[科普中國]-冷鐓

冷鐓工藝的主要優(yōu)點(diǎn)

1.冷鐓是在常溫條件下進(jìn)行的。冷鐓可使金屬零件的機(jī)械性能得到改善。下表是冷鐓螺栓和切削加工螺栓的機(jī)械強(qiáng)度對比：

從表中可以看出，無論是何種規(guī)格的螺栓，冷鐓加工后的抗拉強(qiáng)度比切削加工的提高約10%左右，有的甚至可提高20%。這是因?yàn)槔溏吋庸ぎa(chǎn)品的金屬纖維不會(huì)被切斷，金屬內(nèi)部結(jié)構(gòu)被壓實(shí)，以及伴隨加工硬化現(xiàn)象的存在，所以金屬機(jī)械性能得到了改善。

2.冷鐓工藝可以提高材料利用率。以冷鐓螺栓為例，新工藝“凹穴”六角頭螺栓，材料利用率可達(dá)99%以上。除了‘料頭料尾的損失外，達(dá)到了完全無切削加工。如用切削加工，材料利用率則僅為40%。冷鐓螺母的材料利用率也可達(dá)80%左右，而切削加工螺母，其材料利用率只有54%。

3.冷鐓工藝可大大提高生產(chǎn)率。如冷鐓螺母與原切削工藝相比，生產(chǎn)率約提高25～30倍。

4.由于采用了多工位冷鐓機(jī)，實(shí)現(xiàn)了各道工序在一臺(tái)機(jī)床上同時(shí)加工，從而減少了設(shè)備投資，減少了設(shè)備所占用的生產(chǎn)場地，減少了半制品在各工序之問的運(yùn)輸，特別是減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了勞動(dòng)條件。

5.冷鐓工藝能提高產(chǎn)品表面光潔度和保證產(chǎn)品精度。一般光潔度可達(dá)V5，特殊要求可達(dá)V6。對于大批生產(chǎn)螺栓，螺母等來說，完全可以保證其精度。

冷鐓工藝由于具有高的生產(chǎn)率，良好的產(chǎn)品質(zhì)量，并i大大減少材料消耗，降低生產(chǎn)成本，改善勞動(dòng)條件，因此愈來愈廣泛地應(yīng)用在機(jī)械制造特別是標(biāo)準(zhǔn)緊固件的生產(chǎn)中，其中應(yīng)用多工位冷鐓機(jī)生產(chǎn)的最有代表性的產(chǎn)品，是螺栓、螺釘和螺母。1

冷鐓用原材料冷鐓用原材料的要求1.要求有較高的塑性和較低的硬度

由于冷鐓時(shí)毛坯的側(cè)表面存在切向拉應(yīng)力，客易產(chǎn)生縱向表面裂紋，如圖4-16所示，因此，冷鐓工藝應(yīng)采用專用的高塑性、低硬度的材料。對于鋼材一般要求表面硬度為75-85HRB。

2.表面質(zhì)量要求很高

由于冷鐓工藝主要用于標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)，這些產(chǎn)品一般不再進(jìn)行切削加工，尤其是螺釘，螺栓等標(biāo)準(zhǔn)件，其桿部在冷鐓過程中變形極少，仍保持毛坯的原有表面，因此，必須要求冷鐓用原材料具有較低的表面粗糙度，不允許有劃傷，麻斑、銹跡等表面缺陷。

3.尺寸精度要求高

為保證坯料的體積準(zhǔn)確，必須要求坯料直徑公差很小。以M10×1.5螺栓為例，其原材料公稱尺寸及公差為Φ

冷鐓材料的供應(yīng)形式材料的供應(yīng)形式有冷拔盤料和冷拔棒料兩種。冷拔盤料的直徑規(guī)格為2~16mm，每盤重量為100~2000kg；一般直徑大于16mm的冷拔料以棒料的形式供應(yīng)。2

冷鐓變形程度及冷鐓次數(shù)的決定冷鐓變形程度的表示方法及許用變形程度在冷鐓加工時(shí)，由于金屬產(chǎn)生加工硬化作用，冷鐓變形程度越大，變形抗力也將越大。當(dāng)冷鐓變形程度超過金屬材料本身最大許用變形程度時(shí)，在零件側(cè)表面就會(huì)形成裂紋；當(dāng)冷鐓的單位壓力超過模具所允許的壓力時(shí)，就會(huì)引起模具的損壞。因此，對各種不同尺寸形狀、不同冷鐓材料，應(yīng)當(dāng)選擇合理的變形程度。一般冷鐓變形程度常用下式表示：

式中，ε－冷鐓變形程度；

H0－鐓粗前毛坯原始高度；

h1－鐓粗后零件的高度。

另外，如果冷鐓前毛坯長度過高，冷鐓時(shí)則會(huì)產(chǎn)生側(cè)向彎曲，造成折疊、夾灰等缺陷。因此，冷鐓時(shí)的變形程度要選得合適。

據(jù)一些工廠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得知，不同金屬材料，在冷鐓時(shí)側(cè)表面出現(xiàn)裂紋的最大許用變形程度如下表:

冷鐓次數(shù)的決定冷鐓變形程度超過上列數(shù)據(jù)時(shí)，為防止產(chǎn)生裂紋，應(yīng)進(jìn)行中間退火，以消除冷鐓變形中產(chǎn)生的硬化現(xiàn)象，然后再繼續(xù)鐓鍛。除了考慮最大許用變形程度外，對于幾何形狀過分復(fù)雜的冷鐓產(chǎn)品，也必須考慮中間退火。如采用中間退火工藝，則只能分工序進(jìn)行冷鐓。

冷鐓工藝除受上述變形程度影響外，還必須考慮鋤鍛時(shí)材料的彎曲。一般實(shí)跋經(jīng)驗(yàn)是，根據(jù)線材未夾持幫分的自由高度h與其直徑dm之比，來決定鐓鍛次數(shù)。

當(dāng) 時(shí)，鐓鍛一次；

時(shí)，鐓鍛兩次；

時(shí)，鐓鍛三次。

在實(shí)際生產(chǎn)中，還要考慮產(chǎn)品的幾何形狀，按照上列數(shù)據(jù)多增加一次鐓鍛。如螺栓、螺釘、螺母的冷鐓次數(shù)，就要比上列計(jì)算數(shù)據(jù)多鐓一次。這是一方面為了考慮模具的使用壽命，另外也是為了保證產(chǎn)品質(zhì)量。1

冷鐓時(shí)坯料長度的計(jì)算冷鐓時(shí)的坯料長度，可根據(jù)體積不變原則來決定，即塑性變形前坯料的體積，等于冷鐓后零件的體積。如冷鐓后還要進(jìn)行切邊或切削加工，那么坯料的體積還應(yīng)加上相應(yīng)的切削量。

坯料體積決定后，它的頭部所需毛坯長度，可按下圖所示所示進(jìn)行計(jì)算。1