高強螺栓(shuān)緊固件成(chéng)型(xíng)工藝(yì)
緊(jǐn)固(gù)件(jiàn)成(chéng)型工藝(yì)中，冷鐓(duī)(擠)技(jì)術是(shì)一種主要加工(gōng)工藝(yì)。冷(lěng)鐓(擠(jǐ))屬(shǔ)於金屬壓(yā)力(lì)加工範疇(chóu)。在生產中，在常溫狀態(tài)下，對金屬施加外力(lì)，使金屬(shǔ)在預定的(dí)模(mó)具內成(chéng)型(xíng)，這種方法通常叫冷鐓。實際(jì)上(shàng)，任(rèn)何(hé)緊固件的成(chéng)型，不單(dān)是冷鐓一種變(biàn)形(xíng)方式(shì)能實現(xiàn)的，它在冷鐓過(guò)程(chéng)中，除了鐓粗(cū)變形(xíng)外(wài)，還伴隨(suí)有正，反擠(jǐ)壓(yā)，復(fù)合擠(jǐ)壓，衝切，輾(zhǎn)壓(yā)等(děng)多(duō)種(zhǒng)變(biàn)形(xíng)方式(shì)。因此，生(shēng)產中對(duì)冷鐓的叫法隻(zhī)是一(yī)種(zhǒng)習慣性叫法，更確切地(dì)說，應該叫做(zuò)冷鐓(擠)。冷(lěng)鐓(擠(jǐ))的優點很多，它(tā)適用於(yú)緊(jǐn)固件的大批(pī)量(liáng)生(shēng)產。它(tā)的主要(yào)優(yōu)點(diǎn)概(gài)括為(wéi)以下(xià)幾個方麵：
①鋼材利用率高。冷鐓(擠)是一(yī)種少(shǎo)，無切削(xiāo)的加(jiā)工(gōng)方法(fǎ)，如(rú)加工(gōng)杆(gān)類的六角頭(tóu)螺栓(shuān)，圓柱頭內(nèi)六(liù)角螺(luó)釘。采用切(qiē)削加工方法(fǎ)，鋼(gāng)材利用(yòng)率(shuài)僅在25%～35%，而(ér)用冷鐓(擠(jǐ))方(fāng)法，它的利(lì)用率可高達85％~95％，僅是料(liào)頭(tóu)，料尾及(jí)切六角頭(tóu)邊的一(yī)些(xiē)工藝(yì)消耗。
②生產(chǎn)率高。與通(tōng)用的(dí)切削加工相(xiāng)比(bǐ)，冷(lěng)鐓(擠)成(chéng)型效率(shuài)要高(gāo)出(chū)幾(jī)十倍(bèi)以上。
③機(jī)械(xiè)性能(néng)好。冷鐓(擠(jǐ))方法(fǎ)加(jiā)工的(dí)零件(jiàn)，由於金屬纖(xiān)維未(wèi)被(bèi)切斷(duàn)，因此強度要(yào)比切削加工的*得多(duō)。
④適(shì)於自(zì)動(dòng)化(huà)生產(chǎn)。適(shì)宜(yí)冷鐓(duī)(擠)方法生(shēng)產的(dí)緊(jǐn)固(gù)件(jiàn)(也含一(yī)部(bù)分(fēn)異形件)基(jī)本屬於(yú)對稱性零件(jiàn)，適(shì)合(hé)采(cǎi)用(yòng)高速(sù)自(zì)動冷鐓機生產．也是大批(pī)量(liáng)生(shēng)產的(dí)主(zhǔ)要方法。
總(zǒng)之(zhī)，冷鐓(duī)(擠)方法(fǎ)加(jiā)工緊(jǐn)固件，異形件(jiàn)是一種(zhǒng)綜(zōng)合經濟效(xiào)益相(xiāng)當高(gāo)的加(jiā)工(gōng)方法(fǎ)，是緊 固件(jiàn)行(háng)業中(zhōng)普遍采(cǎi)用的加工(gōng)方法(fǎ)，也是一種在(zài)國內，外廣為利(lì)用，很有發展的先(xiān)進加(jiā)工方(fāng)法。因(yīn)此，如何充分(fēn)利(lì)用(yòng)，提(tí)高(gāo)金(jīn)屬(shǔ)的塑(sù)性(xìng)，掌握金屬(shǔ)塑(sù)性(xìng)變形(xíng)的(dí)機(jī)理，研製出(chū)科學合理(lǐ)的(dí)緊(jǐn)固(gù)件冷鐓(duī)(擠)加(jiā)工工藝(yì)，是本文(wén)的目的(dí)和宗旨(zhǐ)所在(zài)。
(1)金(jīn)屬(shǔ)變形
1)金(jīn)屬變形的概念
變形是(shì)指金(jīn)屬受(shòu)力(外(wài)力(lì)，內力)時，在(zài)保(bǎo)持自(zì)己(jǐ)完整(zhěng)性的條件下，組成(chéng)本身的細(xì)小微(wēi)粒的相(xiāng)對位(wèi)移的(dí)總和(hé)。
2) 金屬變形(xíng)的(dí)種類(lèi)
