冷镦机的加工工艺
冷镦工艺讲解
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：
不W应将d变dt形速（度公与式变3形6-4工）具的运动速度混为一谈，也应将变形速度与
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2 金属冷镦（挤）工艺
2.1 冷镦（挤）工艺基本概念
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。
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。
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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：
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。
冷镦知识和工艺讲解
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。
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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。
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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：
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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：
冷镦机工作原理
冷镦机工作原理
冷镦机是一种用于加工金属材料的机械设备，其工作原理如下：
1. 预处理：首先，将原材料 (例如钢线材) 放入冷镦机的进料
装置中。
进料装置会将材料送入机器的响应位置，准备进行加工。
2. 压制：在工作过程中，冷镦机的主轴会以高速旋转。
当材料到达工作位置时，主轴上的多个模具会同时向材料施加压力，形成冷挤压作用。
3. 冷却：在挤压过程中，由于材料受到极大的压力和摩擦力，会产生高温。
为了避免材料因过热而变形或损坏，冷镦机通常会配备冷却系统。
冷却系统会通过喷淋或浸泡等方式，将冷却液或水喷洒在加工区域，快速冷却材料。
4. 成品收集：经过冷挤压和冷却处理后，材料会按照模具的形状和尺寸逐渐变形成所需的产品。
成品会通过由冷镦机设计的排料装置传送到收集区域，方便后续操作。
总的来说，冷镦机通过旋转主轴、施加压力和冷却处理等多个步骤，将原材料加工成所需的形状和尺寸，常用于生产螺栓、螺钉、销子等金属紧固件。
紧固件冷镦成型工艺，一文搞懂！
紧固件冷镦成型工艺，一文搞懂！编者按紧固件成型工艺中，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。
今天我们来全面了解一下紧固件冷镦成型工艺。
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，是研究的目的和宗旨所在。
一、金属变形的基本概念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 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。
冷镦工艺讲解
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。
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。
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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。
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。
冷镦知识和工艺讲解
冷镦知识和工艺讲解1. 引言冷镦是一种常见的金属加工工艺，广泛应用于制造业中。
本文将介绍冷镦的基本知识和工艺讲解，包括工艺流程、设备、材料要求和优缺点等方面的内容。
