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冷鍛是金屬在室溫下進(jìn)行鍛壓加工成形的工藝方法。冷鍛包括鐓鍛、模鍛和擠壓等變形形式,屬冷態(tài)體積成型。冷鍛工藝是從冷擠壓開始發(fā)展起來的,逐步延伸向冷模鍛、冷精鍛方向發(fā)展。
和熱模鍛相比較,冷鍛最主要的優(yōu)點(diǎn)是坯料不加熱,所以沒有因加熱而引起的鍛件外形尺寸和內(nèi)在的質(zhì)量問題,也省略了加熱設(shè)備。冷鍛件尺寸精度高、粗糙度值小、減少切削加工、節(jié)省材料和降低成本,又容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化自動(dòng)化生產(chǎn)。因此在汽車、摩托車、自行車、拖拉機(jī)、家電、紡織機(jī)械、軍用工業(yè)和航空工業(yè)等行業(yè)中大量推廣應(yīng)用,并日益擴(kuò)大。
采用冷鍛工藝最主要的技術(shù)問題是金屬在冷態(tài)下強(qiáng)度高,變形過程中有強(qiáng)化作用,變形抗力要比高溫時(shí)大幾倍到幾十倍,塑性差容易開裂。圍繞這個(gè)中心問題,從原材料、坯料前處理、冷鍛變形工藝、模具和設(shè)備等方面采取有效的措施,方能取得成功。
冷鍛件可以分為以下幾類。
1.擠壓類:冷擠壓成形,可分為正擠壓、反擠壓和復(fù)合擠壓。
2.鐓粗類:冷鐓粗成形,可分為鐓粗和局部鐓粗。
3.模鍛類:最終由冷鍛成形,可分為小毛邊模鍛和閉式無毛邊模鍛。
4.精鍛類:冷精傘齒輪齒形,花鍵和直齒形。
接下來我們了解一下冷鍛工藝特點(diǎn)。
冷鍛產(chǎn)品質(zhì)量好,室溫狀態(tài)下加工,產(chǎn)品尺寸精度高,表面光潔,力學(xué)性能好。又能加工形狀復(fù)雜的鍛件,減少切削加工,節(jié)約材料消耗,降低成本。
變形抗力大,必須采取降低變形抗力的措施:調(diào)整原材料化學(xué)成分、坯料前處理、改進(jìn)變形工藝、提高模具硬度和光潔度、控制設(shè)備的加壓速度等。
冷變形強(qiáng)化和熱效應(yīng),冷鍛過程中,隨著變形程度增加,產(chǎn)生金屬的強(qiáng)度和硬度也提高的冷變形強(qiáng)化現(xiàn)象??衫美渥冃螐?qiáng)化來強(qiáng)化產(chǎn)品的強(qiáng)度和硬度,提高力學(xué)性能
由于機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能,坯料的溫度會(huì)升高,稱為熱效應(yīng)。要控制坯料溫度不超過400℃。
摩擦力較大,冷鍛變形力大,單位壓力也大,金屬與模具表面的摩擦力也高,必須改善潤滑條件,降低摩擦力。
機(jī)械化和自動(dòng)化,室溫狀態(tài)下加工,勞動(dòng)條件好,容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化,適用于大批量生產(chǎn)。
根據(jù)零件圖設(shè)計(jì)冷鍛件圖,它是制訂工藝、設(shè)計(jì)模具和檢查鍛件的主要依據(jù)。按設(shè)計(jì)特點(diǎn)分為冷擠壓件和冷模鍛件設(shè)計(jì)。
冷模鍛件設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下:
1.冷鍛或冷擠壓的零件應(yīng)盡量為軸對(duì)稱形狀,以保證在成形過程中,金屬均勻流動(dòng)。
2.按零件圖確定冷鍛直接成形后,不需切削加工的形狀、尺寸、位置和技術(shù)要求。
3.分模面:冷鍛件可分為小毛邊開式模鍛和閉式模鍛兩種形式。小毛邊的分模面位置通常設(shè)置在最大直徑上或最大直徑的端面上。
4.加工余量和公差:對(duì)冷鍛后,不再作任何機(jī)械加工的部分,不設(shè)加工余量,與零件圖的尺寸和公差相同。對(duì)其余要經(jīng)機(jī)械加工部分不必苛求產(chǎn)品精度。
5.出模斜度和圓角半徑:冷鍛時(shí),一般都設(shè)有頂出裝置,出模斜度約為0°~3°。圓角半徑以R2為基礎(chǔ),視零件圖要求,酌情增減。但冷鍛時(shí),圓角過大反而影響成形。