①彈性變形(xíng)。金(jīn)屬(shǔ)受(shòu)外力作用(yòng)發生(shēng)了(liǎo)變形，當外(wài)力去(qù)掉後(hòu)，恢復原來形狀(zhuàng)和(hé)尺(chǐ)寸(cùn)的(dí)能力，這種變形稱(chēng)為(wéi)彈(dàn)性變(biàn)形。
彈性的好(hǎo)壞(huài)是通(tōng)過彈(dàn)性(xìng)極(jí)限，比例(lì)極(jí)限來衡量的。
②塑性(xìng)變形(xíng)。金屬在(zài)外力(lì)作用下(xià)產(chǎn)生*變形(指(zhǐ)去(qù)掉外力後不(bù)能恢復原(yuán)狀的(dí)變形)，但金(jīn)屬(shǔ)本(běn)身(shēn)的(dí)完整(zhěng)性又(yòu)不(bù)會被破壞的(dí)變(biàn)形稱(chēng)為(wéi)塑性變(biàn)形。
塑性的好壞通過(guò)伸(shēn)長(cháng)率，斷(duàn)麵收縮率，屈服(fú)極(jí)限來表示。
3)金屬塑性及變形抗(kàng)力(lì)
①影響金(jīn)屬塑(sù)性及變形(xíng)抗力(lì)的主要因(yīn)素
金屬的塑性(xìng)及(jí)變形抗力的(dí)概念：金(jīn)屬的塑(sù)性可理解為在外(wài)力作用下，金(jīn)屬(shǔ)能穩(wěn)定(dìng)地改變(biàn)自(zì)己(jǐ)的(dí)形(xíng)狀而質(zhì)點間的又不被破壞(huài)的能力。並將金屬在變(biàn)形時(shí)反作用於施(shī)加(jiā)外(wài)力的工(gōng)模具(jù)的力稱為(wéi)變形(xíng)抗力(lì)。
影響(xiǎng)金屬塑性(xìng)及(jí)變(biàn)形(xíng)抗(kàng)力的(dí)主要因素包(bāo)括(kuò)以下(xià)幾個方(fāng)麵：
a．金(jīn)屬組織(zhī)及化學成分(fēn)對(duì)塑性及(jí)變形抗力(lì)的影響
金(jīn)屬組織決定(dìng)於組成金(jīn)屬的化(huà)學成分(fēn)，其主要(yào)元素的晶格類別(bié)，雜質(zhì)的性(xìng)質，數量及分(fēn)布(bù)情況(kuàng)。組成(chéng)元素越少，塑性(xìng)越(yuè)好。例如純鐵(tiě)具(jù)有很(hěn)高的(dí)塑(sù)性(xìng)。碳(tàn)在鐵中呈固熔(róng)體，也具(jù)有(yǒu)很(hěn)好(hǎo)的(dí)塑性(xìng)，而(ér)呈(chéng)化(huà)合物(wù)，則塑性(xìng)就降(jiàng)低。如化(huà)合(hé)物Fe3C實際(jì)上是很脆的(dí)。一(yī)般(bān)在(zài)鋼(gāng)中，其他元素(sù)成分的增加也(yě)會(huì)降(jiàng)低(dī)鋼的(dí)塑(sù)性。
隨(suí)著(zhuó)鋼中(zhōng)含碳量的增加，鋼的(dí)抗(kàng)力(lì)指(zhǐ)標(σb，σp，σs唧(jī)，以(yǐ)等(děng))均增高，而塑(sù)性(xìng)指(zhǐ)標(biāo)(ε，φ等)均(jūn)降低。在冷(lěng)變形時(shí)，鋼中含(hán)碳量每(měi)增加(jiā)0.1％，其(qí)強度(dù)極限σs大約增(zēng)加(jiā)6～8 kg／mm2。
硫(liú)在(zài)鋼(gāng)中(zhōng)以硫化(huà)鐵，硫(liú)化錳存在。硫(liú)化(huà)鐵(tiě)具(jù)有(yǒu)肺性σ硫化錳(měng)在(zài)壓(yā)力加工(gōng)過(guò)程(chéng)中(zhōng)變成絲(sī)狀得到(dào)拉長(cháng)，因(yīn)而使在與纖維垂(chuí)直的(dí)橫向上(shàng)的機(jī)械(xiè)指數降(jiàng)低。所以硫(liú)在鋼中(zhōng)是(shì)有害的雜質(zhì)，含(hán)量愈(yù)少愈好。
b．冷變(biàn)形硬化(huà)對金(jīn)屬塑(sù)性及(jí)變形抗(kàng)力的影響
