【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 修正。 ? 輔助工藝力的計(jì)算方法 ? 1．剪切力的計(jì)算 ? 冷鐓過程中，坯料的切斷、頭部切邊、螺母沖孔等，都是使一部分材料從基體中沖、切開來。影響剪切力大小的主要因素有鋼材機(jī)械性能、剪切面面積。其它如上、下切刀板的間隙、切刀刃口的鋒利程度等對(duì)剪切也發(fā)生影響，但計(jì)算中忽略不計(jì)。實(shí)際生產(chǎn)中，由于刀板刃口的磨損、刀板間間隙大小，都會(huì)引致剪切力增加。 ? a．毛坯切斷力的計(jì)算 ? P剪 =Fτ（ N） （公式 3611） ? 式中 F—— 坯料剪切面面積（ mm2） ? τ—— 鋼材抗剪強(qiáng)度 ? 表 363列出了常用鋼材的抗剪強(qiáng)度。 表 363 常用材料剪切加工一般所采用的間隙和 τ值 材料 間隙（ %） 抗剪強(qiáng)度 τ（ N/mm2）材料 材料 間隙（ %） 抗剪強(qiáng)度τ 軟鋼 6～ 9t 320～ 400 黃銅 軟 6～10t 220～300 硬鋼 8～12t 550～ 900 硬 350～400 硅鋼 7～11t 450～ 560 鋁 軟 5～8t 70～110 不銹鋼 420～ 560 硬 6～10t 130～180 銅 軟 6～10t 180～ 220 鋁合金 軟 6～10t 220 硬 250～ 300 硬 380 注： t—— 坯料截面（剪切面）厚度 ,mm ? b．切邊力的計(jì)算公式 ? P切 =LHτ（ N） （公式 3612） ? 式中 L—— 切邊周長(zhǎng)（ mm） ? H—— 切邊高度（ mm） ? c．螺母沖孔力的計(jì)算公式 ? 式中： d—— 沖孔直徑（ mm） ? h—— 沖孔連皮厚度（ mm） ? （注：沖孔連皮是指螺母坯料沖孔時(shí)，需要沖出的鐵豆厚度，它小于螺母的高度。） ? 2．縮徑力的計(jì)算 ? 冷鐓螺栓一般都采用粗徑線材縮徑工藝，即將大于螺紋外徑的線材，經(jīng)過一次或兩次縮徑，達(dá)到搓制螺紋坯料的尺寸。就縮徑而言，實(shí)際是一個(gè)正擠壓，可應(yīng)用正擠壓實(shí)心件的計(jì)算公式： ? P=pF （ N） （公式 3614） ? 式中： P—— 單位擠壓力（ N/mm2） ? F—— 縮徑前桿部截面積（ mm2） )1318..().........( ??? 公式?jīng)_ NdhTP ? ? P可根據(jù)含碳量不同，變形程度 ε不超過 30%時(shí)，可取 P=600～900N/mm2。 ? 頂料力 ? 螺栓在冷鐓成形中的預(yù)鐓、精鐓、縮徑、切邊，螺母在鐓球、壓型等過程中，都需要將所鐓鍛的坯件從凹模中推出，需要一定的頂料力。影響頂料力大小的主要因素有：鋼材種類、工件輪廓形狀、尺寸大小、模腔接觸表面的粗糙度、潤(rùn)滑等。在正常情況下，一般頂料力不大，當(dāng)工件與凹模接觸面產(chǎn)生“粘滯”，摩擦力將大大增加，還有螺母球在凹模中產(chǎn)生重料（兩個(gè)螺母球坯），頂料力就會(huì)成倍增加，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)損壞模具，影響機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)。所以自動(dòng)冷鐓機(jī)的頂料機(jī)構(gòu)一般都有與主機(jī)聯(lián)鎖的保險(xiǎn)裝置，一旦頂料出現(xiàn)故障，能自動(dòng)停車。 ? 頂料力的計(jì)算主要用于校核頂料機(jī)械中頂料桿、頂料凸輪的強(qiáng)度。 ? a 凹模頂料力 ? PT=бtF （ N） （公式 3615） ? 式中 бt—— 單位面積上的頂料力。