螺盛盾—冷镦锻工艺设计与最常用的基本方法

冷镦锻工艺是一种少无切削金属压力的加工工艺。它是一种利用金属在外力作用下所产生的塑性变形，借助模具，使金属体积作重新分布及转移，从而形成所需要的零件或毛坯的加工方法。

       这次让我们一起来研究一下紧固件工艺的详细设计吧！

1．在常温条件进行的，冷镦锻可使金属零件的机械性能得到改善。

2．冷镦锻工艺可以提高材料利率，它是以塑性变形为基础的压力加工方法，可实现少切削或无切削加工。一般材料利用率都在85%以上，最高可达99%以上。

3．可提高生产效率，金属产品变形的时间和过程都比较短，特别是在多工位成形机上加工零件，可大大提高生产率。

4．冷镦锻工艺能提高产品表面粗糙度、保证产品精度。

冷镦锻工艺设计实际上就是冷镦模具的设计,我们所设计的每一个工艺方案最终都是要通过模具设计来实现的。

1，根据产品具体的相关参数计算坯长度，此时计算的重量实际是零件的净重，冷镦锻时的坯料长度可根据体积不变原则来确定，即塑性变形坯料的体积等于塑性变形后的零件的体积。

如果还要进行切削加工，那么坯料的体积还应加上相应的切削量;加上相应的切削余量后计算的重量实际上是零件的毛重。

2，变形程度及镦锻次数的确定。

变形程度及镦锻次数

当长径比≤2.5时，镦锻一次，

当2.5≤长径比≤4.5时，镦锻二次；

当4.5≤长径比≤6.5时，镦锻三次。

以上数据是在比较理想的条件下才能实现，在实际生产中，还要考虑到产品的几何形状，同时也为了保证质量需要按照上述数据增加一次镦锻变形。

根据产品的具体要求确定该产品是采用无切削加工工艺还是采用少切削加工工艺以及采用哪一种生产设备，并设计加工工步图即确定加工工艺方案。

根据以上因素确定所有材料的坯径尺寸。需要说明的是原材料尺寸与产品头部尺寸、产品的杆部尺寸、生产设备以及螺纹精度和表面处理方式都是紧固件密相关的。例如：以GB5786-M8六角头螺栓为例来说明，这里以表格的形式表达更清楚直观，具体见表2。

根据产品要求确定滚压螺纹坯径尺寸，不同的螺纹标准所要求的滚压螺坯径尺寸是不一样的。在国家新螺纹标准GB192-81-GB2516-M8中，外螺纹主要有6e、6f、6g、6h四种。以GB5786-M8六角头螺栓为例来说明，具体见表3。

冷镦锻加工工艺及模具设计

该冲模设计相对来说较为简单，其设计原则是以所加工的产品头部形状和尺寸为依据来设计的。如需切削加工，则要考虑相应的切削加工余量。

如下图：D0=(1.04-1.1）emax，式中emax为六角头螺栓最大的对角尺寸

D=(0.9-0.95)S；

D0=(1.04-1.1）emax

式中S为六角头螺栓对边尺寸，H=螺栓头部高度，h=2H/3，式中 h为模具型腔深度。

主模主要依据各工步零件加工工艺要求来设计的，这里仅讲述多层预应力主模的设计方法。实践证明，多层预应力结构主模是一种解决主模径向开裂比较有效的方法，对于采用硬质合金为模芯的预应力组合主模尤为有效。

多层预应力结构层的数目确定，主要是根据冷镦锻过程中单位压力的大小，内腔尺寸和所用的材料强度来考虑确定的。

这里有两种情况：

一种情况主模模芯允许在拉应力状态下工作，即采用高强度模具钢制作，这时按内压力Pimax的大小来确定：

当Pimax≤kg/mm2时，为整模；

当110kg/mm2≤Pimax≤160kg/ mm2，采用一层预应力套；

当160kg/mm2≤Pimax≤200kg/ mm2，采用两层预应力套；主模内压力一般按冲模单位压力计算。

另一种情况是主模模芯不允许在拉应力状态下工作，采用硬质合金（俗称钨钢）制作的主模就属此类型，这时按下列Pimax的大小来选取：

当Pimax≤110kg/mm2时，采用一层预应力套；

当110kg/mm2≤Pimax≤190kg/ mm2，采用两层预应力套。

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