冷镦成型工艺设计、螺栓

目录

1.形状、尺寸

2. 坯料准备

3. 自动锻压机的型号

4. 凹模孔的直径

5. 滚压螺纹坯径尺寸的确定

6. 送料滚轮设计

7. 切料模

8. 送料与切料时常见的缺陷、产生的原因

9. 初镦

10. 终镦冲模

11. 镦锻凹模

12. 减径模

13. 切边

14. 常用模具材料及硬度要求

15. 冷成形工艺对原材料的要求

16. 切边时容易出现的缺陷、产生原因

17. 化学成份对材料冷成形性能的影响

18. SP.360设备参数

19. 台湾设备参数

20. 台湾搓丝机参数

21. 国内搓丝机、滚丝机参数

22. YC－420、YC－530滚丝机参数

23. 磨床参数

24. 单位换算

25. 钻床参数

形状、尺寸：

1.圆角半径――取直径的1/20～1/5。冷锻时圆角过大反而难锻造。

2.镦粗头部和法兰部尺寸――头部或法兰部体积V在2D3（D为坯

料直径）以下时用单击镦锻机，3.5D3以下时可用双击镦锻机加工，而不会产生纵向弯曲。如V为4.7D3必须经三道镦粗工序。这部分的直径D1，（镦粗后直径）对于C<0.2％的碳素钢，不经中间退火能够镦粗到2.5D。超过上述范围必须中间退火。侧面尺寸由于难以控制，公差要尽可能放宽。

3.镦粗部分的形状――头部或头下部的高度比直径大时，侧壁上向

上和向下设置2°左右的锥度，使材料填充良好。球形头部顶上允许设计成小平面。

4.挤压件坯料和挤出部分断面积之比A0/A1，即挤压比R，对S10C、

BSW1的实心、空心正挤压件，如在5～10以下，对反挤压杯形件，如在1.3～4间，能够一次成形。自由挤压件的R如在1.25～

1.4以下，能经一道工序加工。杯形件反挤压时的冲头压力，当R

约为1.7时最小。

5.挤压件断面变化部分的锥度如图1，但对于变形抗力高的材料，从

模具强度上考虑，α（度）要取较大值。

挤压比

制件形状

1.25 2 4 50

棒、管正挤压件反挤压杯形件10～20

60～90

30～45

60～90

45～60

75～90

75～90

75～90

6.反挤压杯形件的侧壁高度――侧壁高度H和冲头直径d的比H/d，

对S10C、BSW1如在2～3以下，对更硬的材料如在1～2以下，均可一次成形。

7.凹穴的尺寸和位置――在材料的集中部分附加的凹穴深度取小于

直径，只有一个凹穴时，必须布置在制件的对称中心。

8.底、法兰、幅板的厚度――厚度和直径之比T/D对S10C、BSW1

如在1/10以上，可一次加工成形。比上述界限薄时，沿材料流动方向设置3°～5°斜度使厚度逐渐增加。

9.尺寸公差――虽尽可能松些为好，如需标注，选取与一般能够得

到的精度相符合的公差。

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