连成旺锻造

冷镦也就是冷挤压，是冷挤压的从属范畴，冷挤压范围更广，液压机、冲床、自动冷镦机都是冷挤压常用的机器，冷镦的特征就是体现在速度上。

由于紧固件量大面广，故冷镦技术多用在紧固件的制造上，现在已拓展到汽车零部件、传动件和军工、航空、航天、航海等特殊精密零件的冷镦制造，但90%以上还是用于紧固件的冷镦制造。

所以本书应是冷镦技术及应用, 紧固件冷镦技术是一种常用习惯说法。紧固件的重点是螺纹，螺纹的有关计算详见《紧固件冷挤压技术及应用》P51～P57。

1.什么是冷镦

冷镦：金属在常温下，借助模具进行镦锻完成金属塑性变形，达到规定的几何形状、尺寸及质量要求的工艺方法。

温镦：金属通过加热到600-800°C借助模具进行镦锻。

热镦：金属通过加热到1000-1200°C借助模具进行镦锻。

2. 冷镦的实质：就是金属塑性变形的实质

3.冷镦的金属塑性变形流动规律：最小阻力定律和体积不变定律

4. 冷镦的三部曲：选材--设计--制造

1)毛坯状况(选材)

冷镦用原材料，除了要求晶粒度和化学成分合乎冷镦钢要求外，要求冷镦前硬度≤150°HB(≤80°HRB)，中碳、合金钢要求冷拔前球化退火，冷拔后硬度≤180°HB(≤90°HRB)。铝合金锻件

冷镦低碳钢和不锈钢全空芯铆钉硬度102°HB(60°HRB)；套类制品硬度102～133°HB(60～80°HRB)，最好硬度102～113°HB(60～70°HRB)；缩杆类制品硬度133～168°HB(80～88°HRB)，最好硬度133～158°HB(80～85°HRB)。

不锈钢空芯铆钉和六角法兰面螺栓材质必须含3～5%铜;高碳钢、合金钢例35K、40Cr等冷镦套类深孔件是采用两次球化退火以软化求得硬度<158°HB(<85°HRB)。并且要求材料有良好的冷镦性能和良好的润滑以减小变形中的摩擦力。

2) 选用合适的冷镦变形工艺(设计)

3) 提高模具表面粗糙度及改善润滑条件(制造)

1.冷镦的核心技术

开式冷镦成形标准及设计见《紧固件冷挤压技术及应用》P12。

闭式冷镦成形标准及设计《紧固件冷挤压技术及应用》P13。

冷镦主要分为镦粗和延伸工序。

冷镦变形工艺分为小料大变形、大料小变形或中间料往两头变形三类，在紧固件或少无切削制品的冷镦成形应用中，多以回转体金属线材为毛坯料，那么选择毛坯线径就成为至关重要的问题。铝合金锻件

虽有条条道路通罗马之说，但最佳的线径只有一个,如何选定毛坯线径？无论是镦粗或是延伸(缩径)、反挤压等要考虑的是金属塑性变形的允许变形程度,所以我们将冷镦变形核心计算公式归纳为一个：

ε——金属材料的变形程度；

ε= x100%D--大的线径（镦粗最大线径；缩径选择线径）；

d——小的线径（镦粗选择线径；缩径需要线径）。

式中ε、d或D是已知条件,求解D或d。ε:典型零件冷镦的变形程度计算见《紧固件冷挤压技术及应用》P34表2.3-1；不同的材料有不同的允许变形程度；常用的金属材料允许变形程度见《紧固件冷挤压技术及应用》P35表2.3-2。

将ε=30%界定为分水岭，ε≤30%用开式冷镦成形(开式缩径)， ε>30%用闭式冷镦成形(闭式缩径或称为强缩模亦称强束模)，闭式冷镦成形ε值的上限一般根据材料的允许变形程度来决定，不锈钢ε≤50%，一般黑色金属常用的控制在ε≤60%，中、低碳钢有的可以达到ε=85%。

如果把D设定为选择的毛坯线径，d为冷镦制品的成形线径，对于反挤压带孔状筒形件，D的选定是根据d来决定的，无论是镦粗或是缩径将会产生冷作硬化，不利于反挤压孔的形成，故D接近d。铝合金锻件

阴模不运动，阳模冲头运动，反挤压孔深一般可达到3～5倍的孔径；阳模冲头通过压缩阴模采用矩形簧浮动运动，反挤压冲孔冲头放在阴模内不运动，采用六针结构，三针矩形簧浮动，三针卸料套卸料，则反挤压孔深可以大于孔径的5倍以上，低碳纲甚至达到近孔径的9倍。冷镦螺母：S为六角对边，大料小变形D一般取0.9～0.92S；小料大变形D一般取0.7～0.72S;而用六角线材则取0.92～0.95S。

2.冷镦基本工序分为分离和成形工序

1) 分离工序：剪料，切边，冲裁等。

2) 成形工序：初镦、精镦、正挤压、反挤压、镦挤结合、拉拔等。

3. 冷镦变形工艺按金属流动与阳模运动的方向分成四类：

a.正挤压：金属流动与阳模运动的方向相同, 用以挤压各种截面的实心件和空心件。

b.反挤压：金属流动与阳模运动的方向相反，可以挤压各种截面的空心件。

c.复合挤压：兼有正、反挤压，可挤压形状较复杂的零件。

d.镦挤结合：在挤压的同时，镦粗部分金属，使之沿径向流动，用以挤压带凸缘或局部粗大的零件。

4．冷镦的变形程度

不同材质的材料其一次变形的极限量称为许用变形程度。常用不同材质的许用变形程度见《紧固件冷挤压技术及应用》P35表2.3－2；典型零件冷镦的变形程度计算见《紧固件冷挤压技术及应用》P34表2.3-1；反挤压零件的相对尺寸见《紧固件冷挤压技术及应用》P40表2.6-1。铝合金锻件

5. 冷成形力的计算

1).剪切力的计算：Pq=Fτ(kgf)

2).冷镦力（镦粗）的计算：Pc=γZφσs′（1+f/3*d/h）F (kgf）

3).正挤压力（缩径、拉丝）的计算：Ps=pF (Kgf)

4).反挤压力(盲孔)的计算：Pj=pF1 (Kgf)

5).复合挤压力的计算：复合挤压的压力低于单一正挤压和单一反挤压的压力。

6).顶料力的计算：通常是忽略不计的（正常情况下由于顶料力很小），但切边顶料力要计算，切边顶料力：Pd=PqK(kgf)

冷成形力的计算详见《紧固件冷挤压技术及应用》P40～P44。

1．冷镦次数的确定

按坯料未夹持部分自由长度和直径来确定。镦锻比（镦粗比）S=L/D，式中：S—镦锻比；L—坯料长度； D—坯料直径。铝合金锻件一般根据经验可按以下数据来确定镦锻次数：L/D≤2.5为镦锻一次；2.5≤L/D≤4.5为镦锻两次；4.5≤L/D≤6.5为镦锻三次。

2.预成形设计

预镦粗锥形成形工序尺寸。