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冷镦工艺与模具设计 一、冷镦变形工艺一些基本概念 金属变形的基本概念 金属的结构 一切金属的组织是由许多小晶体组成的，这些小晶体称为“晶粒” 。常用冷镦材料的晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方晶格 。 金属变形的基本概念 金属材料在外力作用下，所引起尺寸和形状的变化称为“变形”。金属变形是由弹性变形和塑性变形所组成。 所谓塑性—是指在外力作用下发生永久变形而不损伤其整体性能。 许多零件在成型过程中要求材料有较好的塑性。在冷镦时零件有的部位变形量很大，如材料的塑性不好将会发生开裂。 在工程中金属材料的塑性用伸长率δ和断面收缩率ψ两个指标来表示，也就以此衡量材料的塑性。 δ和ψ的数值可由下公式表示： δ= (L1-L0)/L0×100% 式中 L0 — 拉伸试样原始标距长度； L1 —拉伸试样破断后标距长度； 二、冷镦挤压工艺及模具设计 采用专用自动冷镦机来加工零件。 优点：材料利用率高、提高劳动生产率、使零件具有较高的机械性能和疲劳 强度、使零件表面得到较高的光洁度。 缺点：模具制造费用高，不适合少量生产。 冷镦工艺基本概念：镦锻比(S) 、冷镦变形程度（ε） 1. 镦锻比(S) — 是指镦锻材料镦锻部分的长度和直径的比值。 S=h0/d0 式中: h0 — 镦锻后形成工件头部的坯料长度； d0 — 线材直径。 用镦锻比可以确定镦锻过程中技术上的难易程度。镦锻比愈小加工愈容易；镦锻比较大时，在制定工艺时 应该适当增加镦锻次数。当然，镦锻比不能作为设计工艺的唯一依据。 当 h0/d0 比值过大时，毛坯冷镦时会发生纵向弯曲，冷镦工件的纤维流向上将出现折叠。当选取的h0/d0比 值过小时，将使冷镦工序数增加。 镦锻比与镦锻次数的关系表 * * Ψ=(A0-A1)/A0×100% 式中 Ao — 拉伸试样原始截面积； A1 —拉伸试样破断处的截面积； 因此，伸长率和断面收缩率数值越大，表示塑性越好。良好的塑性材料，有利于进行断压、冷冲、冷镦锻和冷拉拔等成型工艺。 原则上说，这两个塑性指标，都只能表示材料在单向拉伸条件下的塑性变形能力。 镦粗试验在冷镦加工中常被采用。它是将试验材料制成圆柱形试样，高度Ho一般为直径Do的1.5倍，然后在压力机或落锤上进行镦粗，直至试样表面出现第一条肉眼可见的裂纹为止，此时的压缩比ε即为塑性指标。 ε =(H0-H1)/H0×100% 式中 H0 —圆柱形试样原始高度； H1 —试样压缩后在侧表面出现第一条肉眼可见的裂纹时的试样高度； 试样裂纹的出现,是由于侧表面处附加拉应力作用的结果 。工具与试 样接触表面的摩擦力、散热条件、试样几何尺寸等因素，都会影响到附加拉应力的大小。因此，用镦粗法测定塑性指标时，为使所得结果可进行比较，必须制定相应的规程，说明试验条件。在冷镦生产中，常采用与工件变形条件相近的试验规程，以测定材料对于冷镦工艺的适合性。 c. 塑性变形的基本定律 在冷镦加工中广泛应用的塑性变形的基本定律是：体积不变定律和最小阻力定律。 体积不变定律 — 冷镦加工时，变形前金属坯料的体积等于变形后工件的体积。 最小阻力定律 — 金属受到外力作用发生塑性变形，金属晶粒有向各个不同方向移动的可能时，总是沿着阻里最小的方向移动。 最小阻力定律应用很广泛，在设计冷镦模具时，怎样才能使金属流动阻力减小和合理地控制金属的流动，这是设计人员必须考虑的问题。 变形力的简单计算 冷镦加工与冷镦变形力有着密切的关系。冷镦变形力是确定工艺参数、