金(jīn)屬(shǔ)經(jīng)過(guò)冷塑(sù)性變(biàn)形(xíng)，引(yǐn)起其機(jī)械性能，物理(lǐ)性能(néng)及化學性能的改變(biàn)。隨(suí)著變(biàn)形程度(dù)的增加．所有(yǒu)的強(qiáng)度指標(彈性極限(xiàn)，比(bǐ)例(lì)極限(xiàn)，流(liú)動極限及強度極(jí)限)都有(yǒu)所提(tí)高(gāo)，硬(yìng)度(dù)亦(yì)有(yǒu)所(suǒ)提(tí)高；塑(sù)性指標(伸長(cháng)率(shuài)，斷麵收(shōu)縮(suō)率(shuài)及衝擊韌(rèn)性(xìng))則有所(suǒ)降低；電阻增(zēng)加；抗腐(fǔ)蝕(shí)性及導(dǎo)熱(rè)性能(néng)降低(dī)，並(bìng)改變(biàn)了金(jīn)屬的(dí)磁(cí)性等，在(zài)塑(sù)性(xìng)變(biàn)形中(zhōng)，金屬的這(zhè)些(xiē)性(xìng)質(zhì)變化的總和稱(chēng)作冷變(biàn)形硬化，簡(jiǎn)稱硬化。
c．附加應(yīng)力及(jí)殘(cán)餘應力(lì)的(dí)影(yǐng)響(xiǎng)
在變形(xíng)金屬中(zhōng)應力(lì)分布是(shì)不均匀的，在(zài)應力(lì)分布較(jiào)多的地方希望(wàng)獲得(dé)較大(dà)的變(biàn)形，在(zài)應力分(fēn)布(bù)較少(shǎo)的(dí)地(dì)方(fāng)希望獲得(dé)較小(xiǎo)的變(biàn)形。由(yóu)於(yú)承受(shòu)變形金屬本(běn)身(shēn)的(dí)完(wán)整性，就在(zài)其(qí)內(nèi)部產(chǎn)生相(xiāng)互(hù)平衡的內力(lì)，即所謂附(fù)加(jiā)應力。當(dāng)變形(xíng)終止後，這(zhè)些彼此平衡的(dí)應(yīng)力便存(cún)在於(yú)變形體內部(bù)，構(gòu)成殘餘(yú)應(yīng)力，影(yǐng)響(xiǎng)以後變(biàn)形工序(xù)中變形金屬(shǔ)的塑性和變形(xíng)抗(kàng)力(lì)。
②提高(gāo)金(jīn)屬塑性(xìng)及(jí)降(jiàng)低(dī)變形(xíng)抗力(lì)的工藝措施
針對影(yǐng)響金屬塑(sù)性(xìng)及變形(xíng)抗力的(dí)主要因素，結合(hé)生(shēng)產(chǎn)實際(jì)，采取有效(xiào)的工藝(yì)措施，是*可以(yǐ)提(tí)高金屬塑性及降低(dī)其變形抗(kàng)力的(dí)，生產中，常(cháng)采(cǎi)取的工(gōng)藝措(cuò)施有(yǒu)：
a．坯(pī)料(liào)狀(zhuàng)況(kuàng)
冷鐓用(yòng)原材(cái)料(liào)，除了(liǎo)要(yào)求化學成分(fēn)，組(zǔ)織均(jūn)匀，不要(yào)有(yǒu)金屬夾雜等以外(wài)，一般還(huán)要(yào)求對(duì)原(yuán)材料(liào)進行軟化退(tuì)火(huǒ)處理．以便消(xiāo)除(chú)金(jīn)屬(shǔ)軋製時(shí)殘留(liú)在金屬內(nèi)部(bù)的殘餘(yú)應力，使(shǐ)組織均匀，降低硬度(dù)(要(yào)求冷鐓前(qián)金屬的硬(yìng)度(dù)≤80 HRB)。對(duì)中碳鋼(gāng)，合(hé)金(jīn)鋼(gāng)一般采(cǎi)取(qǔ)球化(huà)退(tuì)火(huǒ)，目(mù)的是除消(xiāo)除(chú)應力，使組(zǔ)織均(jūn)匀(yún)外．還(huán)可改善(shàn)金屬(shǔ)的冷變(biàn)形塑(sù)性(xìng)。
b．提(tí)高模具光滑(huá)度及(jí)改(gǎi)善(shàn)金屬(shǔ)表麵潤滑條(tiáo)件(jiàn)
這兩(liǎng)項措(cuò)施(shī)都是(shì)為了降(jiàng)低變形體與模(mó)具工(gōng)作表麵(miàn)的(dí)摩擦力，盡(jìn)可(kě)能降低變(biàn)形(xíng)中(zhōng)由於(yú)摩(mó)擦而產生的拉(lā)應(yīng)力。
c．選(xuǎn)擇(zé)合(hé)適(shì)的變(biàn)形規範
在(zài)冷鐓(擠)工藝(yì)中，一(yī)次就(jiù)鐓擊(jī)成(chéng)型的產品(pǐn)很少，一(yī)般都(dū)要經過兩次及(jí)兩次以(yǐ)上的(dí)鐓擊(jī)。因此(cǐ)必須做到每(měi)次變(biàn)形(xíng)量的合(hé)理分(fēn)配，這(zhè)不僅(jǐn)有(yǒu)利於充(chōng)分(fēn)利(lì)用金(jīn)屬的(dí)冷變(biàn)形(xíng)塑性(xìng)，也(yě)有利於(yú)金屬(shǔ)的(dí)成形。如生(shēng)產(chǎn)中(zhōng)采(cǎi)用冷(lěng)鐓，冷(lěng)擠復(fù)合成形，螺(luó)栓(shuān)的兩次縮徑，螺(luó)母(mǔ)的大(dà)料小(xiǎo)變形等(děng)。