2. 冷镦的基本概念冷镦是一种通过将金属坯料加热至适当温度，然后在冷态下进行镦制的金属加工方法。
它能够通过变形加工来改变金属材料的形状和大小。
冷镦的工艺非常灵活，可以生产各种形状的零部件，如螺栓、螺母、螺柱等。
3. 冷镦的工艺流程冷镦的工艺流程一般包括以下几个步骤：3.1 材料准备首先需要准备金属坯料，一般使用钢材或铜材制作。
材料的选择要根据具体产品的要求来确定，包括物理性质、化学成分和机械性能等。
3.2 加热处理金属坯料需要进行加热处理，以提高其可塑性和变形能力。
常用的加热方法包括电阻加热、感应加热和火焰加热等。
3.3 冷镦成型加热后的金属坯料送入冷镦机进行成型。
冷镦机是一种特殊的加工设备，通过压力和模具的作用，将金属坯料逐渐变形为所需形状。
3.4 后处理成型后的零件还需要进行后处理，包括清洗、去毛刺、抛光等步骤。
这些步骤可以提高零件的表面质量和尺寸精度。
3.5 检验和包装最后，对零件进行检验，确保其质量符合要求。
合格的零件经过包装后，可以进行销售或者下一道工序的加工。
4. 冷镦的设备冷镦机是冷镦过程中最重要的设备，它通常由下列部分组成：•送料装置：用于将金属坯料送入冷镦机，保持均匀的进料速度。
•压力机构：通过压力使金属坯料变形，完成冷镦过程。
•模具：冷镦模具决定了最终产品的形状和尺寸精度。
•冷却装置：用于冷却金属零件，防止变形和表面质量不良。
5. 冷镦材料的要求冷镦的材料要求主要包括以下几个方面：5.1 可镦性金属材料的可镦性是指其在冷态下的变形能力。
优秀的可镦性意味着材料容易变形，而不容易断裂。
一般来说，钢材的可镦性比较好，常用于冷镦加工。
5.2 易切削性金属材料的易切削性是指其在冷镦过程中，容易切断和形成所需形状。
易切削性好的材料在加工过程中能够减少切削力和模具磨损，提高生产效率和产品的质量。
冷镦工艺讲解
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。
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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。
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。
紧固件冷镦工艺详解
冷镦：就是利用金属的塑性，采用冷态力学进行施压或冷拔,达到金属固态变形的目的。
(基本定义)在室温下把棒材或线材的顶部加粗的锻造成形方法.冷镦主要用於制造螺栓、螺母、铁钉、铆钉和钢球等零件.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80～90％。
冷镦多在专用的冷镦机上进行，便於实现连续、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件/分以上，最大冷镦工件的直径为48毫米。
冷镦螺栓工序示意图为冷镦螺栓的典型工序.多工位螺母自动冷镦机为多工位螺母自动冷镦机。
棒料由送料机构自动送进一定长度，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成形。
冷镦是指原材料在常温下进行冲压，热镦是指原材料在经过加温后进行冲压，具体的用途没有特别的要求，一般情况下都要求用冷镦，因为这样的表面光洁度，材料的组织成份会比较紧密些,还有就是较大的工件常采用热镦加工。
锻造头部，也叫热墩，把头部加热烧红，挤压成型;螺丝的六角头是墩出来的吗？绝大多数是墩出来的,因为这样可以节省材料.根据墩锻机吨位大小和螺栓直径，可以采用冷墩或热墩工艺。
小批量的专用或特殊螺栓的六角头是车削后铣成的.丝又是怎样制出的?单件小批量可以用板牙套丝、车床挑丝、旋风铣铣制等方法。
大批量生产中常采用搓丝机搓丝、滚丝机滚丝的方法，效率很高。
因为螺栓杆成形方法有冷拔和缩径，所以这种螺栓的没有螺纹的部分直径不一定略小。
采用冷拔时，略小；采用缩径时，可以与螺纹等径或稍大.螺栓整个是压铸造的吗？如果螺栓材料为铝合金、锌合金、铜合金等低熔点的合金或金属，也可以采用压铸成型的方法。
钢制的不采用压铸制造。
螺栓的六角头的成形不能一概而论，有冷墩的、有热墩的、有镦后直接出成品的，也有镦后再机加工的，也有全部机加工的。
镦制的螺栓头部是有加工痕迹的，在根部有模具的夹具痕迹。
t型螺栓冷镦工艺
T型螺栓冷镦工艺介绍T型螺栓是一种常用的紧固件，广泛应用于机械设备和建筑工程中。
冷镦工艺是一种常用的金属成型工艺，用于制造高精度和强度的紧固件。
本文将详细介绍T型螺栓冷镦工艺，包括工艺原理、工艺流程和优点等方面。
