冷锻/冷挤压（cold forging）：定义、基本概念与加工工艺

01

什么是冷锻？

1、冷锻定义：

冷锻又称冷体积成形、冷挤压，是一种制造工艺，也是一种加工方法。冷锻与冲压工艺基本相同，也是由材料、模具、设备三要素组成。唯一的区别是冲压中的材料主要是板材，而冷锻中的材料主要是盘丝。日本（JIS）称其为冷锻（简称冷镦），中国（GB）称其为冷镦，外面的螺丝厂也喜欢叫它镦头。

2、冷锻的基本概念：

冷锻是指在金属再结晶温度以下进行的各种体积成形加工工艺。从冶金学理论我们知道，各种金属材料的再结晶温度是不同的；Tre=（0.3-0.5）Tmelt。Tmelt如下表所示：

从表中数字可知黑色金属与有色金属的最低再结晶温度，铅、锡等即使在室温或常温下成形也不能称为冷锻，而是热锻，而铁、铜、铝等在室温下成形则可称为冷锻。

冷锻的特点

1、冷锻的优点：

在生产中，冷锻与切削加工、热锻、粉末冶金、铸造等相比，有以下优点。

1）材料消耗少，基本无浪费，大大节省材料成本，且不会因坯料过热而造成环境污染。

2）生产效率高；（冷锻机速度可达每分钟60至600件）。

3）冷锻件由于冷变形具有加工硬化作用，因此具有良好的强度性能，从而提高性能；

4）工件精度高，属于精密成形技术；

5）冷锻技术不断发展，加工方法不断改进，一些难度系数较高的产品也在不断开发中。

下图为切削与冷锻的对比示例：

2、冷锻的缺点：

1）模具要求高（模具加工难度大、成本高、加工时间长）；

2）不适合小批量生产；

3）材料要求较高：材料往往需要软化退火或表面磷化润滑处理。这是因为冷锻的变形抗力很大，所以较大的产品要选用较大的机器；

冷锻工艺范围

1、冷锻定义：

冷锻是利用金属材料塑性变形原理的加工工艺。在室温下，将金属材料切割后送入冷锻机的模腔中，在强大的单位挤压力和一定的速度作用下，使金属毛坯在模腔内被迫产生塑性变形，从而成为具有所需形状、尺寸和一定力学性能的零件。冷锻是金属在室温下的体积塑性成形，其变形方法有：镦粗、挤压等。

2、冷锻适用范围：

随着社会的不断进步，市场的快速发展，产品需求呈现多样化，因此冷锻加工技术也在努力开拓新的市场，向信息化产品靠拢，下面图片中的产品基本都可以通过冷锻作业完成，冷锻分为（铁芯、轴类（圆、扁）、轴类（冲孔）、轴类（开槽）、螺丝等）。

视频 1：

三维多工位机器人冷锻加工

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02

什么是冷镦？

冷镦是少数几种新型无切削金属压力加工工艺之一，是利用金属在外力作用下产生塑性变形，利用模具使金属体积重新分布和转移，形成所需零件或毛坯的加工方法。

冷镦工艺最适用于生产螺栓、螺钉、螺母、铆钉、销钉等标准紧固件。冷镦工艺常用的设备是专用的冷镦机。如果生产量不是太大，也可以用曲柄压力机或摩擦压力机代替。

冷镦工艺生产率高，产品质量好，大大降低了材料消耗，降低了生产成本，改善了劳动条件，因此在机械制造中得到越来越广泛的应用，特别是在标准紧固件的生产中。其中，多工位冷镦机生产的最有代表性的产品是螺栓、螺钉和螺母。

视频 2：

冷镦工厂

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03

冷镦和冷锻是一回事吗？

冷镦与冷锻基本上是相同条件下的变形工艺，但在操作上有所区别。冷镦是较小工件的锻造变形，常用于紧固件行业。而冷锻则是较大工件的挤压变形，应用十分广泛；冷镦相当于冷挤压的一个分支。简单地说，在螺栓制造过程中，六角头成型属于冷镦，杆径缩减属于冷锻（正挤压）。无切边六角法兰面螺栓（多工位成型）既有冷镦，也有冷锻。六角螺母的正面整形只有冷镦，后续的挤孔工序属于冷锻（正负挤压）。

快来看看，通过直观的3D动画，你是否能分辨出哪些工序是冷镦，哪些工序是冷锻？

视频 3：

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冷镦和冷挤压用钢种和化学成分

01 冷镦冷挤压用非热处理钢

① 冷镦、冷挤压用非热处理钢的牌号、化学成分（熔炼分析）应符合表的规定。

② 冷镦、冷挤压用表面硬化钢的牌号、化学成分（熔炼分析）应符合下表的规定。

③冷镦、冷挤压用调质钢（包括含硼钢）的牌号、化学成分（熔炼分析）应符合表3、表4的规定。

④ 冷镦、冷挤压用非调质钢的牌号、化学成分（熔炼分析）应符合表5的规定。

⑤热轧非热处理钢的力学性能。

02 表面硬化和回火类型（包括含硼钢）

①热轧状态交货的钢材一般不做力学性能试验。退火状态交货的钢材力学性能应符合下图的规定：

② 冷镦、冷挤压用非调质钢，以热轧状态交货的非调质钢力学性能应符合下表的规定：

③调质钢（包括含硼钢）和非调质钢均应进行脱碳检查，脱碳层深度应符合下表的规定：

冷镦和热镦的区别

热锻

热镦是将材料加热后进行压力加工，使材料的形状达到设定要求的一种工艺，是将材料加热后放在一定形状的模具中锻造而成的一种方法，也叫热加工或热锻。热镦主要用于生产较大的螺栓。