(2)冷鐓，冷(lěng)壓
在(zài)室溫狀(zhuàng)態(tài)下，將(jiāng)坯料(liào)置於(yú)自(zì)動冷(lěng)鐓機或(huò)壓力(lì)機的(dí)模(mó)具中，對(duì)模具(jù)施加(jiā)壓(yā)力(lì)，利用上(shàng)，下(xià)模(mó)的相(xiāng)對(duì)運(yùn)動，使(shǐ)坯件在(zài)模腔(qiāng)裏變(biàn)形，高(gāo)度縮小，橫(héng)截麵增大(dà)，這(zhè)樣的壓(yā)力加(jiā)工方法，對自(zì)動(dòng)冷(lěng)鐓(duī)機而言叫冷鐓(duī)，對(duì)壓(yā)力機而(ér)言叫冷壓。
實(shí)際生(shēng)產(chǎn)中(zhōng)，緊固件(jiàn)冷(lěng)成(chéng)型工(gōng)藝，在冷鐓的(dí)過(guò)程(chéng)中，常常伴隨(suí)擠(jǐ)壓(yā)的方(fāng)式。因(yīn)此，單(dān)就緊固件(jiàn)產品的(dí)冷(lěng)鐓(duī)工藝．實際(jì)是(shì)既(jì)有冷鐓，也有(yǒu)擠(jǐ)壓的(dí)一(yī)種復(fù)合工(gōng)藝的(dí)加(jiā)工方(fāng)法(fǎ)。
1)冷鐓(擠(jǐ))的(dí)變形方(fāng)式
①衝(chōng)裁。使(shǐ)坯件(jiàn)的一部分(fēn)與主(zhǔ)體(tǐ)分(fēn)割(gē)開。如(rú)綫材的切斷，螺(luó)母(mǔ)的衝孔(kǒng)，六(liù)角頭頭(tóu)部切(qiē)邊等(děng)。
②鐓粗。使(shǐ)坯件(jiàn)高度(dù)縮小，橫截(jié)麵(miàn)增大的加(jiā)工方法(fǎ)，如(rú)螺母的(dí)鐓球(qiú)，螺(luó)栓頭部成鐓，精(jīng)鐓等。
③正擠壓(yā)。坯(pī)件(jiàn)在(zài)冷鐓壓(yā)中．在下(xià)模中變(biàn)形時，金(jīn)屬的流(liú)動(dòng)方向與上(shàng)模(mó)的(dí)運(yùn)動方向(xiàng)一(yī)致(zhì)。冷(lěng)鐓螺栓，圓(yuán)柱頭(tóu)內(nèi)六(liù)角(jiǎo)螺釘(dīng)時(shí)的(dí)粗杆縮徑(jìng)就是(shì)一種正擠壓(yā)。
④反擠(jǐ)壓。坯(pī)件在(zài)變形中，金屬(shǔ)的(dí)流動(dòng)方向與上模(mó)的(dí)運動方(fāng)向相(xiāng)反。圓柱(zhù)頭(tóu)內六角螺釘頭部成型(xíng)就(jiù)屬反擠壓。
⑤復(fù)合擠壓。坯件(jiàn)在(zài)變(biàn)形(xíng)中(zhōng)，金(jīn)屬的(dí)流動方向一部分(fēn)與(yǔ)上(shàng)模的運(yùn)動方(fāng)向相同，一部分又(yòu)相(xiāng)反，即(jí)變形(xíng)中既存(cún)在正擠(jǐ)壓，也(yě)存在(zài)反(fǎn)擠(jǐ)壓(yā)。如圓(yuán)柱(zhù)頭(tóu)內(nèi)六角螺釘在同一工位(wèi)變形中既有杆部(bù)縮徑(正擠壓)又有頭部(bù)成(chéng)型(反擠壓(yā))。
2)冷(lěng)鐓(擠(jǐ))變(biàn)形程(chéng)度(dù)
①變形(xíng)程度
變(biàn)形程度(dù)是指坯料(liào)被鐓(duī)鍛(duàn)部分(fēn)的長度(dù)在(zài)鐓鍛終了的(dí)壓(yā)縮(suō)量(liáng)與原(yuán)始(shǐ)高度的比(bǐ)值，或者(zhě)坯(pī)料截麵積在(zài)鐓鍛終了(liǎo)截(jié)麵(miàn)積的(dí)增(zēng)加(jiā)量與(yǔ)原始橫截(jié)麵(miàn)積(jī)的比值(zhí)。
②變形程(chéng)度(dù)的表(biǎo)示(shì)方法(fǎ)
a．種(zhǒng)方法(fǎ)用鐓鍛比(S)表示，見式(34—12)和(hé)圖34—21。
式中：ho——被鐓鍛部(bù)分的原(yuán)始(shǐ)高(gāo)度(dù)；
do——被鐓鍛(duàn)部(bù)分的(dí)原始直徑。
