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了解紧固件冷镦工艺知识 ,看这篇就够了

冷镦成形工艺广泛应用于航空航天汽车等各工业部门中,主要用于螺栓、螺柱、螺钉、螺母等紧固件的加工工艺,具有工作平稳、精度高、生产速率高以及易于实现自动化的工艺特点。

今天,我们就来全面了解一下紧固件冷镦成形工艺。

任何紧固件的成形,不单是冷镦一种变形方式就能实现的。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,冷镦只是一种习惯性叫法,更确切地说,应该叫做冷挤压。

冷挤压

冷镦(冷挤压)的优点很多,主要表现在以下几个方面:

1)节约原材料 

冷挤压是利用金属的塑性变形来制成所需形状的零件,因而能大量减少切削加工,提高材料利用率。冷挤压的材料利用率一般可达到80%以上

2)提高劳动生产率

用冷挤压工艺代替切削加工制造零件,能使生产率提高几倍、几十倍、甚至上百倍。

3)零件可获得理想的表面粗糙度和尺寸精度

零件的精度可达IT7~IT8级表面粗糙度可达R0.2~R0.6因此,用冷挤压加工的零件一般很少再切削加工,只需在要求特别高之处进行精磨。

4)提高零件力学性能

冷挤压后金属的冷加工硬化,以及在零件内部形成合理的纤维流线分布,使得零件强度远高于原材料强度。此外,合理的冷挤压工艺可使零件表面形成压应力而提高疲劳强度因此,某些原需热处理强化的零件用冷挤压工艺后可省去热处理工艺,有些零件原需要用强度高的钢材制造,用冷挤压工艺后就可用强度较低的钢材替用。

5)可加工形状复杂、难以切销加工的零件

如异形截面、复杂内腔、内齿及表面看不见的内槽等。

6)降低零件成本

由于冷挤压工艺具有节约原材料、提高生产率、减少零件切削加工量、可用较差材料代用优质材料等优点,从而使零件成本大大降低。

冷挤压艺优点不少。那么, 冷挤压工艺有哪几种方法呢?

1)正挤压

挤压时,金属的流动方向与凸模的运动方向相一致。正挤压又分为实心件正挤压和空心件正挤压两种。正挤压法可以制造各种形状的实心件和空心件,如螺钉、心轴、管子和弹壳等。

2)反挤压

挤压时,金屑的流动方向与凸模的运动方向相反,反挤压法可以制造各种断面形状的杯形件,如仪表罩壳、万向节轴承套等。

3)复合挤压

挤压时,毛坯一部分金属流动方向与凸模的运动方向相同,而另一部分金屑流动方向则与凸模的运动方向相反,复合挤压法可以制造双杯类零件,也可以制造杯杆类零件和杆杆类零件。

4)减径挤压

变形程度较小的一种变态正挤压法,毛坯断面仅作轻度缩减。主要用于制造直径相差不大的阶梯轴类零件以及作为深孔杯形件的修整工序。

以上几种挤压的共同特点是:金屑流动方向都与凸横轴线平行。因此,可统称为轴向挤压法。另外,还有径向挤压和镦挤法


下面,我们再说说冷挤压技术在应用中存在的难点。

1)对模具要求高

冷挤压时毛坯在模具中受三向压应力而使变形抗力显著增大,这使得模具所受的应力远比一般冲压模大,冷挤压钢材时,模具所受的应力常达2000MPa~2500MPa。模具除需要具有高强度外,还需有足够的冲击韧性和耐磨性。此外,金属毛坯在模具中强烈的塑性变形,会使模具温度升高至250℃~300℃左右,因而,模具材料需要一定的回火稳定性。由于上述情况,冷挤压模具的寿命远低于冲压模。

2)需要大吨位的压力机

由于冷挤压时毛坯的变形抗力大,需用数百吨甚至几千吨的压力机

3)只适宜大批量生产的零件

由于冷挤压力的模具成本高,一般只适用于大批量生产的零件。它适宜的最小批量是5·10万件。

4)毛坯在挤压前需进行表面处理

毛坯在挤压前需进行表面处理这不但增加了工序,需占用较大的生产面积,而且难以实现生产自动化。

5)不宜用于高强度材料加工

6)冷挤压零件的塑性、冲击韧性差

冷挤压零件的塑性、冲击韧性变差,而且零件的残余应力大,这会引起零件变形和耐腐蚀性的降低(产生应力腐蚀)。

最后,我们来看看冷挤压技术的发展趋势。


一)随着能源危机的日趋严重,人们对环境质量将更加关注,加之市场竞争日益加剧,促使锻件生产向高效、高质、精化、节能、节材方向发展。因此,用挤压成形等工艺手段所生产的精化锻件的产量,在市场竞争中将得到较大的发展。

二)汽车向轻型化、高速度、平稳性方向发展,对锻件的尺寸精度、重量精度及力学性能等都提出了较高的要求。如,轿车发动机用连杆锻件除对大小头之间的误差有要求外,对每件的重量误差也要求不大于八克。新产品的高要求,将促进精化生产工艺的发展。

三)专业化、规模化的组织生产仍是冷挤压生产的发展方向和趋势。在法国,以挤压成形工艺生产锻件的专业厂家1991-1994年全员劳动生产率,即每人生产挤压件的产量及产值,均高于一般生产模锻件或者自由锻件的厂家。以1994年为例,专业厂家挤压件人均产量为 51024KG,创产值775688法郎。而同期一般性生产模锻件的厂家,其人均产量仅为39344KG,产值592384法郎,仅相当于挤压件专业生产厂家的77.1%和76.37%。自由锻件生产厂与之相比则更低。

四)压专机将成为一种发展趋势。随着中小型锻件的精化生产发展及冷挤压、温挤压工艺的推广应用,多工位冷挤压压力机、精压机及针对某种锻件而设计制造的专机会得到大力发展。

好了,关于紧固件冷镦工艺,咱们今天就说到这里。对于冷镦工艺,您有任何疑问,可拨打咨询热线:0755-29766626




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