冷锻

冷镦是利用金属的塑性，通过冷力学的方法施加压力或冷拉，达到金属固态变形的目的。

在室温下使棒材或线材顶端增厚的锻造方法。冷镦主要用于制造螺栓、螺母、钉子、铆钉、钢球等零件。锻造材料可以是铜、铝、碳钢、合金钢、不锈钢和钛合金，材料利用率可达80~90%。

冷镦通常在专用冷镦机上进行，便于连续、多工位、自动化生产。冷镦机可依次完成下料、镦头、堆积、成形、倒角、搓丝、缩径、修边等工序。生产效率高，可达300件/分钟以上，冷镦工件最大直径为48mm。

附录：紧固件冷镦工艺

在紧固件成形过程中，冷镦（挤压）工艺是一项主要的加工工艺。冷镦（挤压）属于金属压力加工范畴。生产时，在常温下，对金属施加外力，在预定的模具内使金属成形。这种方法通常称为冷镦。

事实上，任何紧固件的成形都不是单纯靠冷镦就能完成的，在冷镦工艺中，除了镦锻变形外，还有正反挤压、复合挤压、冲孔、滚压等多种变形方式。

因此，生产上冷镦这一名称只不过是一种习惯性叫法，更准确的说，应该叫冷镦（挤压）。

冷镦（挤压）工艺具有诸多优点，适合于紧固件的批量生产，其主要优点可概括为以下几点：

a.钢材利用率高。冷镦（挤）加工是一种少切削或无切削加工的方法。例如，加工杆类六角螺栓、圆柱内六角螺钉时，用切削加工方法钢材利用率仅为25%～35%，而用冷镦（挤）加工时，其钢材利用率可高达85%～95%，而且只存在料头、料尾及切削六角头刃口的一些工序消耗。

b.生产率高。与一般切削加工相比，冷镦（挤压）加工的效率高出几十倍。

c.力学性能好。由于冷镦(挤压)加工的零件金属纤维没有被切断，所以其强度比切削加工的零件要好得多。

d.适宜于自动化生产。适宜用冷镦（挤压）工艺生产的紧固件（包括部分异形件）基本上都是对称类零件，适宜用高速自动冷镦机生产，这也是大批量生产的主要方法。

总之，冷镦（挤压）法加工紧固件及异形件是一种综合经济效益很高的加工方法，是紧固件行业常用的加工方法，也是国内外应用广泛、具有很大发展的先进加工方法。

因此，如何充分利用和提高金属的塑性，掌握金属塑性变形的机理，制定科学合理的紧固件冷镦（挤压）加工工艺是本章的目的和目标。

1.金属变形基本概念

形变

变形是指金属在受到力（外力、内力）作用时，在保持其自身完整性的情况下，组成金属的微小质点所产生的相对位移的总和。

1 变形类型

a.弹性变形

金属在外力作用下能发生变形，当外力撤去后又恢复到原来形状和尺寸的能力叫弹性变形。

弹性的质量用弹性极限和比例极限来衡量。

b.塑性变形

当金属受到外力作用时，产生永久变形（外力撤去后不能恢复原来形状的变形），但金属本身的完整性不会遭到破坏，这种变形称为塑性变形。

塑性的好坏用伸长率、截面收缩率和屈服极限来表示。

2. 可塑性评价方法

塑性的好坏用伸长率、截面收缩率和屈服极限来表示。

为了评价金属的塑性，常用一个数值指标，称为塑性指数。

塑性指数用钢试样开始破坏瞬间的塑性变形量来表示。实际生产中通常采用以下方法：

（1）拉伸试验

拉伸试验用伸长率δ和截面收缩率ψ表示。它表示钢试样在单轴拉伸作用下的塑性变形能力，是金属材料标准中常用的塑性指标。δ和ψ的值由下式确定：

式中：L0、Lk——拉伸试样的原始标距长度与破坏后的标距长度。

F0、Fk——拉伸试样原始部分和断裂部分的横截面积。

（2）镦粗试验又称压扁试验

将试样制成高度Ho等于试样原直径Do的1.5倍的圆柱体，然后放在压机上压扁，直到试样表面出现第一条肉眼可见的裂纹为止，此时的压缩程度εc即为塑性指数，其值可按照下式计算：

