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        紧固件头型冷镦次数确定和预成形设计

        发布时间:2019-04-24   来源:GAF螺丝君  

          一、固件镦锻次数确定

          确定镦锻次数,一般应考虑以下因素:

          (1)?坯料未夹持部分自由长度和直径来确定。镦锻比(镦粗比)S=L/D,式中:

          S---镦锻比;

          L----坯料长度;

          D---坯料直径。

          一般根据经验可按以下数据来确定镦锻次数:

          L/D≤2.5:镦锻一次

          2.5≤L/D≤4.5:镦锻二次

          4.5≤L/D≤6.5:镦锻三次

          (2)按工件成形头部直径和高度来确定。D1/H1 ,式中:

          D1----工件头部直径;

          H1----工件头部高度;

          当D1大而H1小时,这时L/D可能并不大但是一次镦粗可能造成边缘开裂,就要考虑增加镦锻次数。

          (3)工件表面光洁度要求较高,头形复杂的零件,镦锻次数也要增加。此外,工件需要的变形次数与材质、工模具、冷却、润滑等方面因素有关。采用弹簧冲头即浮动冲(用于横向挤压或镦挤工艺),可使敦锻比增大到S= L/D=7.35和D1/D=4.12。采用分离式支承板固定毛坯自由端时,S还会明显增大,但过长的杆部在杆部镦粗时会产生大的顶料力和纵向不稳定性,一般镦锻比S控制在: L/D<9.5~10。

          二、预镦粗锥形(奶头模)设计

          2.1冷镦毛坯变形的纵向稳定性

          毛坯的稳定性是使零件获得指定的外形和尺寸的必要条件。判断纵向稳定性的依据是镦锻比S= L/D。纵向稳定性取决以下两类因素:

          (1)变形毛坯端部夹持方法;金属的预成形形状;预成形冲头的锥腔角度;冷挤压件和模具的结构形状;变形施力点相对毛还轴心线的位移;毛坯端面质量;毛还轴心线的弯曲度:模具I作面的状态粗糙度、有无润滑油等。

          (2)变形金属的机械性能;毛坯的原始状态(退火、热轧、冷拔、晶粒大小、塑性变形中的冷作硬化和精拔变形量):各冷镦中间工序的变形量。

          以上对纵向稳定性影响最大的是冷镦毛还轴心线与模具轴心线的偏离和毛坯端面的倾斜角度。镦锻毛坯与模具轴心偏离0.1 D,变形后其偏离会提高3 ~ 5倍,但这种缺陷通过调整模具比较容易消除。

          采用两序傲锻时毛坯变形部分的自由长度L的极限值同镦锻的头部形状和成形最大直径D1的参考关系见图2-1。

          2.2采用带圆柱段的锥形冲头(俗称奶头模)可以提高预镦稳定性:

          因为采用这种冲头会提高端部夹紧刚性。无论是预成形还是随后进行的成形,锥腔角度对毛坯的稳定性都有影响。

          锥腔角度β小则毛坯稳定性提高,但后面工序的失稳几率可能会增大,所以第一工位必须设计采用最佳锥度的锥形冲头,不符合合适要求的会在圆柱体向锥体过渡的位置上形成环形褶皱。

          当2β≥20°且圆柱体与锥体是非圆弧过渡的情况下,不合适的预成形向终镦锻时会形成分度线,甚至会形成圆褶皱。当2β=12~ 15°时,锥形头部的镦锻会获得良好的金属流动。

          预镦粗锥形成形工序尺寸的计算参考推荐见表2-1。

          表2-1预镦粗锥形成型工序尺寸计算表

          当S≤3.25时采用固定锥形冲头,当3.25 < S≤6. 5时采用浮动锥形冲头。浮动锥形冲头的浮动行程计算最好是采用作图法:上、下模闭合按动态作初始和终了图形,初始状态线材全部进入模腔,然后由模腔内挤入锥形终了状态,测量行程即为浮动行程。

          为了保证有些杆状零件进行二序镦锻时的稳定性和头部成形质量,美国国民机器公司推荐的预镦粗形状见图2-2。

        图2-2双击镦锻时预镦粗的最佳形状

          预镦粗锥形成形工序尺寸设计很重要,既要保证毛坯变形的纵向稳定性,又要达到后序成形的最佳形状设计是很难达到的故设计只有”九九”,没有“十足”,只有靠“实践出真知”。

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