經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) бt=500～ 600N/mm2 ? F—— 冷鐓工件桿部斷面積 mm2，冷鐓螺母取相應(yīng)的坯件的投影 面積 mm2 ? b 切邊頂料力 ? PT=PKt（ N） （公式 3616） ? 式中 P—— 切邊力（ N） ? Kt—— 系數(shù) ? 頭部高度 5， Kt=～ ? 頭部高度 ≥5， Kt=～ 冷鐓工藝中工序、工位變形形狀的分析 ? 緊固件產(chǎn)品的冷鐓（壓），由壓力機(jī)、自動(dòng)冷鐓機(jī)來完成。分序冷壓、單工位、多工位冷鐓中，上序或上工位鐓（壓）的半成品形狀，直接影響著下序或下一工位的成形。因此 ,在合理分配變形比的基礎(chǔ)上如何確定正確的變形形狀，對(duì)以后的變形以及產(chǎn)品質(zhì)量都有著直接關(guān)系。 ? 桿狀緊固件的冷鐓（壓）工藝 ? 桿狀緊固件冷鐓（壓）加工，應(yīng)考慮各工序（工位）的有關(guān)參數(shù)。主要參數(shù)有鐓鍛比， Lo、 do分別為毛坯鐓鍛部分的原始長(zhǎng)度和原始直徑 。D、 H分別表示鐓鍛后工件的直徑和高度，參見圖 367。 ? Lo/do是衡量毛坯鐓粗變形的縱向穩(wěn)定性，即毛坯鐓粗部分在鐓粗時(shí)的抗縱向彎曲能力。 Lo/do的值越小，越有利于頭部的鐓鍛成形； Lo/do的值過大時(shí)，毛坯鐓鍛部分產(chǎn)生縱向彎曲。影響坯件鐓粗變形的縱向穩(wěn)定性除 Lo/do的值以外，還有其他因素。無論是自動(dòng)冷鐓機(jī)，還是切料機(jī)，無論是刀板切料，還是套筒刀切料，坯件的切斷面都不能與其軸心線垂直，應(yīng)有一個(gè) 1176?！?5176。角的傾斜。這樣在冷鐓（壓）時(shí)，初沖對(duì)坯件的著力點(diǎn)不在中心，而會(huì)出現(xiàn)偏心，使坯件受力不均，從而產(chǎn)生變形不均，導(dǎo)致頭部成形時(shí)因縱向彎曲而出現(xiàn)折迭。對(duì)于切斷面傾斜角小的，變形中產(chǎn)生的縱向彎曲不明顯，不至于達(dá)到影響頭部質(zhì)量的程度。在冷鐓（壓）工藝中，在切斷以后，安排一個(gè)坯件整形，其主要目的就在于此。 ? 此外，初沖型腔的底端是對(duì)坯件施加鐓鍛力的傳遞面，如果中心偏移，合力的作用中心勢(shì)必產(chǎn)生偏移，同樣道理，也是影響產(chǎn)生縱向彎曲的因素。在初沖中采取帶彈簧的頂桿（參見圖 3613），就可緩解這種影響。其它如機(jī)床的運(yùn)行精度、操作者對(duì)工裝安裝調(diào)整水平也對(duì)初沖成形有影響。 ? 為了使初沖變形中，改變坯件的穩(wěn)定性，尤其對(duì)于低碳鋼這類切斷性較差的鋼種，為了增加坯件在變形中的穩(wěn)定性，在初沖小端工作型腔中除了錐形外，還要有高為 ～ 2mm的圓柱形型腔 ,如圖 3612所示。 ? 據(jù)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng) Lo/do ≤，只需要一次鐓鍛就可成形，不會(huì)出現(xiàn)縱向彎曲，當(dāng) Lo/do ≤，要經(jīng)過兩次鐓鍛完成頭部成形；當(dāng) Lo/do ≤8時(shí)，則要通過三次鐓鍛完成頭部成形。總之， Lo/do的值愈大，需要鐓鍛的次數(shù)愈多。對(duì)于中碳鋼、合金鋼而言，由于鐓鍛帶給的冷作硬化，使以后的變形工序難以進(jìn)行，這時(shí)需要將連續(xù)冷鐓（壓）改成分序冷壓，在工序間的半成品經(jīng)過軟化退火處理，使半序品硬度降低，并去除工序變形中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。 ? D/H的比值愈大，鐓鍛成形難度就愈大。