冷鍛工藝模具學(xué)

冷鍛技術(shù)的發(fā)展主要是開發(fā)高附加值的產(chǎn)品，降低生產(chǎn)成本，同時，它還在不斷地向切削、粉末冶金、鑄造、熱鍛、板料成形工藝等領(lǐng)域滲透或取而代之，也可以和這些工藝相結(jié)合構(gòu)成復(fù)合工藝。熱鍛-冷鍛復(fù)合塑性成形技術(shù)是將熱鍛和冷鍛結(jié)合起來的一種新的精密金屬成形工藝，它充分利用了熱鍛和冷鍛各自的優(yōu)點：熱態(tài)下金屬塑性好，流動應(yīng)力低，因此主要的變形過程用熱鍛來完成；冷鍛件的精度高，因此零件的重要尺寸用冷鍛工藝來最終成形零件。熱鍛-冷鍛復(fù)合塑性成形技術(shù)出現(xiàn)于20世紀(jì)80年代，90年代以來取得了越來越廣泛的應(yīng)用，用該技術(shù)制造的零件，已取得了精度提高、成本降低的良好效果。

1、數(shù)值模擬技術(shù)數(shù)值模擬技術(shù)用于檢驗工藝和模具設(shè)計的合理性。隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展和70年代塑性有限元理論的發(fā)展，許多塑性成形過程中很難求解的問題可以用有限元方法求解。在冷鍛成形工藝領(lǐng)域，通過建模和合適的邊界條件的確定，有限元數(shù)值模擬技術(shù)可以很直觀地得到金屬流動過程的應(yīng)力、應(yīng)變、模具受力、模具失效情況及鍛件可能出現(xiàn)的缺陷情況。這些重要信息的獲得對合理的模具結(jié)構(gòu)，模具的選材、熱處理及成形工藝方案的最終確定有著重要的指導(dǎo)意義。有效的數(shù)值模擬軟件是以剛塑性有限元法為基礎(chǔ)建立起來的，這些軟件有：Deform、Qform、Forge、MSC/Superform等。運用有限元數(shù)值模擬技術(shù)可用于檢驗工藝和模具設(shè)計的合理性。預(yù)鍛分流區(qū)-分流終鍛，用三維有限元數(shù)值模擬軟件Deform3DTM進行了數(shù)值模擬研究，得到了鍛造載荷-行程曲線以及整個成形過程的應(yīng)力、應(yīng)變、速度分布等，并與傳統(tǒng)的閉式鐓擠工藝模擬的結(jié)果進行了比較。分析表明，傳統(tǒng)的閉式鐓擠成形直齒圓柱齒輪，成形載荷大，不利于齒形的充填。采用預(yù)鍛分流區(qū)-分流終鍛新工藝，可以大幅度降低成形載荷，親明顯改善材料的充填性，可以獲得齒形角部飽滿的齒輪。用三維大變形彈塑性有限元法對齒輪冷精鍛成形過程進行了數(shù)值模擬，對以閉式模鍛為預(yù)鍛和以閉式模鍛、孔分流及約束分流為終鍛的兩步成形模式的變形流動情況進行了數(shù)值模擬分析。數(shù)值分析結(jié)果及工藝試驗表明在終鍛中采取分流，尤其是約束孔分流措施對于降低工作載荷和提高角隅充填能力等方面十分有效。

2、智能設(shè)計技術(shù)智能設(shè)計技術(shù)及其在冷鍛成形工藝、模具設(shè)計中的應(yīng)用。美國哥倫布貝特爾實驗室開發(fā)出基于知識的預(yù)鍛幾何尺寸設(shè)計系統(tǒng)，因設(shè)計預(yù)鍛件的形狀為空間幾何體，須對其幾何形狀進行操作，故不能單純地用一般語言來描述推理過程。對于零件的幾何信息，采用框架方法表示，在框架中用不同的槽，定義出組成零件的基本成分和它們之間的拓撲關(guān)系。設(shè)計規(guī)則是用產(chǎn)生式規(guī)則表示，用OPS工具進行揄。基于知識設(shè)計方法在冷鍛成形工藝及模具的設(shè)計中的應(yīng)用，將徹底改變塑性成形傳統(tǒng)的依靠設(shè)計人員人人經(jīng)驗，設(shè)計過程中反復(fù)修改、設(shè)計效率不高的狀態(tài)。它使用人工智能、模式識別、機器學(xué)習(xí)等技術(shù)，在設(shè)計過程中從系統(tǒng)知識庫中提取合適的知識指導(dǎo)冷鍛成形工藝及模具設(shè)計。該項技術(shù)正在進一步發(fā)展之中?；谥R設(shè)計方法已成為鍛造成形工藝、模具設(shè)計智能化技術(shù)研究的一個特點課題。