工艺原理冷镦是一种通过施加外力迫使金属材料沿着螺旋线形成拉伸和压缩变形的工艺。
冷镦工艺主要包括两个步骤：切断和成形。
在切断阶段，金属材料被切割成一段长度，通常比成品螺栓要长。
在成形阶段，切断的金属材料被放置在模具中，通过旋转和应用压力来逐渐将其形成为T型螺栓的形状。
工艺流程下面是T型螺栓冷镦工艺的一般流程：1.原料准备：选用合适的材料，并根据设计要求切割成合适长度的工件。
2.加热处理：将工件加热至适当温度，通常用于提高材料的可塑性和降低成形难度。
3.切断：通过切断机对加热过的工件进行切断，得到比最终产品稍长的工件。
4.配置模具：根据设计要求，选择合适的模具形状，并安装在冷镦机上。
5.成形：将切断的工件放置在模具中，通过旋转和应用压力来逐渐将其形成为T型螺栓的形状。
6.精加工：对冷镦后的产品进行去毛刺、抛光等精加工工序，以提高产品的精度和表面质量。
7.检验：对成品进行必要的尺寸和力学性能检验，确保其符合设计要求。
8.表面处理：根据需要，对T型螺栓进行镀锌、磷化等表面处理，提高其抗腐蚀性能。
9.包装和出货：对成品进行适当包装，并安排出货，以便运输和存储。
工艺优点T型螺栓冷镦工艺具有许多优点，使其成为制造高精度和强度紧固件的理想选择。
•高材料利用率：冷镦工艺能够最大限度地减少原材料的浪费，提高材料的利用率。
•高生产效率：冷镦工艺可以通过批量生产来快速制造大量的T型螺栓，提高生产效率。
•优良的力学性能：通过冷镦工艺制造的T型螺栓具有较高的强度和韧性，可以满足各种工程需求。
•节能环保：相比于传统热镦工艺，冷镦工艺不需要高温加热，因此能够减少能源消耗和环境污染。
•产品一致性：冷镦工艺具有良好的重复性和一致性，可以保证批量生产的T 型螺栓在尺寸和性能上的稳定性。
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。
冷镦工艺概述
冷镦工艺概述冷镦工艺对于大批量生产的汽车紧固件、摩托车、自行车、家电上的异形的自动化生产是必不可少的制造方法，同切削加工能工相比，金属纤维(金属流线)沿产品形状呈连续状，晶粒无断开，因而提高了产品强度，特别是机械性优良，且节省了原材料。
随着环保呼声的日益高涨，紧固件也越业越重视环境问题。
因此，作为无切削成形的冷镦技术越来越追求高强度、高附加值。
本文列出近的来冷镦与冷挤压复合技术的发展动向。
1、拘束冲压外形与内孔边缘间距离小于板厚的冲孔，内径大于二分之一外径，高度是内径的1.5倍以上的冲孔，用拘束冲压效果较好。
由于外形与内孔边缘间距离较近，冲压冲针的力会影响外形，使外形的尺寸也产生变化。
为了防止外形尺寸产生变化，必须使这部分外形处于拘束状态。
由于拘束力的作用，冲压部分处于压应力状态，在这种冲裁压应力的状态下，取适当的间隙就能得到全是光亮带的冲压效果。
2、切挤成形通常，螺栓头部的成形采用冷镦塑性加工，切挤成形工艺比涨形工艺有更多的优点。
在切挤成形之前，毛坯必须进行整形，通过整形可得到符合工艺要求的毛坯。
毛坯尺寸大小必须加以重视，挤前的毛坯形状要根据零件的情况确定，采用有利于材料流动的毛坯形状。
若毛坯尺寸太大，即切挤余量太大，需要的切挤力就较大，容易造成切挤模具寿命降低，模具意外损坏的可能性加大，并且消耗原材料；切挤余量太小，切挤后零件容易掉角，形状不完整，得不到满意的外观质量。
模具结构重点在切挤膜的设计、加工方面，刃口工作尺寸最好控制在中下限，切挤模的角度要合适，刃口一定要经过研磨、抛光，粗糙度Ra0.025到Ra0.050μm，具有最高寿命。
3、拉深与锻压成形用冷挤压成形的凸起厚壁零件和拉深成形的杯状异形件合二为一，以板材为素材，利用拉深和压缩的复合成形方法而成形的紧固件，其成形特点是头部凸起的成形及壁厚增加。
4、局部成形镦压成形有两个概念，一是全体镦压，即对全体产品的端面都有作用力；二是局部镦压，即只在必要的部分有作用压力。
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。
冷镦工艺讲解
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。
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。
冷镦机工艺
冷镦机工艺冷镦机工艺是一种重要的金属加工工艺，它是通过冷镦机将金属材料压制成各种形状的零件。
冷镦机工艺具有高效、精度高、成本低等优点，被广泛应用于汽车、机械、电子等行业。
下面将从工艺流程、工艺特点、应用领域三个方面进行介绍。
一、工艺流程冷镦机工艺的主要流程包括原材料准备、切削、成型、退火、清洗、检验等环节。
