范围非常广泛，适用于包括汽车、电子、航空航天、建筑等行业中的很多产品制造。
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。
冷镦(挤压)工艺中主要工模具概要
1.2.3 初镦冲头 初镦冲头又称初冲，用于双击自动冷镦或两次以上的镦锻工艺。 初镦冲头，主要是锥形工作模腔的设计。主要工艺尺寸参数由变形工 艺及计算 公式确定。常用的初镦冲头型式与尺寸及技术要求,如表36-24(1),(2) 所示。 1.2.4 终镦冲头 终镦冲头又称光冲，用于双击自动冷镦机和多工位自动冷镦机。 型式与尺寸及技术要求,如表36-25所示。 1.2.5 冲裁模 1.2.5.1. 切边模 切边模适用于多工位自动冷镦机、自动切边机、冲床等专用设 备。常用切边模的型式与尺寸及技术要求,如表36-26所示。 切边模的刃口厚度尺寸h很重要。h过大,切边时易啃模,使模具断裂,顶 针顶料时费劲,易折断,同时产品的切面s也粗糙,螺栓杆部容易弯曲;h 大小,使产品的s面切的不平,呈波浪形。一般坯料材质较软,h宜取小, 材质较硬h宜取大。
1.2.2 切料模具 a. 切料模 切料模又称割模，如图36-57所示。孔径d的选择可按公式36-29计算： d=d材max+(0.05～0.1)mm （公式36-29） 式中： d材max——线材最大直径,mm。
切料模进料端有30°喇叭口，使线材端部容易通过。切料模刃口容易 磨损，可选用合金工具钢或高速工具钢制造，热处理硬度60～62 HRC。为提高切料模使用寿命，切料模可镶硬质合金。常用的A型及 B型切料模型式与尺寸及技术要求, 您表36-18及表36-19。
ห้องสมุดไป่ตู้
成型模片的型腔应制有0°10′～0°15′的出模斜度，多边成型模片的 棱角处，要以圆角过度，防止应力集中损坏模具。 与直孔模芯镶配使用的成型模片，在两者结合处应制有排气槽，以便 金属流动时充满模腔。 4.2 下模设计原则 由于下模承受坯件的变形力较大，多数情况下，它既要承受压应力， 又要承受轴向拉应力、径向拉应力等多种应力，受力情况复杂。因此 下模的使用寿命是生产合格产品，保证设备正常开动的关键。如何提 高下模的使用寿命，是工模具设计者要考虑的首要问题。用普通材料 制成的整体式下模是不可能达到高寿命的。因此，设计者常从模具结 构、选用材料及处理工艺上着手考虑。 下模类模具的设计原则主要有以下几个方面： a.以组合式下模代替整体式下模。设计组合式下模时，其组合原则应 从应力集中处着眼，遵循“未裂先分”的原则，使模具从结构上就消 除了应力集中区； b.模芯材料选用具有较高碳化物的、耐磨性好的，并且有一定韧性的 材料，如YG20C； c.模芯用的中套、外套选用强度较高的材料，如60Si2Mn、5CrNiMo 等，中套与外套过盈压配。
冷镦工艺介绍
冷镦工艺介绍
冷镦是一种金属成形加工技术，也称为冷挤压。
它是一种通过加压来改变金属截面形状的方法，通常应用于制造螺栓、螺钉、螺母和其他紧固件等产品。
冷镦工艺的主要过程包括：
1. 材料准备：选择适当的金属材料，并进行表面处理，以确保其表面平整和清洁。
2. 冷挤压：将金属材料放到冷挤压机中，通过挤压头施加压力，在压力的作用下，金属材料被压缩，经过变形和扭曲，最终形成所需的形状。
3. 冷拉伸：在冷挤压完成后，金属材料经过冷拉伸以进一步增加其强度。
4. 切割：将冷挤压成型的金属材料切割成所需的长度。
冷镦工艺具有高效、精度高、成本低的优点。
与传统的热镦和锻造技术相比，冷镦技术不需要加热金属材料，因此能够减少能源消耗和环境污染。
此外，冷镦还可以在生产过程中避免金属材料的氧化和退火现象，从而提高了制品质量和性能。
总之，冷镦工艺是一种重要的金属成形加工技术，广泛应用于各种工业领域，特别是在紧固件制造领域。
- 1 -。
冷镦基础知识和工艺分析
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。 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。 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， 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， 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。 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， 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。 所示。 三个为平面主应力图，两个为单向主应力图，如图 所示
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。 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。 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： 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， 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。 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， 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 实际上是很脆的。 塑性就降低。如化合物 实际上是很脆的 成分的增加也会降低钢的塑性。 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， 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（ 均降低。在冷变形时， 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 бs大约增加 kg/mm2。 ??) 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， 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。 硫在钢中是有害的杂质， 数降低。所以硫在钢中是有害的杂质，含量愈少愈好。
