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緊固件成型工藝中,冷鐓(擠)技術(shù)是一種主要加工工藝,屬于金屬壓力加工范疇。在生產(chǎn)中,在常溫狀態(tài)下,對(duì)金屬施加外力,使金屬在預(yù)定的模具內(nèi)成形,這種方法通常叫冷鐓。實(shí)際上,任何緊固件的成形,不單是冷鐓一種變形方式能實(shí)現(xiàn)的,它在冷鐓過(guò)程中,除了鐓粗變形外,還伴隨有正、反擠壓、復(fù)合擠壓、沖切、輾壓等多種變形方式。因此,生產(chǎn)中對(duì)冷鐓的叫法,只是一種習(xí)慣性叫法,更確切地說(shuō),應(yīng)該叫做冷鐓(擠)。
冷鐓(擠)的優(yōu)點(diǎn)很多,它適用于緊固件的大批量生產(chǎn)。它的優(yōu)點(diǎn)可以概括為以下幾個(gè)方面:
鋼材利用率高。冷鐓(擠)是一種少、無(wú)切削加工方法,如加工桿類的六角頭螺栓、圓柱頭內(nèi)六角螺釘,采用切削加工方法,鋼材利用率僅在25%~35%,而用冷鐓(擠)方法,它的利用率可高達(dá)85%~95%,僅是料頭、料尾及切六角頭邊的一些工藝消耗。
生產(chǎn)率高。與通用的切削加工相比,冷鐓(擠)成型效率要高出幾十倍以上。
機(jī)械性能好。冷鐓(擠)方法加工的零件,由于金屬纖維未被切斷,因此強(qiáng)度要比切削加工的優(yōu)越得多。
適于自動(dòng)化生產(chǎn)。適宜冷鐓(擠)方法生產(chǎn)的緊固件(也含一部分異形件),基本屬于對(duì)稱性零件,適合采用高速自動(dòng)冷鐓機(jī)生產(chǎn),也是大批量生產(chǎn)的主要方法。
總之,冷鐓(擠)方法加工緊固件、異形件是一種綜合經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)高的加工方法,是緊固件行業(yè)中普遍采用的加工方法,也是一種在國(guó)內(nèi)、外廣為利用、很有發(fā)展的先進(jìn)加工方法。
在室溫狀態(tài)下,將坯料置于自動(dòng)冷鐓機(jī)或壓力機(jī)的模具中,對(duì)模具施加壓力,利用上、下模的相對(duì)運(yùn)動(dòng),使坯件在模腔里變形,高度縮小,橫截面增加,這樣的壓力加工方法,對(duì)自動(dòng)冷鐓機(jī)而言叫冷鐓,對(duì)壓力機(jī)而言叫冷壓。
實(shí)際生產(chǎn)中,緊固件冷成型工藝,在冷鐓的過(guò)程中,常常伴隨有擠壓的方式。因此,單就緊固件產(chǎn)品的冷鐓工藝,實(shí)際是既有冷鐓,也有擠壓的一種復(fù)合工藝的加工方法。
沖裁。使坯件的一部分與主體分割開,如線材的切斷、螺母的沖孔、六角頭螺栓的頭部切邊等。
鐓粗。使坯件高度縮短、橫截面增加的加工方法,如螺母的鐓球、螺栓頭部成型的預(yù)鐓、精鐓等。
正擠壓。坯件在冷鐓壓中,坯件在下模中變形時(shí),金屬的流動(dòng)方向與上模的運(yùn)動(dòng)方向一致。冷鐓螺栓、圓柱頭內(nèi)六角螺釘中的粗桿縮徑就是一種正擠壓。
反擠壓。坯件在變形中,金屬的流動(dòng)方向與上模的運(yùn)動(dòng)方向相反。圓柱頭內(nèi)六角螺釘頭部成形就屬反擠壓。
復(fù)合擠壓。坯件在變形中金屬的流動(dòng)方向一部分與上模的運(yùn)動(dòng)方向相同,一部分又相反,即變形中既存在正擠壓,也存在反擠壓,如圓柱頭內(nèi)六角螺釘在同一工位變形中既有桿部縮徑(正擠壓)又有頭部成型(反擠壓)。
變形程度是指坯料被鐓鍛部分長(zhǎng)度在鐓鍛終了的壓縮量與原始高度的比值,或者坯料截面積在鐓鍛終了截面積的增加量與原始橫截面的比值。
變形程度的表示方法:
第1種方法——鐓鍛比(S),如圖1所示。
即: S= h0/ d0
式中:h0——被鐓鍛部分的原始高度
d0——被鐓鍛部分的原始直徑
鐓鍛比可以確定鐓鍛的難易,鐓鍛比越小,變形量越小,變形更容易。鐓鍛比越大,變形越難,金屬纖維流動(dòng)不規(guī)則,有的纖維被折曲,形成縱向彎曲現(xiàn)象。如圖2所示。
第二種方法——鐓鍛率(ε)
即:ε=( h0-h)/h0x100%
ε=( F-F0)/Fx100%
式中:h0、F0——鐓鍛前頭部材料的原始高度、橫截面積
h、F——鐓鍛后工件的高度、橫截面積
當(dāng)冷鐓變形程度超過(guò)金屬本身的變形限度時(shí),變形的工件側(cè)面會(huì)出現(xiàn)裂紋,而造成不良品,其模具使用強(qiáng)度也會(huì)受到影響,降低使用壽命,嚴(yán)重時(shí)可使模具開裂而損壞。
金屬的許用變形程度與金屬本身的塑性有關(guān),塑性好的金屬,許用變形程度要高于塑性較差的金屬。碳鋼含碳量越高,它的塑性越低,許用變形程度也會(huì)越小。在生產(chǎn)中,對(duì)于塑性較差的金屬,如中碳鋼、合金鋼的冷鐓常采取對(duì)鋼材進(jìn)行退火軟化處理、增加模具的強(qiáng)韌性、金屬表面潤(rùn)滑等,目的就在于使金屬的許用變形程度得到提高。表1列出了部分鋼材的許用變形程度。
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