式中，Ho为圆柱形试件的原始高度。Hk为压扁过程中试件侧面出现第一条可见裂纹时试件的高度。

扭转试验是用试样在扭转机上扭转断裂时的扭转角度或扭转圈数来表示的，生产中最常用的试验是拉伸试验和镦粗试验。

无论何种试验方法，都是与特定的应力状态和变形条件有关的。

这样得到的塑性指标只是相对比较，仅能说明某种金属在一定的变形条件下的塑性。

3 影响金属塑性与变形抗力的主要因素

金属塑性与变形抗力的概念：金属的塑性可以理解为金属在外力作用下，稳定地改变形状，不破坏质点间连接的能力。金属在变形时对施加外力的工装所施加的力称为变形抗力。

影响金属塑性和变形抗力的因素主要有以下几个方面：

a.金属组织和化学成分对塑性和变形抗力的影响

金属组织是由金属的化学组成、其主要元素的晶格类型以及杂质的性质、数量和分布所决定的。组成元素越少，塑性越好。

例如纯铁的可塑性很高。

碳在铁中以固溶体形式存在时，具有良好的塑性，但以化合物形式存在时，其塑性降低。

比如化合物Fe3C其实是很脆的，一般钢中其他元素的增加也会降低钢的塑性。

随着钢中碳含量的增加，钢的抗力指标（бb、бp、бs等）增大，而塑性指标（ε、ψ等）则下降。在冷变形过程中，碳含量每增加0.1％，钢的极限强度бs约增加6至8kg/mm2。

硫在钢中以硫化铁和硫化锰的形式存在。硫化铁性脆，硫化锰在压力加工时变成丝状并被拉长，从而降低了垂直于纤维横向的力学指标。因此，硫是钢中的有害杂质，含量越少越好。

钢中的磷使变形抗力增大，塑性降低。含磷量高于0.1%～0.2%的钢有冷脆性。一般钢的磷含量控制在百分之零点几。其它低熔点杂质在金属基体中的分布状态等对塑性也有很大影响。

总之，钢的化学成分越复杂，含量越高，对钢的抗拉强度和塑性的影响就越大。这就是某些高合金钢难以进行冷镦（压）加工的原因。

b.变形速度对塑性及变形抗力的影响

变形速度是单位时间内相对位移体积：

不应将变形速度与变形工具的移动速度相混淆，还应在概念上将变形速度与变形体中质点的移动速度区分开来。

一般来说，随着变形速率的增大，变形抗力增大，塑性下降。

冷变形时，由于不存在硬化消除过程，变形速率的影响不如热变形时那么显著。

但当变形速度特别大时，塑性变形产生的热量(即热效应)必须不逸散掉，温度本身的升高会提高塑性，降低变形抗力。

c.应力状态对塑性和变形抗力的影响

在外力作用下，金属内部产生内力，其单位面积上的强度称为应力，受力的金属处于应力状态。

从变形体中分离出一个微小的基本立方体。一个未知大小但已知方向的应力作用于立方体。这个表示某一点主应力数量及其符号的简单图表称为主应力图。

表示金属应力状态的主应力图有9种，其中4种为三向主应力图，3种为平面主应力图，2种为单向主应力图，如图36-1所示。

拉应力引起的主应力为正，压应力引起的主应力为负。

在金属压力加工中，最常见的三向主应力图是符号相同或相反的三向主应力图。在符号相反的三向主应力图当中，以两个压应力和一个拉应力的主应力图最为常见。

在同符号的三向压应力图中，当各个方向的压应力相等（б1=б2=б3），且金属内部不存在孔隙或其他缺陷时，理论上不能发生塑性变形，只发生弹性变形。

不等三维压应力图所包含的变形工序有：大件模锻、镦粗、闭式冲孔、正负挤压、板材及型材轧制等。

在实际生产中，很少见到三向拉伸应力图，只有在拉伸试验中，当出现颈缩现象时，颈缩点处的应力线即为三向拉伸试验的主应力图，如图36-2所示。

镦粗过程中，由于摩擦的作用，还会出现三维压应力图，如图36-3所示。

总之，在受力金属的应力状态下，压应力有利于塑性的提高，而拉应力则会降低金属的塑性。

镦粗过程中，由于摩擦的作用，还会出现三维压应力图，如图36-3所示。

总之，在受力金属的应力状态下，压应力有利于塑性的提高，而拉应力则会降低金属的塑性。

d.冷变形硬化对金属塑性和变形抗力的影响

金属的冷塑性变形会引起其机械、物理和化学性能的变化。

随着变形程度的增大，金属的各项强度指标（弹性极限、比例极限、流动极限和强度极限）均提高，硬度也增大；塑性指标（伸长率、断面收缩率和冲击韧性）降低；抗拉强度增大；耐蚀性和热导率下降，金属的磁性改变等等。在塑性变形中，金属的这些性能变化的总和叫冷变形硬化，简称加工硬化。

e.附加应力和残余应力的影响

变形金属中应力分布是不均匀的，在应力分布较多的地方，希望获得较大的变形，在应力分布较少的地方，希望获得较小的变形。

由于变形金属本身的完整，在其内部会产生相互平衡的内力，称为附加应力。当变形终止时，这些相互平衡的应力仍然存在于变形体内部，形成残余应力，在随后的变形过程中影响变形金属的塑性和变形抗力。

4 提高金属塑性、降低变形抗力的措施

针对影响金属塑性和变形抗力的主要因素，结合生产实践，可以采取有效的工艺措施，提高金属塑性，降低其变形抗力。生产中，通常采取的工艺措施有：

a. 坯料状态

冷镦原材料除要求化学成分和组织均匀、无金属夹杂外，一般都要进行软化退火处理，目的是消除金属轧制过程中残留在金属内部的残余应力，使组织均匀，降低硬度。要求冷镦前金属的硬度为HRB≤80。