冷镦成型工艺
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。
冷镦挤压成型工艺课件
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?21冷镦挤工艺基本概念?211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力加方法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
冷镦（挤压）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：
冷镦知识和工艺讲解
d （公式36-4） W 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 dt
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。
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。
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。
1.1.3 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。
冷镦成型工艺
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。
冷镦知识和工艺讲解
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
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。
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。
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。
冷镦加工工艺难点分析
10
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
数降低。所以硫在钢中是有害的杂质，含量愈少愈好。
7
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。 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:
3
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
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
冷镦加工工艺难点分析
5
(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:
c
Ho Hk Ho
10% 0（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。
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。
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。
4
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
d （公式36-4）
不W应将变dt 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。
- 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)。
冷镦挤压成型工艺
简介
冷镦挤压成型工艺是一种常用的金属加工技术，通过将金属材料置于镦头和模具之间，施加高压力并应用冷加工原理使材料在有限空间内变形，从而实现所需的形状和尺寸。
本文将介绍冷镦挤压成型工艺的原理、主要应用领域以及一些注意事项。
工艺原理
冷镦挤压成型工艺主要通过镦头和模具对金属材料施加高压力来实现金属的塑性变形。
镦头和模具的形状和尺寸可以根据需要进行设计。
一般来说，镦头上有一个凸起的部分，即挤压面或挤出口，而模具中有一个配合的凹槽。
在挤压过程中，金属材料被挤压进模具中，经过塑性变形后得到所需的形状。
冷镦挤压成型工艺采用冷加工原理，即在常温下进行。
相较于热镦挤压，冷镦挤压不需要将材料加热至较高温度，因此能够节约能源并提高生产效率。
此外，冷镦挤压还能够改善金属材料的强度和硬度，提高产品的精度和表面质量。
应用领域
冷镦挤压成型工艺广泛应用于各个行业和领域，特别是在汽车、航空航天、家电、建筑、电子等领域中。
下面介绍一些典型的应用场景：
螺栓和螺母
螺栓和螺母是冷镦挤压成型工艺的常见应用之一。
通过冷镦挤压，能够将原材料材料经过挤压、滚压等工艺进行成型，最终得到需要的螺纹形状，提高了产品的强度和耐久性。
零件组件
冷镦挤压还可用于制造各种零件和组件，如汽车发动机零件、电动工具零件、自行车零件等。
通过冷镦挤压工艺，可以实现对材料形状和尺寸的精确控制，从而满足产品的功能和美观要求。
金属管材
冷镦挤压也可以用于制造金属管材。
通过挤压变形，能够提高金属管材的强度和硬度，同时改善内外表面的光洁度和精度，提高管材的使用性能。
注意事项
在进行冷镦挤压成型工艺时，需要注意以下几点：
1.材料选择：合理选择适合冷镦挤压的金属材料，如低碳钢、不锈钢、
黄铜等。
不同材料的挤压性能不同，需要根据产品的要求进行选择。
2.模具设计：模具的设计必须充分考虑产品的形状和尺寸，并结合材
料的性能特点进行合理设计。
模具的质量直接影响到产品的质量和成形效果。
3.工艺参数：挤压压力、挤压速度、冷却方式等工艺参数需要进行合
理设置。
不同产品和材料需要不同的工艺参数，需要通过实验和经验进行确定。
4.模具维护：模具使用一段时间后会出现磨损和损坏，需要定期进行
维护和更换。
及时维护可以保证产品的质量和生产效率。
5.安全操作：在进行冷镦挤压成型工艺时，必须严格遵守操作规程，
佩戴好相关的安全装备，确保操作人员的安全。
结论
冷镦挤压成型工艺是一种常用的金属加工技术，具有节能高效、改善材料性能
和提高产品质量的优势。
在实际应用中，需要合理选择材料、设计模具、设置工艺参数，并注意模具的维护和操作人员的安全。
通过合理应用冷镦挤压成型工艺，能够满足不同行业和领域对金属制品的需求，并提高产品的竞争力。