鐓鍛(duàn)比可(kě)以(yǐ)確定(dìng)鐓鍛的(dí)難易(yì)，鐓鍛比愈小(xiǎo)，變(biàn)形(xíng)量(liáng)愈(yù)小(xiǎo)，變形更(gēng)容易(yì)；鐓鍛(duàn)比愈大，變(biàn)形(xíng)愈(yù)難(nán)，金屬(shǔ)纖維(wéi)流動不規(guī)則，有的(dí)纖(xiān)維(wéi)被折(zhē)曲，形(xíng)成(chéng)縱向(xiàng)彎(wān)曲(qū)，折疊(dié)現象(xiàng)，見(jiàn)圖34—22。
b．第二種方法用鐓鍛率(shuài)(e)表示，見式(34—13)和(hé)式(34—14)。
式中：ho，Fo——鐓(duī)鍛前頭(tóu)部材料(liào)的(dí)原(yuán)始高(gāo)度，橫截麵(miàn)麵積；
h，F——鐓鍛(duàn)後工件的高度(dù)，橫截麵(miàn)麵積。
③許(xǔ)用變形程度
當(dāng)冷鐓(duī)變形(xíng)程度超過金(jīn)屬本(běn)身(shēn)的變(biàn)形限度時，變形的工(gōng)件側麵(miàn)會(huì)出現裂(liè)紋(wén)．造(zào)成(chéng)不(bù)良(liáng)品，其模具(jù)使(shǐ)用(yòng)強度也會受到(dào)影響，降(jiàng)低使(shǐ)用(yòng)壽命，嚴(yán)重(zhòng)時可使(shǐ)模具開裂(liè)而損壞。 金(jīn)屬的許用(yòng)變形(xíng)程度與金屬(shǔ)本身的塑性有關，塑(sù)性好(hǎo)的(dí)金(jīn)屬(shǔ)，其許用變(biàn)形程度(dù)要(yào)高(gāo)於塑(sù)性較差的金(jīn)屬。碳鋼的(dí)含碳(tàn)量(liáng)愈高，它的(dí)塑(sù)性愈低，許用變形程度也會愈小(xiǎo)。
④考慮工件(jiàn)的(dí)表麵粗(cū)糙度要求及(jí)外部(bù)幾(jī)何(hé)形狀的復雜(zá)程度(dù)
如半(bàn)圓(yuán)頭，圓(yuán)柱(zhù)頭(tóu)等(děng)形狀的(dí)機螺(luó)釘(dīng)，雖然(rán)頭部所需坯料的(dí)h。／do值(zhí)一(yī)般(bān)都小於2.5，但(dàn)為(wéi)了(liǎo)頭部(bù)在(zài)變(biàn)形中(zhōng)能(néng)充(chōng)滿，達到標準(zhǔn)要求(qiú)．一般(bān)都采用(yòng)2次鐓(duī)擊。預鐓(duī)錐(zhuī)形頭(tóu)部為精鐓頭(tóu)部成形創(chuàng)造良好的金(jīn)屬(shǔ)流(liú)動條件(jiàn)。又如(rú)用(yòng)大直徑小變形(xíng)的綫(xiàn)材鐓製(zhì)螺(luó)母，采(cǎi)用綫(xiàn)材(cái)直徑為(wéi)0.9s（s為六角螺(luó)母對(duì)邊(biān)尺寸(cùn)），一般(bān)產(chǎn)品的變形程度為(wéi)25％左右，但由於(yú)六角(jiǎo)螺母形狀(zhuàng)比較復雜，鐓製中(zhōng)變形(xíng)方式(shì)較(jiào)多，它既有(yǒu)冷鐓又有復合(hé)擠壓(yā)和(hé)衝孔，為了(liǎo)有利(lì)於(yú)變(biàn)形(xíng)中(zhōng)金屬流(liú)動，因(yīn)此選用(yòng)3～4次鐓擊成型。值(zhí)得強調的(dí)是(shì)：不是(shì)對所(suǒ)有(yǒu)形狀比(bǐ)較(jiào)復(fù)雜(zá)的(dí)產(chǎn)品都靠(kào)增加鐓鍛次數來解(jiě)決(jué)。往往有的產(chǎn)品，鐓鍛(duàn)次數(shù)增(zēng)加了，在(zài)次，第二次鐓鍛(duàn)中(zhōng)很(hěn)容(róng)易成(chéng)形(xíng)，但(dàn)由於(yú)冷(lěng)作硬化的(dí)原因，使(shǐ)產(chǎn)品在(zài)以(yǐ)後的(dí)鐓鍛(duàn)中(zhōng)難以進(jìn)行。表現(xiàn)在(zài)工件在鐓鍛(duàn)中(zhōng)出現(xiàn)開(kāi)裂或者損壞(huài)模(mó)具(jù)。解(jiě)決這類問題(tí)的(dí)關鍵(jiàn)在(zài)於減少變(biàn)形(xíng)量，增加(jiā)鋼(gāng)材的塑性，采取(qǔ)更(gēng)加有效(xiào)的潤滑。螺栓，螺釘在冷鐓工(gōng)藝中選(xuǎn)用(yòng)大直徑(jìng)綫(xiàn)材(cái)，小(xiǎo)變形工(gōng)藝(yì)。