对于中碳钢和合金钢，一般采用球化退火，其目的不仅是为了消除应力，使组织均匀，而且是为了提高金属的冷变形塑性。

b.提高模具光洁度，改善金属表面润滑条件

两项措施都是为了减少变形体与模具工作表面之间的摩擦，尽量减少变形过程中因摩擦而产生的拉应力。

c. 选择适当的变形规范

在冷镦（挤压）工艺中，一次性镦粗就能成型的产品非常少，一般都要经过两道或两道以上的镦粗工序。

因此，要合理分配各次变形量，这不仅有利于充分利用金属的冷变形塑性，而且有利于金属的成形。

例如在生产中采用冷镦、冷挤压复合成形，螺栓采用双倍减径，螺母采用大材料、小变形等。

金属塑性变形基本规律

1. 最小阻力定律

金属在变形时，变形体的质点都有向各个方向运动的可能，变形体的质点的运动是沿着阻力最小的方向进行的，这叫最小阻力定律。

在六角头螺栓多工位冷锻中，在第二工位精锻时，金属朝上、下模口方向流动并形成飞边，这是阻力最小定律的体现。

图36-4表明，毛坯在模具中镦粗时，金属一边充满上、下模腔，一边通过上下模形成的间隙向周围流动。只有当向飞边流动的阻力大于模腔其他部分的阻力时，金属才能充满模腔。

当上模向下运动时，飞边上的金属流动阻力随着飞边厚度的减小而增大，才能保证上、下模腔最终被充满。

2 体积不变定律

金属在塑性变形过程中，密度变化极小，可以忽略不计，塑性变形物体的体积保持不变，塑性变形前金属毛坯的体积等于变形后的体积。

定体积定律是根据制品的形状、尺寸，计算出体积，再据此确定所需毛坯的具体尺寸。

最小阻力定律是确定金属变形次数、每次变形量如何分配、工装结构形状如何确定的最重要的依据。

3 变形过程中影响金属流动的主要因素

摩擦的影响

在变形过程中，模具与毛坯接触面上不可避免地存在着摩擦，由于摩擦的作用，金属流动特性发生改变。

如图36-5所示，将矩形毛坯在平板间镦粗时，由于摩擦力的作用，在各个方向上造成不同的阻力，截面在变形过程中不能继续保持矩形状态。

根据最小阻力定律，会逐渐趋于圆，若没有摩擦，毛坯处于理想的均匀变形状态，变形前后的几何形状仍相似。

图36-6为环坯镦粗示意图。

当无摩擦时，环的高度被压缩，按照体积不变的条件，金属的直径在外层和内层均增大，即所有金属都呈径向向外流动，由于摩擦的存在，流动受到阻碍。

越靠近内层，金属向外流动的阻力就越大，甚至比向内流动时还要大，从而改变了流动的方向。如图所示，在环内出现了一个流动界面（dN）。

b.刀具形状的影响

由于工模具的形状不同，施加在毛坯上的力以及模具与毛坯之间的摩擦力也不同，造成金属流动在各个方向的阻力不同，因而金属流动体积在各个方向的分布也不同。

c.金属本身性质不均匀的影响

金属本身性质的不均匀，体现为金属成分的不均匀、组织的不均匀、变形时内部温度的不均匀等。

这些性质的不均匀性导致金属内部产生相互平衡的附加应力。由于内力的存在，金属的流动阻力各不相同，变形首先发生在阻力最小的部分。

2.金属冷镦（挤压）工艺

冷镦（挤压）工艺的基本概念

1 冷镦、冷压

在室温下，将毛坯放在自动冷镦机或压力机的模具内，对模具施加压力，利用上下模的相对运动，使毛坯在模腔内发生变形，降低其高度，增大其截面。这种压力加工方法，对于自动冷镦机来说叫冷镦，对于压力机来说叫冷压。

