冷成型工藝及力的計算.ppt

冷成型工藝及力的計算,一、冷成型工藝的特點 1、自動冷鐓機成型工藝包括切料與成型，單擊與雙擊冷鐓機的比例極限為h02.5d0和h04.5d0。彈簧浮動的比例極限為h07.35d0和D/d04.12。多工位冷鐓機分別在幾個（5個或以上）成型凹模內(nèi)進行沖壓、鐓鍛、擠壓和縮徑等多工位工藝，與單工位冷鐓機工藝相比,可使h0/d0增大到10， D/d025。首先材料是退火好的狀態(tài)。 2、制造螺栓和階梯軸采用鐓粗及多次縮徑工藝，一次縮徑的極限變形=0.36，縮細角230多次縮徑的總極限為=0.961.36，第一次和第二次縮徑的極限為=0.280.35，第三次、第四次=0.360.40。 3、冷鐓成型和擠壓使用的硬質(zhì)合金模具的工作表面粗糙度不應(yīng)小于Ra= 0.2，當模具工作表面達到Ra0.0250.05時，具有最高壽命。通過計算來確定工模具的壓力，在個別情況下壓力不應(yīng)高于22002500MPa，能保證有力的沖壓及最長的模具壽命的壓力應(yīng)不大于1500MPa。,二、毛坯變形的縱向穩(wěn)定性,毛坯的穩(wěn)定性是使零件獲得指定的外形和尺寸 的必要條件。判定縱向穩(wěn)定性的依據(jù)是保證毛坯變形時不變曲的關(guān)系式：k=h0/d0(h0-毛坯變形部分的長度； d0 -毛坯直徑）。 縱向穩(wěn)定性取決于以下兩個方面： 1、變形毛坯端部夾持方法，金屬的預(yù)成型形狀，預(yù)成型沖頭的錐腔角度，沖壓件各模具的結(jié)構(gòu)形狀，變形施力點相對毛坯軸心線的位移，切面清潔度，毛坯兩端的傾斜度，毛坯軸心線的,彎曲度，模具工作面的狀態(tài)（粗糙度、有無潤滑油及其種類）。 2、變形金屬的機械性能，毛坯的原始狀態(tài)（退火、熱軋、冷拔、晶粒大小、塑性變形過程中的硬化能力和精拔變形量）和各中間沖壓工序的變形量。 對縱向穩(wěn)定性影響最大的是沖壓毛坯軸心線與模具軸心線的偏離和毛坯端面的傾斜角度。 鐓鍛毛坯與模具軸心偏離0.1d0 ，變形后，其偏離會提高35倍。但這種缺陷通過調(diào)整模具比較容易消除。 采用帶圓柱段的錐形沖?？梢蕴岣哳A(yù)鐓穩(wěn)定性，因為采用這種沖模會提高端部夾緊剛性。,如果錐腔角度縮小，第一鐓鍛工位的毛坯穩(wěn)定性提高，但后面工序的失穩(wěn)概率可能會增大。第一位必須采用最佳錐度的錐形沖模，不符合這種要求會在圓柱體向錐體過渡的位置上形成環(huán)形褶皺。在錐度大于20度時和圓柱體是非圓弧過渡的情況下，按這種預(yù)成型變粗終鍛時會形成分度線，甚至?xí)纬蓤A褶皺。當錐角等于12 15 時，錐形頭部的鐓鍛會獲得良好的金屬流動。,冷成型工藝實例一,一、設(shè)計思路： 1、根據(jù)功能圖要求的機械性能等級確定材料。 2、計算鐓制產(chǎn)品的用料重量（為生產(chǎn)、采購、財務(wù)提供計劃及成本核算） 、體積，計算出頭部用料，根據(jù)試選材料規(guī)格計算出鐓鍛比（長徑比），該鐓鍛比應(yīng)以第二工位頭部體積計算，并加以修正，根據(jù)最終產(chǎn)品桿部尺寸確定材料的規(guī)格。 3、計算鐓擊力：切斷力可以忽略（參考設(shè)備說明書）。在螺栓的成型過程中受力最大的應(yīng)該是頭部鐓粗力，當各工位載荷之間的對數(shù)變形量小于0.45-0.6時，往往對s會有影響，當各工位載荷之間的變形量大時，采用多次于載荷不會對流動應(yīng)力產(chǎn)生影響。,a.切斷力：P=Kpf Kp=1.3-1.4，考慮切斷刀及切料套筒切削刃結(jié)構(gòu)狀態(tài)、材料翹曲以及切削刃磨鈍等因素的系數(shù)。 F切口面積 切應(yīng)力： = b/3 0.6 b 因此，在確定切斷力時，各公式都可以用b取代Kp。 b.鐓粗、鐓鍛力：毛坯進行自由鐓粗時的最大壓力 P= s*(1+0.4F/H),式中F-零件的橫截面積；H-零件的高度 -帶潤滑材料的冷變形摩擦系數(shù) 0.1 s*（折算流動應(yīng)力）= s =1-1.5(勞德系數(shù)) s-流動應(yīng)力/真實應(yīng)力；在塑性變形中產(chǎn)生硬化的材料，其流動應(yīng)力和變形量有關(guān)。壓縮（鐓粗）時 對數(shù)變形量=lnF/F0=lnh/h0 相對變形量=(h0 h)/ h0=(F- F0)/F,在許多情況下可用下列公式進行計算： s=0.9 b(1+2) s=b(1+1.6) c.縮徑力： p=sq/(q-1)(F/f)q-1-1+4 s* l/d (F/f)q-1 式中q=(+tg)/ (1- tg) tg l=縮徑帶寬度 F=縮徑前截面積 f=縮徑后截面積,4、由所選用的材料的規(guī)格選用適當?shù)脑O(shè)備（這里要結(jié)合實際生產(chǎn)中設(shè)備的利用情況）。 5、設(shè)計工藝變形， 根據(jù)鐓鍛比計算一位陽模預(yù)成型模膛的幾何形狀，這里主要是頭部錐角角度及錐體長度，錐口直徑，錐口圓角等。如圖：根據(jù)材料規(guī)格設(shè)計一位陰模模膛尺寸，多數(shù)情況下模膛直徑尺寸應(yīng)比材料規(guī)格大0.03-0.0