冷镦机的模具加工解读

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1、衢州职业技术学院毕业设计（论文）课题名称：冷镦机的模具加工院另U:机电工程学院专业班级：13数控（2）班学生姓名：指导教师：摘要螺栓在日常生活当中和工业生产制造当中，是少不了的，螺栓也被称为工业 之米。可见螺栓的运用之广泛。螺栓的运用范围有：电子产品，机械产品，数码 产品，电力设备，机电机械产品。船舶，车辆，水利工程，甚至化学实验上也有 用到螺栓。反正是超多地方都有用到螺栓的。特如数码产品上面用到的精密螺栓。 DVD,照相机、眼镜、钟表、电子等使用的微型螺栓；电视、电气制品、乐器、家 具等之一般螺栓;至于工程、建筑、桥梁则使用大型螺栓、螺帽;交通器具、飞机、 电车、汽车等则为大小螺栓并用。螺栓

2、在工业上负有重要任务，只要地球上存在 着工业，则螺栓之功能永远重要。螺母就是螺帽，与螺栓或螺杆拧在一起用来起紧 固作用的零件，所有生产制造机械必须用的一种元件根据材质的不同，分为碳钢、 不锈钢、有色金属（如铜）等几大类型。而作为其加工的机器冷镦机也是必不可少的工具，本文对冷镦机的模具加工进 行了较为详细的介绍。通过对其加工工艺和工艺参数的分析来进行，从而了解冷 镦机的加工流程。关键词：冷镦机，加工工艺 ，工艺参数，模具目录第一章 绪 论 31.1 冷镦工艺 31. 2 冷镦机的概念 31.3 冷镦机的特点 41.4 冷镦机的优点 41.5 冷镦机的工序介绍 5第二章 螺母冷镦工艺分析及工艺参数

3、 12.1.切断 12.2. 整形 12.3.镦球 22.4. 压型 22.5.冲孔 4第三章 冷镦机的操作注意事项及维护 93.1 冷镦机安全操作规程 93.2 冷镦机操作时的注意事项 93.3 冷镦机维修保养要求 10参考文献 12致 谢 13第一章 绪 论1.1 冷镦工艺1. 根据金属塑变理论，在常温下对金属坯料施加一定的压力，使之在模腔内 产生塑变，按规定的形状和尺寸成型。2. 必须选优质“塑变”良好的金属材料，如铆螺钢，其化学成分和机械性能 有严格的标准。3. 冷镦螺栓、螺母成型机械已有多型号、多系列的机种。设备性能可靠、效 率高、产品质量稳定。4. 产品成型镦锻力大，配置动力在，设

4、备一次投入大。因此生产规格 M24 以 下最为经济。5. 有较好的表面质量，较高的尺寸精度。因在镦锻过程中存在着冷作硬化， 变形量不宜太大。减少开裂。6. 冷镦工艺适用范围于批量大、各类规格的产品，这样才能降低成本。1. 2冷镦机的概念紧固件成型工艺中，冷镦技术是一种主要加工工艺。冷镦属于金属压力加工 范畴。在生产中，在常温状态下，对金属施加外力，使金属在预定的模具内成形 这种方法通常叫冷镦。实际上，任何紧固件的成形，不单是冷镦一种变形方式能 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，生产中对冷镦的叫法，只是一种习惯性叫法 更确切地

5、说，应该叫做冷镦。冷镦的优点很多，它适用于紧固件的大批量生产。1.3冷镦机的特点1. 曲轴与机体、冲击连杆的连接均采用高耐磨合金铜瓦连接，承载力大，使用 寿命长，维修成本低。2. 机体采用添加合金的球铁 500 铸造而成，抗拉强度高，耐磨性好。3. 采用二级齿轮传动系统，传动效率高，传动力矩大。4. 配备气动离合刹车器，降低电机功率能耗。5. 切料系统采用导板驱动切刀杆，导板往复运动，切断力直线传送，力大稳定 且动态平衡性好。6. 挟钳系统可以 180 度翻转或平移。利于成型工艺安排。7. 配备变频调速装置，可在一定范围内无极调速。8. 配备故障检出器及安全保护装置，设备故障时自动停机，给予设