在实际生产中，紧固件的冷成形过程往往在冷镦加工过程中伴随有挤压，因此紧固件产品的冷镦加工工艺实际上是一种既包括冷镦加工又包括挤压加工的复合加工方法。

2 冷镦（挤压）变形方法

a.冲孔是将毛坯的一部分从主体上分离出来，例如线材的切断、螺母的冲孔、六角螺栓的头部的修整等。

b.镦粗是缩短毛坯高度、增大截面的加工方法，例如螺母的球头镦粗、螺栓头成形的预镦粗与精镦粗等。

c。在冷标准中，当毛坯在下部模具中变形时，金属的流动方向与上部模具的运动方向一致。

d。在反向挤压空白的变形期间，金属流动方向与上部模具的运动方向相反。

e。在复合挤压空白的变形期间，金属的流动方向与上部模具的运动方向相同，部分相反。

也就是说，在变形中既有正挤压和负挤压，例如，圆柱形六角形插座螺钉既具有杆直径的还原（正挤出）和同一站变形的头部形成（负挤压）。

3.冷标（挤压）变形度

a

它指的是在沮丧与原始高度结束时折磨部分压缩的比率，或者是指在沮丧的末端与原始横截面区域结束时坯料横截面区域的增加之比。

b。

第一种方法使用不满率，如图36-7所示。

其中：H0 - 不适的部分的原始高度

D0 - 不适的部分的原始直径

沮丧的比率可以确定较小的沮丧比率，变形越小，变形越越大。

第二种方法使用不满率（ε）

现在：

HO和FO是头部材料的原始高度和横截面区域。

h，f-沮丧后的工件的高度和横截面区域

c

当冷头变形的程度超过金属本身的变形极限时，裂纹将出现在变形工件的侧面，导致霉菌的强度也会受到影响。

金属的允许变形与其可塑性相关。

在生产中，对于较差的可塑性（例如中碳钢和合金钢）的金属通常涉及退火和软化钢，增加霉菌的强度和韧性，并润滑金属表面。

表36-1列出了某些钢材材料的允许变形

4确定不安的时间

在冷锻造中，通常需要在形成合理数量的沮丧的姿势之前经过两个以上的伪造。

a

也就是说，如果比率太大，则需要变形到直径的空白的长度，纵向弯曲将发生在一个沮丧的锻造中，并且会出现扁平化，如图36-9所示。

也就是说，毛坯首先是将圆锥体预上盘，然后对上盘进行细细，直到达到所需的形状为止。

通常，沮丧时间的数量是根据以下数据确定的：

b。

如图36-10所示，它是一个大直径的薄杆部分，头部直径较大，而所需的空白H0/D0高于2。如果一个大头薄杆部分是由单个折磨的锻造形成的，那么裂缝将在头部的边缘出现，以增加类似的工件。

c考虑工件的表面粗糙度和外部几何形状的复杂性

对于带有半圆形头和圆柱头的机器螺钉，尽管头部所需的空白的HO/DO值通常小于2.5，以便在变形过程中填充头部并满足标准要求，但通常使用了两个不适的打击。

另一个例子是使用大型螺母的直径和小型变形。选择了沮丧的形成时间。

值得强调的是，并非所有具有复杂形状的产品都可以通过增加烦恼的数量来解决，而在第一个和第二次不满的烦恼中，由于沮丧的数量增加了，但由于冷工作，很难在造成折磨中表现出裂缝。

解决此类问题的关键是减少变形，增加钢的可塑性，并采用更有效的润滑性。

对于中等碳钢和合金钢，球体化退火用于改善材料修饰过程中钢的冷头形可塑性，并且使用磷酸化和皂化处理来确保钢的表面润滑以最大程度地减少变形时的摩擦，以使其在刚性时增加韧性，并在耐磨时增加耐磨性和耐磨性。