一(yī)般(bān)綫材直(zhí)徑(jìng)與螺(luó)釘螺(luó)紋(wén)直徑(jìng)D相接近，用一次或(huò)兩(liǎng)次杆部(bù)縮徑達到螺(luó)坯尺(chǐ)寸。對(duì)中碳(tàn)鋼，合(hé)金鋼而言(yán)，在(zài)材料改(gǎi)製(zhì)中用(yòng)球(qiú)化退(tuì)火來改善鋼材的冷鐓塑(sù)性(xìng)，用(yòng)磷化，皂(zào)化處理來保(bǎo)證鋼材的表(biǎo)麵潤滑，使(shǐ)之(zhī)變形中盡可(kě)能減少(shǎo)摩擦。另外在模具(jù)上(shàng)增(zēng)加(jiā)強韌性，使(shǐ)它在承(chéng)受復雜的變形時(shí)有(yǒu)剛(gāng)性，又有(yǒu)足夠(gòu)的韌(rèn)性(xìng)和(hé)耐(nài)磨性。
3)冷鐓工藝(yì)中(zhōng)力(lì)的計(jì)算(suàn)方法
①冷鐓力(lì)
冷(lěng)鐓(duī)力是確(què)定工藝參數，設計模具，設(shè)計冷鐓(duī)機和設(shè)備選型的(dí)主(zhǔ)要依據。
決定(dìng)冷鐓力(lì)大小的(dí)因素較(jiào)多(duō)-主(zhǔ)要(yào)有(yǒu)以(yǐ)下(xià)幾(jī)個方麵(miàn)：
a．金(jīn)屬的(dí)機(jī)械(xiè)性(xìng)能
冷鐓力(lì)隨(suí)材料強度，硬(yìng)度(dù)的增加而增(zēng)加。
b．工(gōng)件(jiàn)形狀，變(biàn)形(xíng)程(chéng)度
冷鐓力隨工(gōng)件變(biàn)形(xíng)量(liáng)的增加(jiā)而增(zēng)加。
c．摩擦
由(yóu)於(yú)模具(jù)和工(gōng)件間的(dí)接觸麵(miàn)有(yǒu)摩擦(cā)力(lì)，不同程度地(dì)改變(biàn)了作(zuò)用力的(dí)方向(xiàng)和(hé)大(dà)小(xiǎo)，從而(ér)產(chǎn)生(shēng)對(duì)冷(lěng)鐓力的影響。
d．工模(mó)具(jù)形(xíng)狀(zhuàng)
工模具形狀的不(bù)同，造(zào)成(chéng)金(jīn)屬(shǔ)在(zài)各方(fāng)向流(liú)動(dòng)阻力(lì)的(dí)差異(yì)，從而(ér)影(yǐng)響冷鐓(duī)力。
②冷鐓(duī)力的(dí)計算(suàn)方(fāng)法
常(cháng)用(yòng)的(dí)冷鐓力的(dí)計(jì)算公(gōng)式(shì)有：
a．經(jīng)驗(yàn)公(gōng)式（(34—15）
式中：F——工(gōng)件鐓(duī)鍛(duàn)終止時的投影麵積(jī)mm2；
K——頭部形狀復(fù)雜係數。對(duì)六角(jiǎo)頭(tóu)螺栓，一(yī)般選K=2.0～2.4；
考(kǎo)慮冷作硬(yìng)化後的變(biàn)形(xíng)阻力σt ，可由式(shì)（34-16）計算：
式中：σb——鋼(gāng)材抗拉強度(dù)極限，kg/mm2；
Fo——鐓鍛前(qián)坯料斷(duàn)麵(miàn)積，mm2；
F——冷鐓工件(jiàn)杆部(bù)斷(duàn)麵(miàn)積mm2，冷鐓螺母(mǔ)取(qǔ)相應的坯件(jiàn)的投影麵(miàn)積mm2。
b．切邊(biān)頂(dǐng)料力（見(jiàn)式34-17）
式(shì)中：PT——切(qiē)邊(biān)枯料(liào)力(lì)，N；
P——切(qiē)邊力(lì)，N；
Kt——係(xì)數；
頭部高度(dù)＜5mm,Kt=0.1～0.12
頭(tóu)部高(gāo)度≤5mm,Kt=0.12～0.15
4)冷(lěng)鐓工藝中(zhōng)工(gōng)序(xù)，工(gōng)位變形(xíng)形狀(zhuàng)的(dí)分(fēn)析(xī)
緊固(gù)件產(chǎn)品的冷(lěng)鐓(duī)(壓(yā))，由壓(yā)力機(jī)，自(zì)動冷鐓(duī)機來完成。分序(xù)冷壓(yā)，單工(gōng)位，多(duō)工位冷鐓中，上(shàng)序或上(shàng)工位(wèi)鐓(duī)(壓)的(dí)半(bàn)成品(pǐn)形(xíng)狀(zhuàng)，直接(jiē)影響(xiǎng)著下(xià)序或下一工(gōng)位(wèi)的成形。因此(cǐ)，在合理(lǐ)分配變(biàn)形(xíng)比的基(jī)礎上如何確定正確(què)的(dí)變形形狀，對(duì)以後的變形以及(jí)產(chǎn)品(pǐn)質量都(dū)有(yǒu)著直接影響。