6、备和工模具 最大保护。9. 送料箱安装止推装置，提高送料精度。1.4冷镦机的优点它的主要优点概括为以下几个方面1. 钢材利用率高。冷镦是一种少、无切削加工方法，如加工杆类的六角头螺栓、 圆柱头内六角螺钉，采用切削加工方法，钢材利用率仅在25%35%,而用冷镦方 法，它的利用率可高达85%95%,仅是料头、料尾及切六角头边的一些工艺消耗。2. 生产率高。与通用的切削加工相比，冷镦成型效率要高出几十倍以上。3. 机械性能好。冷镦方法加工的零件，由于金属纤维未被切断，因此强度要比 切削加工的优越得多。4. 适于自动化生产。适宜冷镦方法生产的紧固件（也含一部分异形件），基本 属于对称性零件，适合采用高

7、速自动冷镦机生产，也是大批量生产的主要方法。1.5冷镦机的工序介绍于冷镦成型不是采用预先切好的单件毛坯，而是采用自动冷镦机本身由棒料 和盘螺栓头部的成形采用冷镦塑性加工，同切削加工相比，金属纤维 （金属留线） 沿产品形状呈连续状，中间无切断，因而提高了产品强度，特别是机械性能优良 冷镦成形工艺包括切料与成形，分单工位单击，双击冷镦和多工位自动冷镦。一 台自动冷镦机分别在几个成型凹模里进行冲压，镦锻，挤压和缩径等多工位工艺 单工位或多工位自动冷镦机使用的原始毛坯的加工特点是由材料尺寸长 5-6 米的 棒料或重量为 1900-2000KG 的盘条钢丝的尺寸决定的，即加工工艺的特点在条钢 丝切取和镦

8、粗的（必要时）毛坯。在挤压型腔之前，毛坯必须进行整形。通过整形 可得到符合工艺要求的毛坯。在镦锻，缩径和正挤压之前，毛坯不需整形。毛坯 切断后，送到镦粗整形工位。该工位可提高毛坯的质量，可使下一个工位的成型 力降低 15-17%，并能延长模具寿命，制造螺栓可采用多次缩径。1. 用半封闭切料工具切割毛坯，最简单的方法是采用套筒式切料工具；切口的 角度不应大于 3 度；而当采用开口式切料工具时，切口的斜角可达 5-7 度。2. 短尺寸毛坯在由上一个工位向下一个成型工位传递过程中，应能翻转 180 度，这样能发挥自动冷镦机的潜力，加工结构复杂的紧固件，提高零件精度。3. 在各个成型工位上都应该装有冲

9、头退料装置，凹模均应带有套筒式顶料装 置。4. 成型工位的数量（不包括切断工位）一般应达到 3-4 个工位（特殊情况下 5 个 以上）。5. 在有效使用期内，主滑块导轨和工艺部件的结构都能保证冲头和凹模的定位 精度。6. 在控制选料的挡板上必须安装终端限位开关，必须注意镦锻力的控制。在自 动冷镦机上制造高强度紧固件所使用的冷拨盘条钢丝的不圆度应在直径公差范围 内，而较为精密的紧固件，其钢丝的不圆度则应限制在 1/2 直径公差范围内，如 果钢丝直径达不到规定的尺寸，则零件的镦粗部分或头部就会出现裂痕，或形成 毛刺，如果直径小于工艺所要求的尺寸，则头部就会不完整，棱角或涨粗部分不 清晰。冷镦成型所

10、能达到的精度还同成型方法的选择和所采用的工序有关。此外， 它还取决于所用的设备的结构特点，工艺特点及其状态，工模具精度，寿命和磨 损程度。冷镦成型和挤压使用的高合金钢，硬质合金模具的工作表面粗糙度不应 大 Ra=0.2um, 这类模具工作表面的粗糙度达到 Ra=0.025-0.050um 时，具有最高寿 命。第二章 螺母冷镦工艺分析及工艺参数2.1.切断在自动冷镦机多工位生产或压力机上分序生产，切断都是第一道工序，也是 较关键的工序。因为切料断口的平整性、切刀板压下所形成的马蹄印大小 （见图 2-1），都对下序的整形、镦球有直接的影响。但是这仅是一个计算值，实际生产中还要通过调整档料柱来修正切