首先，将金属材料切割成适当的长度，然后通过冷镦机进行成型。
在成型过程中，金属材料会受到强烈的压力和摩擦力，从而使其发生塑性变形，最终成为所需的零件形状。
接下来，对成型后的零件进行退火处理，以消除内部应力和提高材料的韧性。
最后，对零件进行清洗和检验，确保其质量符合要求。
二、工艺特点冷镦机工艺具有以下几个特点：1.高效：冷镦机工艺可以在短时间内完成大量的零件加工，提高生产效率。
2.精度高：冷镦机工艺可以制造出高精度、高质量的零件，满足各种精密加工要求。
3.成本低：冷镦机工艺可以节约原材料和能源，降低生产成本。
4.适用范围广：冷镦机工艺可以加工各种金属材料，适用于汽车、机械、电子等多个行业。
三、应用领域冷镦机工艺在汽车、机械、电子等行业中得到广泛应用。
在汽车行业中，冷镦机工艺可以制造出各种汽车零部件，如轴承、齿轮、销轴等。
在机械行业中，冷镦机工艺可以制造出各种机械零部件，如螺栓、螺母、销子等。
在电子行业中，冷镦机工艺可以制造出各种电子零部件，如连接器、插头等。
总之，冷镦机工艺是一种高效、精度高、成本低的金属加工工艺，被广泛应用于汽车、机械、电子等行业。
随着科技的不断发展，冷镦机工艺将会越来越成熟，为各行各业的发展提供更好的支持。
冷镦基础知识和工艺分析
Lk Lo 100% （公式36-1） Lo Fo Fk 100% （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。
(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：
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
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：
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。
Ho Hk c 100%（公式36-3） Ho
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。
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冷镦机的加工工艺、机构及其工作原理
冷镦机是以墩为主专门用来批量生产螺母螺栓等紧固件的专用设备。
本文从冷镦工艺、冷镦机机构及其工作原理全面解读螺丝打头冷镦机。
冷镦机是以墩为主专门用来批量生产螺母螺栓等紧固件的专用设备。
世界上最早的冷镦机源自于德国。
当时开发冷镦机的目的主要是为了二次大战时大量制造子弹壳。
打头机，又称为装扣机、包头机、扎头机。
最早是由台湾引进过来的。
现在已经普遍由国内生产。
打头机属于冷镦设备，一般用来制造螺栓、螺母、铁钉、铆钉和钢球等零件称为螺丝打头冷镦机。
螺丝打头冷镦机(图1)
冷镦工艺
(1)根据金属塑变理论，在常温下对金属坯料施加一定的压力，使之在模腔内产生塑变，按规定的形状和尺寸成型。
(2)必须选优质“塑变”良好的金属材料，如铆螺钢，其化学成分和机械性能有严格的标准。
(3)冷镦螺栓、螺母成型机械已有多型号、多系列的机种。
设备性能可靠、效率高、产品质量稳定。
(4)产品成型镦锻力大，配置动力在，设备一次投入大。
因此生产规格M24以下最为经济。
(5)有较好的表面质量，较高的尺寸精度。
因在镦锻过程中存在着冷作硬化，变形量不宜太大。
减少开裂。
(6)冷镦工艺适用范围于批量大、各类规格的产品，这样才能降低成本。
现代的冷镦机已经由过去的简单两工位增加至多工位目前国内较新的品种有5模6模6模加长型冷镦机。
自动冷镦机工作原理
就是利用金属的塑性，采用冷态力学进行施压或冷拔，达到金属固态变形的目的。
在室温下把棒材或线材的顶部加粗的锻造成形方法。
冷镦主要用於制造螺栓、螺母、铁钉、铆钉和钢球等零件。
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80～90%。
冷镦多在专用的冷镦机上进行，便於实现连续、多工位、自动化生产。
冷镦螺栓的典型工序(图2)
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件/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长度，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成形。
螺丝打头冷镦机结构图(图3)。