實(shí)際上，可將表示 D、 H的產(chǎn)品變形終了尺寸算成體積，再算出所需毛坯的長(zhǎng)度 Lo和直徑 do ，用 Lo/do的值來確定鐓鍛次數(shù)。 ? (1) 六角頭螺栓頭部初鐓形狀的確定 ? 初鐓的形狀確定合理，將有利于金屬在型腔里的流動(dòng)，使金屬纖維流動(dòng)不紊亂，有利于下一工位的變形。 ? 初鐓的形狀為錐形，初鐓錐形模腔有兩種形式，一為不帶彈簧頂桿（針），一為帶彈簧頂桿（針） ,見圖 3613。 ? 不帶彈簧頂桿的錐形沖模用于長(zhǎng)桿工件的鐓制；帶彈簧頂桿的沖模用于桿部較短的工件。不帶彈簧頂桿初沖的錐形型腔錐角適當(dāng)大一些，使工件容易脫離初鐓模，一般 α取 ? 8176?！?16176。，初鐓沖頭的內(nèi)腔形狀 ,見圖 3614。 在三擊鐓鍛時(shí)，需要鐓兩次錐形，第一次錐形，錐角特別小， α為 2176。～ 3176。，基本起著整形作用，使它在第二次初鐓變形中，有一個(gè)良好的對(duì)中性和穩(wěn)固性。錐形沖模工作型腔的尺寸，可根據(jù)要鐓制頭形的體積、線材直徑、沖模與凹模之間的距離來計(jì)算出來。由圖 3615可見，整個(gè)錐形頭部的體積由體積 V1和 V2兩部分組成，即V錐 =V1+V2，而 V錐等于產(chǎn)品頭部精鐓后的體積即 V。 V可由產(chǎn)品尺寸計(jì)算出，則V1=VV2。 ? 從圖 3615可看出， V2的制約因素較多，如沖模與凹模的間隙距離、凹模工作凹穴的深度，以及金屬在里面的充填形狀、形成 V2的桶形直徑等，所以一般都采用經(jīng)驗(yàn)公式： ? V1=KV（ mm3） （公式 3617） ? 式中 V—— 形成產(chǎn)品頭部的體積 ? K—— 產(chǎn)品形狀系數(shù) ? 對(duì)于六角頭螺栓及六角頭導(dǎo)頸螺栓， K=～ ； ? 對(duì)于半圓頭螺釘， K=～ ； ? 對(duì)于沉頭螺釘， K=～ 。 ? 錐形體的小端直徑 dM等于原材料的最小尺寸或略小于最小尺寸，錐形體的大端直徑 DK取 ～。 ? 當(dāng) DK=，錐形體的體積 V1為： （公式 3618） 則 （公式 3619） 如取 DK= （公式 3620） 模腔錐角 α （公式 3621） ???????? ???44432211KMKM DdDdHV ? ???????? ???44432221 MMM dddH? MdH? 2 11 MdVH ?211 MdV? ???????? ?12 HdDarct g MK? ? (2) 機(jī)器螺釘初鐓形狀的確定 ? 機(jī)器螺釘種類很多，主要區(qū)別于頭部的幾何形狀?？偟恼f，機(jī)器螺釘頭部成形的鐓鍛比（ S=Lo/do和 D/h），值比較小，比較容易鐓鍛。對(duì)于簡(jiǎn)單頭形的機(jī)器螺釘，單擊冷鐓生產(chǎn)的工件 ,如圖 3616，可采用一次鐓鍛。但是，不少品種的機(jī)器螺釘，頭部槽型比較復(fù)雜。為十字槽型等，頭部成形則需要兩次及以上的鐓制。要按標(biāo)準(zhǔn)鐓制符合槽型要求的產(chǎn)品，初沖的造型起著決定性的作用。 ? 在精鐓頭部成形時(shí)，同時(shí)對(duì)槽型產(chǎn)生鐓擠，這時(shí)產(chǎn)品頭部的變形，除了金屬因鐓粗而流動(dòng)充滿頭部大端以外，還會(huì)伴隨槽型的擠壓而有一個(gè)反受力方向流動(dòng)的趨勢(shì)，從而影響大端邊緣金屬的充滿。尤其在槽型方向有明顯“缺肉”的現(xiàn)象。為了解決這個(gè)局部不充滿的缺陷，將初 ? 沖的頂端做成圓弧形，對(duì)于平圓頭十字槽螺釘?shù)某鯖_做成圓錐形的頂端 , 并帶一個(gè) 120176?！?150176。的錐角體 ,見圖 3617。其目的是為了減少變形中金屬的反向流動(dòng)，有利于頭部大端的充滿。 ? (3) 內(nèi)六角圓柱頭螺釘初鐓形狀的確