11、断长度。有时 还用称重法来衡量切料是否准确，即坯料重相当于切断的料柱重。切断模的孔径 应比料的最大直径大0.050.1mm，刀板与切断模之间的间隙为0.1mm左右。T马印y图2-1螺母料柱马蹄印示意图2.2. 整形如图2-2所示，整形是把料柱的端面镦平，在下端镦（压）出12X45。的 倒角，目的是将切料的缺陷进行修整，保 证下一压球工序的质量。整形的尺寸d=do+（0.10.25）（mm）2-1式中 do线材直径mm。2.3.镦球镦球是将整形后的料柱镦（压）成鼓形球状,见图 2-3，它的质量影响螺母的 端面、秃角、棱边的清晰和质量。在确定鼓形球几何尺寸时，按经验，在倒角 40 确定的情况下，d

12、M、h尺寸应尽可能小。这样，在压六方时，相应部位的摩擦力要 小，金属在压型力的作用下，金属流动性好，容易充满六方。如果 dM、 h 偏大， 则在压六方时，不易充满六角。如果为了使六方充满而增加压型力，则螺母端面 就会产生飞边。鼓形球尺寸按经验数据如下：dM=（0.70.8）d 径2-2DmaxWSmin式中 d 径螺母公称直径 mmDmax鼓形球最大直径mmsmin螺母s方最小尺寸mm根据 dM、 D 的尺寸和螺母坯料体积，2-3鼓形球的其它尺寸可通过计算得出：2-4H=h+(D-dM)tg402.4. 压型压型,即镦压成型螺母的六方，使之满足六方螺母外形尺寸的要求。变形尺寸是否合理，直接影响

13、产品的质量和模具的寿命。压型除这个尺寸以外，还有很多尺寸与螺母的外形尺寸及产品的外观等有直 接关系,表示出了螺母压型坯件的尺寸。其中，两端凹穴的几何形状尺寸很重要。 d1 是一个关键尺寸，偏小，冲孔容易产生毛刺;偏大，冲孔容易出现喇叭口，影响 内螺纹的完整。经验数据为：VM8： d1=d小max+（0.020.04）mmM8M14：d1=d 小 max+（0.050.10）mm2-5M14M18：d1=d 小 max+（0100.15）mm2-6M18M24：d1=d 小 max+（0.150.30）mm2-7式中：d小max螺母内螺纹小径最大尺寸（mm）d=（1.05l.l）d 径式中 d

14、径螺母公称直径（ mm）d尺寸过小，不利于螺母镦压成型，不利于金属流动，六棱角不清晰；d尺寸 过大，螺母支承面减小，影响外观及紧固强度。di和d尺寸确定后，按标准螺母内倒角120, 般取为106，其原因是 内倒角取小一点，按公式计算， h 尺寸就可大一些，这样既可节省钢材，螺母压型 时变形有利，又可缩小冲孔连皮（即冲孔冲出的铁豆）厚度，有利于冲孔。h=（d-d1）tg372-8凹穴中另一重要尺寸为hl和a角，它们对螺母镦压成型后，从六角凹模顶出 的六方下冲有影响。hl不宜过高，过高将影响螺母六方型坯及时从六方下模冲脱 开，接着下一个型坯又进入凹模，从而引起重帽，而产生故障。经验数据为： M6：

15、hl0.30mmM8M10：hl=（0.40.5） mm2-9Ml0Ml6：hl=（0.6l.0） mm2-l0Ml8M24：hl=（l.2l.6） mm2-ll对M20以上螺母，压型上模的hl可比下模高（0.300.50） mm，更有利于冷镦变形。a 一般取 l0l5。hl、a确定后，d2尺寸可按下式计算：d2=dl-2hltana2-l2凹穴顶部为一圆锥，锥角取为150，则圆锥的角度为tg15，整个凹穴的 高度为： h2=h+hl+tgl52-l3凹穴尺寸一般不作为检验依据，由模具的尺寸来保证。上述数据依据为GB/T 6170-2000标准螺母。对于其他型式的螺母不完全适用。2.5.冲孔冲孔尺寸大小、质量，都是为了满足下序攻螺纹的要求。螺母内孔直径一般 按小径最大尺寸决定。考虑到钢材硬度要影响冲孔质量，孔径可定在螺母小径最 小尺寸与最大尺寸之间，由操作者在其公差范围内灵活掌握。实际上考虑到攻丝 的因素，冲孔尺寸的公差要小于小径的公差。冲孔必须注意以下两方面