冷镦基础知识和工艺分析.ppt

2.1.5.2 冷镦力的计算方法 常用的冷镦力的计算公式有： a．经验公式 P=Kбt·F（公斤） （公式36-8） 式中 F——工件镦锻终止时的投影面积（mm2） K——头部形状复杂系数，按图36-11选择。对六角头螺栓， 一 般选K=2.0～2.4 бt——考虑冷作硬化后的变形阻力，可由下式计算： бt （kg/mm2） (公式36-9) 式中 бb——钢材抗拉强度极限（kg/mm2） Fo——镦锻前坯料断面积（mm2） 第二十九页，共六十四页，2022年，8月28日 b．近似理论推导的计算公式 在考虑影响冷镦力大小的主要因素的基础上，并根据经验进行修正，得出如下的冷镦力计算公式： （公式36-10） 式中 d——镦锻后工件头部最大直径（mm） h——镦锻后工件头部高度（mm） F——工件头部投影面积（mm2） 第三十页，共六十四页，2022年，8月28日 Z——变形系数 n——工具形状系数 α——工件变形部分形状系数 μ——摩擦系数 Z、n、α、μ可按表36-2选取 表36--2 冷镦力计算系数 бb(N/mm2) Z变形系数 n工具形状系数 α冷镦部分形状系数 μ摩擦系数 牌号 数值 工序 形状 系数 凹陷 棱角 系数 条件 系数 面 润滑 系数 10 340 预 简单 1.0～2 无 无 1.0 圆柱形 1.3 研磨 石墨 0.05～0.10 20 420 精 简单 1.2～1.5 有 无 1.75～2.0 正方形 六角形 2.0 研磨 无 0.1～0.15 25 460 精 复杂 1.5～1.8 有 有 2.5 矩形 2.5 精加工 0.15～0.2 30 500 非对称形 复杂形 2.5～3.0 粗加工 0.20～0.30 第三十一页，共六十四页，2022年，8月28日 就计算的精确度而言，第二个公式比第一个公式计算结果要精确一些，但计算不如经验公式简单，一般常采用经验公式计算，最后预以修正。 2.1.5.3 辅助工艺力的计算方法 1．剪切力的计算 冷镦过程中，坯料的切断、头部切边、螺母冲孔等，都是使一部分材料从基体中冲、切开来。影响剪切力大小的主要因素有钢材机械性能、剪切面面积。其它如上、下切刀板的间隙、切刀刃口的锋利程度等对剪切也发生影响，但计算中忽略不计。实际生产中，由于刀板刃口的磨损、刀板间间隙大小，都会引致剪切力增加。 a．毛坯切断力的计算 P剪=F·τ（N） （公式36-11） 式中 F——坯料剪切面面积（mm2） τ——钢材抗剪强度 表36-3列出了常用钢材的抗剪强度。 第三十二页，共六十四页，2022年，8月28日 表36-3 常用材料剪切加工一般所采用的间隙和τ值 材料 间隙（%） 抗剪强度τ（N/mm2）材料 材料 间隙（%） 抗剪强度τ 软钢 6～9t 320～400 黄铜 软 6～10t 220～300 硬钢 8～12t 550～900 硬 350～400 硅钢 7～11t 450～560 铝 软 5～8t 70～110 不锈钢 420～560 硬 6～10t 130～180 铜 软 6～10t 180～220 铝合金 软 6～10t 220 硬 250～300 硬 380 注：t——坯料截面（剪切面）厚度,mm 第三十三页，共六十四页，2022年，8月28日 b．切边力的计算公式 P切=LHτ（N） （公式36-12） 式中 L——切边周长（mm） H——切边高度（mm） c．螺母冲孔力的计算公式 式中： d——冲孔直径（mm） h——冲孔连皮厚度（mm） （注：冲孔连皮是指螺母坯料冲孔时，需要冲出的铁豆厚度，它小于螺母的高度。） 2．缩径力的计算 冷镦螺栓一般都采用粗径线材缩径工艺，即将大于螺纹外径的线材，经过一次或两次缩径，达到搓制螺纹坯料的尺寸。就缩径而言，实际是一个正挤压，可应用正挤压实心件的计算公式： P=p·F（N） （公式36-14） 式中：P——单位挤压力（N/mm2） F——缩径前杆部截面积（mm2） 第三十四页，共六十四页，2022年，8月28日 P可根据含碳量不同，变形程度ε不超过30%时，可取P=600～900N/mm2。 2.1.5.4 顶料力 螺栓在冷镦成形中的预镦、精镦、缩径、切边，螺母在镦球、压型等过程中，都需要将所镦锻的