①杆狀(zhuàng)緊固件的(dí)冷鐓(壓(yā))工藝
杆狀緊固件冷(lěng)鐓(壓(yā))grim，應考(kǎo)慮各(gè)工序(xù)(工位(wèi))的(dí)有關參(cān)數。主要參數有(yǒu)鐓鍛(duàn)比，Lo，do分別(bié)為毛(máo)坯(pī)鐓鍛(duàn)部(bù)分的(dí)原始長(cháng)度和原始直徑(jìng)；D，H分(fēn)別表示鐓(duī)鍛後(hòu)工(gōng)件(jiàn)的直(zhí)徑(jìng)和(hé)高度(dù)，參見圖34—21。Lo/do，主要用(yòng)來(lái)衡量(liáng)毛坯鐓(duī)粗變形的縱向(xiàng)穩(wěn)定(dìng)性，即(jí)毛(máo)坯(pī)鐓粗部分在鐓粗時(shí)的抗(kàng)縱(zòng)向(xiàng)彎(wān)曲能力。Lo/do的值(zhí)越(yuè)小(xiǎo)，越(yuè)有利(lì)於頭部(bù)的(dí)鐓鍛(duàn)成形(xíng)；Lo/do的值過大(dà)時(shí)，毛坯鐓(duī)鍛(duàn)部分產生縱(zòng)向(xiàng)彎(wān)曲(qū)。影響坯件鐓粗變形的(dí)縱向(xiàng)穩定性除Lo/do以外，還有(yǒu)其(qí)他因(yīn)素(sù)。無論(lùn)是自(zì)動冷鐓機，還是切(qiē)料(liào)機，無論(lùn)是(shì)刀板切(qiē)料(liào)，還(huán)是套(tào)筒刀切(qiē)料(liào)，坯件的(dí)切斷(duàn)麵(miàn)都(dū)不(bù)能(néng)與(yǔ)其軸心(xīn)綫(xiàn)垂(chuí)直，應有(yǒu)一個o～5。的傾(qīng)斜(xié)。這(zhè)樣(yàng)在(zài)冷鐓(壓)時(shí)，初衝對坯(pī)件的著力(lì)點不(bù)在中心，而(ér)會出(chū)現(xiàn)偏(piān)心(xīn)，使(shǐ)坯(pī)件(jiàn)受力不(bù)均(jūn)，從(cóng)而產生變(biàn)形不(bù)均，導(dǎo)致(zhì)頭部(bù)成(chéng)形(xíng)時(shí)因縱(zòng)向(xiàng)彎(wān)曲而出現(xiàn)折(zhē)迭(dié)。對於切斷(duàn)麵(miàn)傾斜(xié)角小的，變形(xíng)中(zhōng)產(chǎn)生的縱向(xiàng)彎(wān)曲不(bù)明顯(xiǎn)，不(bù)至於(yú)達到(dào)影響頭(tóu)部質量(liáng)的程度(dù)。在冷鐓(duī)(壓)工(gōng)藝(yì)中，在(zài)切(qiē)斷以(yǐ)後(hòu)，安排一個(gè)坯件(jiàn)整形(xíng)，其主要(yào)目(mù)的就在於此(cǐ)。
此(cǐ)外，初衝(chōng)型(xíng)腔的(dí)底端(duān)是對(duì)坯(pī)件施(shī)加鐓鍛力(lì)的傳(chuán)遞麵，如果(guǒ)中心(xīn)偏(piān)移(yí)，合力的作(zuò)用中心勢(shì)必產生偏移(yí)，同樣道(dào)理(lǐ)，也(yě)是影響產(chǎn)生縱向彎曲的因(yīn)素。在初衝(chōng)中(zhōng)采(cǎi)取帶(dài)彈簧的頂(dǐng)杆(gān)，就可緩解這種影響。其(qí)他如機(jī)床的(dí)運(yùn)行(háng)精(jīng)度，操作者對工裝安裝(zhuāng)調(tiáo)整(zhěng)水平(píng)也對初衝(chōng)成(chéng)形有影(yǐng)響(xiǎng)。
為了(liǎo)在初(chū)衝變形(xíng)中改變(biàn)坯(pī)件的(dí)穩定性(xìng)，尤其對於(yú)低碳鋼(gāng)這(zhè)類(lèi)切斷(duàn)性較差(chà)的鋼種，為(wéi)增加(jiā)坯(pī)件在(zài)變形中(zhōng)的穩(wěn)定性，在(zài)初衝(chōng)小(xiǎo)端工(gōng)作(zuò)型(xíng)腔(qiāng)中，除了錐(zhuī)形外，還要(yào)有高(gāo)為(wéi)1.5～2 mm的圓(yuán)柱(zhù)形(xíng)型(xíng)腔(qiāng)，見(jiàn)圖(tú)34—23。