5在冷标题过程中计算力的计算方法

冷标题力是确定过程参数，设计模具，设计冷标题机和选择特殊设备的主要基础。

有许多因素决定了寒冷的力量，主要是以下方面：

金属的机械性能

冷标题力随着材料强度和硬度的增加而增加。

b。

冷头力随着工件变形的增加而增加。

c

由于模具与工件之间的接触表面有摩擦，因此力的方向和大小在不同程度上更改，从而影响了冷趋势力。

d

工具形状的差异会导致金属在每个方向上的流动电阻的差异，从而影响冷趋势力。

2冷标准力的计算方法

6冷标准力的计算方法

冷标准力的常用计算公式为：

a

p = kist·f（kg）（公式36-8）

在公式

f- - 终止不满时的工件区域（MM2）

k- - 根据图36-11选择的头形状复杂性系数。

对于六边形的头螺栓，通常会选择K = 2.0 ～2.4。

§-考虑冷工作后的变形抗性，可以通过以下公式进行计算：

π（kg/mm2）（公式36-9）

其中бB-钢的种族拉伸强度（kg/mm2）

fo- - 沮丧之前的横截面区域（MM2）

b。

基于对影响冷标题力和基于经验的校正的主要因素的考虑，获得了以下冷标准计算公式：

在公式

D- - 不适后（mm）工件头的最大直径

h- - 沮丧后的工件头（mm）

f——项目头（MM2）的项目区域

z- - 构造系数

n- - 工具形因子

α-工件变形部分的形状系数

μ- - 陷阱系数

可以根据表36-2选择z，n，α，μ

表36--2冷标题计算系数

就计算精度而言，第二个公式比第一个公式更准确，但是计算不如经验公式那么简单。

7辅助过程力量的计算方法

1.计算剪切力

在冷标题过程中，毛坯的切割，头部的修剪，螺母的打孔等，都会导致材料的一部分被打孔并从基质中切割。

其他因素，例如上下切割板之间的差距以及切削刃的清晰度，也会影响剪切，但在实际产量中忽略了剪切，切割板的磨损和切割板之间的间隙大小将导致剪切力增加。

a。

pshear = f·τ（n）（公式36-11）

其中f是空白的剪切表面积（MM2）

τ——钢剪切力

表36-3列出了常用钢的剪切强度。

表36-3清除率和τ值通常用于剪切普通材料

b。

PCUT =LHτ（N）（公式36-12）

在公式

l- - 切边缘（mm）

h- - 切口高度（mm）

c。

在哪里：

d-施加直径（mm）

h- - 拳打皮肤的厚度（mm）

（注意：用皮肤打孔是指铁豆的厚度，铁豆的厚度需要在螺母上弹出螺母时需要猛击，该螺母比螺母的高度小。）

2.收缩力的计算

冷螺栓通常使用厚直径的直径，该直径将大于螺纹的外径，后直径一到两个收缩直径。

p = p·f（n）（公式36-14）

在哪里：

P - - 单位挤压力（N/MM2）

f - - 直径前杆的截面区域（MM2）

当碳含量不同并且变形水平不超过30％时，可以使用P = 600 ～900N/mm2。

8种顶部成分

这些螺栓是在shabu，本质，收缩，切割边缘和螺母的过程中发射的。

影响顶部材料大小的主要因素是：钢的类型，工件的轮廓形状，大小和腔接触表面表面的粗糙度，润滑等。

在正常情况下，当工件的接触表面和凹形霉菌产生“停滞”时，顶部的材料通常不大，摩擦会大大增加，而蜗牛球会在凹入模具中产生重型材料（两个蜗牛球）。

因此，自动冷机的顶部材料通常具有与主机锁定的保险设备。

凹霉上的成分

pt =бt·f（n）（公式36-15）

—T - 位-单位区域的最高成分。

f - - 冷蠕虫工件MM2的切割区域，冷奶油螺母MM2的相应空白的投影区域

B最高成分的剪切边缘

pt = p·kt（n）（公式36-16）

PATE P -CUT边境力量（n）

kt -efficity

高度

冷镦工艺的过程

1杆紧固件的冷（压力）过程

应考虑杆状固定零件的冷（压力）处理。

lo/do是粗糙变形的纵向稳定性，即粗糙部分粗糙部分粗糙部分的抗垂直弯曲能力。

除了LO/DO的值外，还有其他因素会影响空白部分粗略变形的垂直稳定性。

这样，当寒冷（压力）时，第一次冲向空白部件的强度就不在中间，而偏心会导致空白零件会导致不平衡，这会导致变形不均匀，在形成头时由于纵向弯曲而导致折叠。

对于那些切割表面较小的角落的人来说，变形的纵向弯曲并不明显，并且不会达到影响头部质量的程度。

在寒冷（压力）过程中，切割后，安排空白零件的排列，其主要目的在于这一点。

此外，第一个腔的底端是空白零件的透射表面，如果中心偏移，则义务是相同的。

在第一次冲刺中带有弹簧的顶杆（见图36-13）可以减轻这种影响。

为了改变第一次匆忙中空白部件的稳定性，尤其是对于低碳钢（例如低碳钢），以提高空白部分在变形中的稳定性，除了一端小端工作腔中的锥体外，还必须有一个圆柱形腔，高度为1.5至2mm，如图36-12所示。

根据经验，当需要LO/DO≤2.3时，只能形成一个锻造，当LO/do≤4.5时，将没有垂直弯曲。

d/h的比率越大，对于锻炼形成而言越困难。

确定两个六角形螺栓的头部

（1）确定六边形螺栓头的第一形状

第一个镦的形状是合理的，这将有助于金属在腔中的流动，从而导致金属纤维的流动无序，并且有助于下一个站点的变形。

第一张圆锥形的形状是第一个圆锥形的腔体。

弹簧顶部杆的锥形冲洗用于使长杆工件的乙果片使用弹簧的冲洗模具。

当您锻造三次时，您需要两次胶带，锥形角度特别小，并且α为2°至3°

从图36-15可以看出，整个锥形头的体积由体积V1和V2组成，即V1+V2，V锥等于产品头的体积，V1 = V-V2。

从图36-15来看，可以看出，V2有许多限制，例如打孔器和凹入模具之间的差距，凹孔工作的深度以及其中金属的填充形状，形成V2的桶形直径等等。

V1 = KV（MM3）（公式36-17）

Mate V - 形成产品头的体积

K产品形状系数

对于六角形螺栓和六角形颈部颈螺栓，k = 0.75 ～0.85;

对于半圆形头螺钉，k = 0.7 ～0.8;

