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Proe/Creo产品设计必须了解的锻压工艺

 学习新知识tzh 2022-11-29 发表于广东
—总有你想学习的内容—
什么是锻压?


锻压工艺是锻造和冲压的合称,是利用锻压机械的锤头、砧块、冲头或通过模具对坯料施加压力,使之产生塑性变形,从而获得所需形状和尺寸的制件的成形加工方法。


锻造按坯料在加工时的温度可分为 冷锻和热锻。冷锻一般是在室温下加工,热锻是在高于坯料金属的再结晶温度上加工。有时还将处于加热状态,但温度不超过再结晶温度时进行的锻造称为温锻。不过这种划分在生产中并不完全统一。

冷锻:对于室温状态的金属材料进行压力加工的锻造工艺。

热锻:金属材料被加热到再结晶温度以上,固相线以下的状态时进行压力加工的锻造工艺。

再结晶温度:粗略的计算可取该金属的熔点之0.4倍为再结晶温度。



对锻造产品,以冷锻工艺能获得较好的平整度,热锻的工艺平整度最差,而温锻(金属材料的温度处于冷锻与热锻之间)的平整度为中等。


冷锻又叫做冷体积成形,是一种制造工艺也是一种加工方法。与冷冲压加工工艺基本一样。冷锻工艺也是有材料、模具、设备三要素构成。只是冲压加工中的材料主要是板材,而冷锻加工中的材料主要为圆盘或线材。


日本(JIS)叫锻造冷间(简称冷锻) 中国(GB)叫冷镦,一些螺丝厂也喜欢称为打头。

三次元冷锻(Cold Forging)



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与热锻相比,冷锻省去了昂贵的加热设备,同时有用料省,加工精度高等优点,但也受限于工艺要求,所以对模具设计制造、设备压力要求等有更高的要求。

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热锻的优缺点


优点:若加工完成后,锻件材料的温度仍比再结晶温度高很多,则晶粒有较长的时间生长,会得到较粗的晶粒,可增加断裂韧性(裂纹扩展速率较低)。

缺点:

(1)因为高温操作,对人员安全、材料安全的危险性教大。


(2)材料在高温下易发生氧化,产生氧化皮,致使表面积垢,光洁度、平整度较差。


(3)热锻完成后,锻件材料在降温过程中有冷缩现象,影响锻件尺寸的精度。


(4)高温作业需要的设备及维护费用较高。

冷锻的优缺点

优点:

(1)锻件材料不易产生氧化皮,表面光洁度较好。


(2)锻件尺寸的精密度较好。


(3)在加工过程中会产生加工硬化(应变硬化),可使强度及硬度增加。


(4)可使锻件的金属纤维流向获得特定的方向性。


(5)不需要加热处理,使污染问题降至最低程度。

(6)不需要加热费用,降低生产成本。

缺点:

(1)锻件材料的塑性、韧性降低,对后续的加工不利。


(2)所需要的变形力比热锻大。


(3)材料内部会产生残余应力。


(4)金属晶粒会发生变形或破碎。


(5)加工过程中的方向性可能不利于日后的产品使用。

冷锻模具的基本概念与相关知识
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1、冷锻模具基本概念:

模具是冷锻的三要素之一,它的重要性是不可估量的;产品成形跟模具的型腔形状、精度以及模具材料密切相关。

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2、冷锻模具基本组成如下图片:

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3、冷锻模具常用材料的介绍:

注:此表格只是代表一些常用材料,若模具特殊设计时会根据产品需求,决定材质和热处理。

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4、材料的特性:

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超硬分为G1~G8,依次逐渐变软。关键是G1构造细密,而G8的构造很粗。超硬用烧结制成(粉末冶金 ),在铁的粉末中,混合碳.钴等用高温烧硬。由于是粉末,有时空气会残留在粒子间,我们把这个叫做气孔。气孔在模具中很难用肉眼看出。假如有气孔,那么在生产中就会出现气孔缺陷,造成模具破损,从而造成产品不良。气孔缺陷一般用HIP处理来改善。将超硬烧结后,放在1000个大气压状态中的空气抽出(真空处理) 。

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5、模具热处理硬度与力学性能:

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