據(jù)經驗，當Lo／do≤2.3時(shí)，隻(zhī)需(xū)要1次鐓(duī)鍛(duàn)就(jiù)可成型(xíng)，不(bù)會出現縱向彎曲；當(dāng)Lo/do≤4.5時，要經過2次鐓鍛(duàn)完成頭部(bù)成型(xíng)；當Ln／do≤8時(shí)，則要(yào)通(tōng)過3次鐓鍛完(wán)成頭部成型。總(zǒng)之(zhī)，Lo／do的(dí)值(zhí)愈大(dà)，需要鐓鍛的(dí)次數(shù)愈(yù)多(duō)。對(duì)於中(zhōng)碳鋼(gāng)，合(hé)金鋼(gāng)而言(yán)，由(yóu)於鐓鍛(duàn)帶(dài)來的冷作(zuò)硬化．使以(yǐ)後的變(biàn)形(xíng)工序難以進(jìn)行(háng)，這時(shí)需(xū)要將(jiāng)連(lián)續(xù)冷鐓(duī)(壓(yā))改成分(fēn)序冷壓，在(zài)工(gōng)序(xù)間(jiān)的(dí)半(bàn)成品經(jīng)過軟化(huà)退(tuì)火(huǒ)處理(lǐ)，使半(bàn)成品硬(yìng)度(dù)降低，並去(qù)除(chú)工序變(biàn)形中(zhōng)產生的內應力。
②機(jī)器螺釘(dīng)初鐓形狀的確(què)定
機器(qì)螺釘(dīng)種(zhǒng)類(lèi)很多，主要區別於頭部(bù)的幾何形狀。總(zǒng)的來(lái)說，機(jī)器螺(luó)釘(dīng)頭部成(chéng)形(xíng)的鐓(duī)鍛(duàn)比值比(bǐ)較小，比較容(róng)易鐓(duī)鍛。對(duì)於(yú)簡(jiǎn)單(dān)頭形的(dí)機(jī)器螺(luó)釘(dīng)，單(dān)擊(jī)冷(lěng)鐓(duī)生(shēng)產的(dí)工(gōng)件(jiàn)，如圖34—24所示(shì)，可(kě)采用(yòng)1次鐓(duī)鍛。但(dàn)是(shì)，不少品(pǐn)種的機(jī)器螺(luó)釘，頭部(bù)槽型(xíng)比較復(fù)雜(zá)，如(rú)十(shí)字槽型(xíng)等，頭部成(chéng)形則需要2次(cì)及(jí)以上的鐓製。要(yào)按標準(zhǔn)鐓(duī)製(zhì)符(fú)合(hé)槽型(xíng)要求(qiú)的產(chǎn)品(pǐn)，初衝的造型(xíng)起著(zhuó)決定(dìng)性的(dí)作(zuò)用。
在精鐓頭(tóu)部成形(xíng)時，同時對槽型產生(shēng)鐓(duī)擠，這時(shí)產品頭(tóu)部(bù)動(dòng)充滿頭(tóu)部(bù)大(dà)端以外，還(huán)會(huì)伴(bàn)隨(suí)槽型的擠(jǐ)壓(yā)而有一個反受力方向(xiàng)流(liú)動的(dí)趨(qū)勢(shì)，從而(ér)影響大端邊緣(yuán)金屬(shǔ)的充滿(mǎn)。尤其在(zài)槽(cáo)型方向有(yǒu)明顯“缺肉’’的(dí)現象(xiàng)。為了(liǎo)解決(jué)這個局(jú)部不(bù)充(chōng)滿(mǎn)的缺陷(xiàn)，將(jiāng)初(chū)衝(chōng)的(dí)頂端(duān)做成圓弧形(xíng)，對(duì)於平圓頭(tóu)十字槽螺釘(dīng)的(dí)初(chū)衝，做(zuò)成(chéng)圓(yuán)錐(zhuī)形的頂端，並(bìng)帶一(yī)個120°～150°的錐(zhuī)角(jiǎo)體，見圖34—25，其目的(dí)是為了減少變形(xíng)中金(jīn)屬的反(fǎn)向(xiàng)流動(dòng)，有利於頭部大端的(dí)充滿。
③內六角(jiǎo)圓柱(zhù)頭螺(luó)釘(dīng)初鐓形(xíng)狀(zhuàng)的(dí)確定(dìng)
冷(lěng)鐓內(nèi)六(liù)角圓柱頭螺(luó)釘（頭(tóu)部(bù)鐓鍛比小(xiǎo)於1.5），由於頭(tóu)部(bù)帶(dài)較深的內六方(fāng)孔(kǒng)，幾何形狀復雜(zá)，產品(pǐn)性能(néng)要(yào)求高(gāo)，為8.8，10.9，12.9級(jí)，使用的(dí)鋼材為中(zhōng)碳(tàn)鋼，合金(jīn)鋼(gāng)，冷(lěng)成(chéng)形性能(néng)差(chà)，頭部(bù)變形(xíng)復雜，鐓粗，正擠壓，反(fǎn)擠(jǐ)壓都(dū)有，因此(cǐ)，這類產(chǎn)品初衝(chōng)成形，一(yī)般應經(jīng)過初(chū)鐓和(hé)第(dì)二(èr)次預鐓。