对于抑郁螺钉，k = 0.5 ～0.6。

锥形体的小端直径DM等于原材料的最小尺寸或略小的尺寸。

当DK = 1.2DM时，锥形体的体积V1为：

（2）确定机器螺钉的形状

机器螺钉有许多类型，主要与头部的几何形状不同。

对于简单的头部形机螺钉，请单击“冷板球生产的工件”，如图36-16所示，您可以使用镦锻件。

对于交叉插槽类型，用于塑造头部的头部需要两个或多个系统。

当头部形成头部时，由于金属的厚度，凹槽类型同时被挤压。

尤其是在凹槽类型中，“缺少肉”。

为了解决这种局部缺陷，第一次冲刺的顶部是弧形的。

（3）内部六边形停滞螺丝螺钉的第一个形状

由于头部内部的六个平方孔，几何形状是复杂的，并且产品性能高度为8.8、10.9和12.9，因此六角螺钉（头部的头部锻造比小于1.5）。

在前序列中，从内部六角形的前腔中脱出头部是减少下一个位置的转换体积，以更细化内部六平方孔。

（4）杆紧固件的本质

杆状紧固件的本质是使上下模具的工作形腔中的前形式的空白头以获得产品头的最终形状和尺寸。

由于产品的几何大小不同，头部的变形是不同的。

六角形头和方形头的螺栓

图36-19表明，在上部模型腔中形成了三个区域。

b -HALF的头部和扁平的机器螺钉，头部完全形成上部模具（光）腔。

C，六边形的柱头螺钉和凹形升压六边形螺栓产品，头部在下部模型腔中形成。

（5）杆紧固件的收缩过程

六边形螺栓是非常常见的紧固件。

对于中和低强度的六角螺栓，通常会产生两种过程，一个是一个精细的杆工艺，一个是粗糙的降低直径过程。

SO -CALLED棒用于使用螺纹尺寸的尺寸很小。

内部六角螺钉在8.8水平上是高度强度的产品，尽管头部的变形程度不大，因此使用了螺丝杆，因此通常使用了厚的杆直径。

与厚杆相比，六角形螺栓使用精细的杆技术。

a。

b。通常由于变形的程度很高，并且纵向曲率出现在分支的支撑侧的1/3中。

c。

它必须具有收缩直径，该直径通常用硬合金处理，从而增加了霉菌的成本。

此外，电线的表面润滑和材料硬度也有特殊的要求。

一般而言，尽管厚杆缩小过程对电线和模具的需求很高，但就产品质量而言，它可以减少由于材料可塑性不佳而减少产品开裂。

图36-21螺栓两个收缩直径的工艺示例

图36-22是圆柱头六角形螺钉的示例

（6）螺栓头切边缘

六边形螺栓具有两种类型的头部，带有凹孔和平坦的顶部。

从生产和使用的角度来看，头部平面的六边形螺栓必须占总体本质的90％以上

头部平面的螺栓由切口边缘形成。

踩冷（压力）过程

1.常用的板球手工艺的坚果

六角形螺母也是一种宽阔的紧固件，它具有更多的生产方法。

a。

这是最常用的生产方法，用于冷板球的生产。

在压力机中也可以生产三个站点和四个触及的自动冷水机机器的生产。

b。

该过程使用钢丝DO≈0.9S的直径，该直径是由切割，整形手术，首先，预先形状的，精制的形成和打孔的。

c。

此过程方法通常用于生产M20或更高的大型螺母。

2.钢冷（压力）过程分析

a

自动冰箱的生产或压力是第一个过程，也是一个关键过程。

由于马蹄形打印的平坦度（见图36-25）是通过切割部分和切割刀片形成的，因此它对以下顺序的整形手术和球有直接影响。

从公式36-22中，可以计算切割材料的长度

在公式

lo - - 切割材料的长度mm的长度

v潮红之前的v -type -Volume（MM3）

fo - - 线

材料横截面区域MM2

这只是实际生产中的一个计算值，有必要通过调整材料列来修改切割长度。

有时它用于测量切割是否准确，即毛坯的重量等于切割的重量。

切割模具的直径应比材料的最大直径大0.05至0.1mm，并且刀片和切割模具之间的间隙约为0.1mm。

b.

如图36-26所示，整容手术被材料柱的末端表面扁平，并在下端产生1-2×45°的较低角度（压力）是修复切割材料的缺陷以确保下一个球过程的质量。

尺寸d = do+（0.1 ～0.25）（mm）

做 - - 电缆直径毫米。

C。

球是一个鼓形球形球形球形球的球形球形。

这样，当按下六方时，相应零件的摩擦应该很小，金属很好，并且在压力作用下很容易填充六个方向。

鼓球的大小如经验数据所示：

dm =（0.7〜0.8）d跟踪

dmax≤smin

中间形式d直径-nickname直径毫米

DMAX-鼓球mm的最大直径

smin-小尺寸毫米

根据DM和D的大小以及螺母的体积，可以通过计算来计算鼓球的其他尺寸：

d.

