冷镦挤变形工艺冷镦工艺与模具设计

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1、冷镦挤变形工艺冷挤压分类正挤压挤压时,金属流动的方向与凸模运动方向一致.反挤压挤压时,金属流动的方向与凸模运动方向相反致.复合挤压挤压时,金属同时朝凸模的运动方向和相反方向动.径向挤压镦挤法将轴向挤压和径向挤压联合的加工方法挤压时,金属流动方向垂直于凸模的运动方向.1.坯料变形区塑性好、变形抗力大。2.挤压件质量好、精度高、目前冷挤压件的尺寸公差可达到IT7，表面粗糙度Ra可达0.2~1.6μm冷挤压使金属产生加工硬化、内部组织致密、纤冷挤压的特点维沿零件轮廓分布，因而冷挤压件的强度、硬度刚度较高；耐磨性、抗腐蚀性、抗疲劳性均较好因此，可用一

2、般钢材制造的冷挤压代替贵重钢材3.劳动生产率高4.节约原材料、利用率可达70%~95%当前应用冷镦挤技术应解决的主要问题由于冷镦挤金属变形所需变形单位挤压力很大，且作用时间较长，所以当前冷镦挤技术的应用必须解决强大的变形抗力与模具承载能力的矛盾。为此，必须做到：设计合理的、工艺性良好的冷镦挤压件。恰到选择冷镦挤压件的原材料，正确确定坯料形状、尺寸及热处理规范，并应特别注意原材料的表面处理和润滑。制定合理的冷镦挤压工艺方案，合理选择冷镦挤压方式，适当控制冷镦挤压变形程度。采用有效措施解决模具的强度、刚度和寿命问题。如设计合理的模具总体结构，正确

3、确定模具工作零件的结构、几何参数及加工要求等。选用合适的冷镦设备。一、冷镦变形工艺一些基本概念金属变形的基本概念金属的结构一切金属的组织是由许多小晶体组成的，这些小晶体称为“晶粒”。常用冷镦材料的晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格。金属变形的基本概念金属材料在外力作用下，所引起尺寸和形状的变化称为“变形”。金属变形是由弹性变形和塑性变形所组成。所谓塑性—是指在外力作用下发生永久变形而不损伤其整体性能。许多零件在成型过程中要求材料有较好的塑性。在冷镦时零件有的部位变形量很大，如材料的塑性不好将会发生开裂。在工程中金属材料的塑性用

4、伸长率δ和断面收缩率ψ两个指标来表示，也就以此衡量材料的塑性。δ和ψ的数值可由下公式表示：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。镦粗试验在冷镦加工中常被采用。它是将试验材料制成圆柱形试样，高度Ho一般为直径Do的

5、1.5倍，然后在压力机或落锤上进行镦粗，直至试样表面出现第一条肉眼可见的裂纹为止，此时的压缩比ε即为塑性指标。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；试样裂纹的出现,是由于侧表面处附加拉应力作用的结果。工具与试样接触表面的摩擦力、散热条件、试样几何尺寸等因素，都会影响到附加拉应力的大小。因此，用镦粗法测定塑性指标时，为使所得结果可进行比较，必须制定相应的规程，说明试验条件。在冷镦生产中，常采用与工件变形条件相近的试验规程，以测定材料对于冷镦工艺的适合性。c.

6、塑性变形的基本定律在冷镦加工中广泛应用的塑性变形的基本定律是：体积不变定律和最小阻力定律。体积不变定律—冷镦加工时，变形前金属坯料的体积等于变形后工件的体积。最小阻力定律—金属受到外力作用发生塑性变形，金属晶粒有向各个不同方向移动的可能时，总是沿着阻里最小的方向移动。最小阻力定律应用很广泛，在设计冷镦模具时，怎样才能使金属流动阻力减小和合理地控制金属的流动，这是设计人员必须考虑的问题。变形力的简单计算冷镦加工与冷镦变形力有着密切的关系。冷镦变形力是确定工艺参数、模具设计、设备设计和选择设备的重要依据。在正常生产中，一般不需经常进行变形力的计算

7、，但对于非标零件与几何形状复杂零件加工时，为便于合理地选用设备、设计工艺和模具等，必要时需要进行变形力计算，所以必须掌握变形力的计算方法。一.冷镦变形力的影响因素冷镦变行力是根据镦锻金属的性质、变形度、镦锻体形状、摩擦及其它一些因素决定的。所以在计算之前必须要了解上述因素对变形力的影响。1.力学性能对变形力的影响强度和硬度较高的材料发生变形时,所需要的变形力比较大,变形力与材料的强度成正比。2.变形程度对变形力的影响在塑性变形过程中,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，变形抗力也大大增加，而塑性却有所降低，这将给后道工

8、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