压力类型，即满足六方螺母形状的要求的六道路。

变形尺寸是否合理，直接影响产品的质量和模具的寿命。

考虑六方大小的大小的主要因素是：六方凹入模具中六个毛坯的下降和下部打孔的肿胀侧。

因此，在螺母的一侧有一个倾斜的角度（请参见图36-28），例如，M10上方的螺母通常是0°.30'°〜1°。

除了这种尺寸外，还有许多尺寸与螺母的大小和产品的外观直接相关（见图36-29），这表明螺母上的螺母压力大小。

其中，两端的凹槽穴位的几何大小非常重要。

经验数据：

<m8：d1 = d小最大+（0.02 ～0.04）mm

M8 ～M14：D1 = D小最大+（0.05 ～0.10）mm

M14〜M18：D1 = D小最大+（010 ～0.15）mm

M18〜M24：D1 = D小最大+（0.15 ～0.30）mm

在哪里：

d小最大 - 螺母中螺纹步道的最大尺寸（毫米）

d =（1.05 ～1.1）d trail

中间形式d直径-nickname直径（mm）

D尺寸太小，不利于螺母的合唱，这不利于金属流动，并且六角形的角度不清楚，D尺寸太大了，螺母的螺母会降低，从而影响外观和固定强度。

确定D1和D尺寸后，根据标准螺母的向后角度为106°，这通常为106°。

H =（D-D1）TG37°（公式36-25）

凹入端子中的另一个重要尺寸是骨骼的H1和α角。

H1不应过高。

经验数据：

M8 ～M10：H1 =（0.4 ～0.5）mm

M10～M16：H1 =（0.6 ～1.0）mm

M18〜M24：H1 =（1.2 ～1.6）mm

对于M20及以上，可以将压力型超模的H1与较低的成型器（0.30 ～0.50）毫米进行比较，这更有利于冷变形。

α通常需要10°〜15°。

在凹形穴位的顶部是一个圆锥体，锥角为150°，圆锥角为TG15°，整个凹形孔的高度为：

H2 = H+H1+TG15°（公式36-27）

骑士的大小通常不用作为检查的基础，并且可以通过模具的尺寸来保证。

E。

打孔的大小和质量是满足顺序攻击线的要求。

考虑到钢的硬度必须影响打孔的质量，可以在螺母的最小尺寸和最大尺寸之间设置光圈。

杆问题必须注意

1螺母打孔后，羞愧施洗问题

拳实际上被切入空白。

内部孔产生的刺激力会导致孔的接触表面和内部孔产生摩擦，这是冲洗的方向相反的摩擦，从而导致地层形成的额外应力会导致径向张力扩大S的径向，即肿胀。

Obviously, the size of the swelling side is related to the rigidity of Kong Chong and the sharpness of the blade, and it is also related to the material of the screw.

Low -carbon steel is larger than the medium -carbon steel swelling side, and the carbon steel is larger than the high -quality steel swelling of the same carbon content.

This can be increased by increasing the cutting performance of steel with the increase in the amount of carbon content, which is explained.

In addition, the size of the swelling side (that is, the width of the edge) S is related to the ratio of the height m. Table 36-4 lists the swelling values ​​after some specifications of the nut punching.

Even if these problems are noticed, it is often due to the change of the nut material (the material is medium -carbon steel or alloy steel), and the problem of S square by Square is generally not solved by the Slip. In order to solve the problem of the Speed ​​side due to punching and swelling, the following measures can be taken:

a. Reduce the size of the punching, increase the rectus, and the amount of rectus holes is 0.5 to 1mm;

b. Two punching, the second punching balance is about 1 mm.

c. Plugs in the punching hole with one six -square concave molds can prevent the nut sine sfang of the nut. The thickness of the six -way concave molds is slightly higher than the height M of the nut.

The mold cavity must have a 0 ° 10 ′ ～ 0 ° 15 ′ out of an outlet taper.

Table 36-4 The swelling value of the specifications of the specifications of the specifications.

The six-way concave molds of the stroke of the nut must have a taper. One is to make the thread easily out of the mold. The other is to compensate the swelling value of the punching, so that the size of the nut S is not worse due to the swelling.

d. Improve the dimension size of the six-way flush, that is, the H1 at both ends of the concave acupoints at both ends of the billet of the nut pressure (see Figure 36-29).

Properly increase H1 parts, that is, reduce the thickness of the punching skin, which can improve the swelling situation during punching. However, H1 should not be too high. Excessive high is not good for the billet from the convex.

e. Using back pilling holes can solve the swelling problem

The roughness and roundness of 2 holes

In order to minimize the roughness and get a rounded inner hole, the gap between the cold threaded threading convex and concave mold requirements are smaller than the gap between the average punching mold. It is hoped that more than 80%of the inner wall of the hole is a bright belt (see Figure 36-30), and the tearing belt does not exceed 20%of the hole wall.

Using a small gap punching, sometimes another quality problem occurs: "groove holes", as shown in Figure 36-32.

The quality of the holes in the punch is related to the geometric shape of the flush convex and concave mold and the convex mold gap.

a. Malid punching concave mold

As shown in Figure 36-33

There is a convex platform in this concave blade port, which is suitable for the medium and small -specification nut punching below M12.

Its advantage is that it is easy to locate during punching, and the punching holes are less broken, and the "speaker mouth" is not serious.

The disadvantage is that when the punching speed is slower, the "groove holes" will be generated. When the new holes are replaced, the knife mouth of Kong Chong's blade may also appear "groove holes". At this time, as long as the sandpaper is used to use sandpaper to make the sand in the corner, the role of squeezing the surface of the light can be squeezed from the punch to avoid the appearance of "groove holes".

Using this kind of concave mold, the lower head of the six -party bumps should not be too high. It is too high. It is easy to produce iron dumbs when punching, sticking to the concave mold surface, causing the thread to generate indentation and affect the appearance.

b. Flat -straight punching concave model

As shown in Figure 36-34, the gap between this type of concave can be slightly larger than the above-mentioned concave molds, and the disadvantage is that it is easy to produce burrs when the punching speed is slow, or a single-sided tearing piece, which exceeds the normal break zone, and sometimes extends to the inside of the nut.

This phenomenon is prone to occur when perforation of low -intensity nuts, causing quality instability.

c. Pole concave mold with a rounded corner

As shown in Figure 36-35, there is a rounded corner of the inner hole port of this kind of concave model. The convex and concave models can be obtained in a larger. The disadvantages are generally used in M14. The surface is torn to the inside angle.