冷鍛壓工藝

沖壓是對薄板材的冷擠壓成型加工，冷鍛是對物料再結(jié)晶溫度以下的成型加工，熱鍛是對物料再結(jié)晶溫度以上的成型加工，壓鑄和注塑比較象，液化的金屬在模具內(nèi)冷卻成型鋁擠壓是把流體狀的金屬通過金屬模具時，分流擠壓成型的模具的壽命和設(shè)計時采用的材料有關(guān)，不可一概而論，相對來說，鋁擠壓和鍛壓的模具壽命比較段，因為工況惡劣。

至于加工精度，也要看設(shè)計要求的，一般來說：鋁擠壓高些，壓鑄和冷鍛也比較高。

冷鍛模具如何設(shè)計

一、鑄造沖壓模具 1、先用鑄造的方法鑄造出毛坯，而后再進行機加工而成的 2、由于鑄造的原因，材料沒有各向異性，因此，模具工作中，受力比較好 2、易于做比較復(fù)雜的模具 3、需要先做鑄造模具，因此，加工周期比較長，成本有點高

二、鋼板沖壓模 1、制造簡單，生產(chǎn)周期短 2、由于是有多塊鋼板零件拼接而成，因此，組合精度相對較差一點，并且在使用中，還會發(fā)生尺寸變動，導(dǎo)致沖壓出廢品 3、某個局部損壞，可以修復(fù) 4、相對鑄造的整體模具而言，用鋼板零件組合而成的沖壓模具，精度稍高。

冷鍛工藝的詳細介紹

冷變形也叫冷加工，是指金屬在再結(jié)晶溫度以下所進行的變形或加工，如鋼的冷拉或冷沖壓等；熱變形或熱加工是金屬在再結(jié)晶溫度以上所進行的變形或加工，如鋼的熱軋、熱鍛等。

從概念上說,鋼材的冷加工是指在常溫下通過機械加工是鋼材達到變形,拉直,除銹等效果的一種加工方式;從實際方法上,與熱加工相對應(yīng)，冷加工則指在低于再結(jié)晶溫度下使金屬產(chǎn)生塑性變形的加工工藝，如冷軋、冷拔、冷鍛、沖壓、冷擠壓等。

冷加工變形抗力大，在使金屬成形的同時，可以利用加工硬化提高工件的硬度和強度。

鍛造工藝學(xué)與模具設(shè)計

鍛造壓力機是對熱態(tài)金屬進行鍛造的液壓機或機械壓力機。也叫金辰鍛壓機，廣泛用于精密鍛造，齒輪加工精密下料，電機加工，軸承加工，汽車廠，摩托車廠，曲軸加工廠，軋鋼廠等行業(yè)。效率高，精度好。

沖壓式壓力機就是一臺沖床。在國民生產(chǎn)中，沖壓工藝由于比較傳統(tǒng)機械加工來說有節(jié)約材料和能源，效率高，對操作者技術(shù)要求不高及通過各種模具應(yīng)用可以做出機械加工所無法達到的產(chǎn)品這些優(yōu)點，因而它的用途越來越廣泛。

所以，鍛造壓力機和沖壓壓力機的區(qū)別:鍛造壓力機是對熱態(tài)金屬進行鍛造的液壓機或機械壓力機。也叫金辰鍛壓機，廣泛用于精密鍛造，齒輪加工精密下料，電機加工，軸承加工，汽車廠，摩托車廠，曲軸加工廠，軋鋼廠等行業(yè)。效率高，精度好。沖壓式壓力機就是一臺沖床。在國民生產(chǎn)中，沖壓工藝由于比較傳統(tǒng)機械加工來說有節(jié)約材料和能源，效率高，對操作者技術(shù)要求不高及通過各種模具應(yīng)用可以做出機械加工所無法達到的產(chǎn)品這些優(yōu)點，因而它的用途越來越廣泛。

冷鍛工藝與模具設(shè)計

 沖壓是對薄板材的冷擠壓成型加工，冷鍛是對物料再結(jié)晶溫度以下的成型加工，熱鍛是對物料再結(jié)晶溫度以上的成型加工，壓鑄和注塑比較象，液化的金屬在模具內(nèi)冷卻成型鋁擠壓是把流體狀的金屬通過金屬模具時，分流擠壓成型的模具的壽命和設(shè)計時采用的材料有關(guān)，不可一概而論，相對來說，鋁擠壓和鍛壓的模具壽命比較段，因為工況惡劣。

冷鍛工藝過程

三者中車鋁散熱器的模具價.格.最.低，其次是冷鍛散熱器適中，壓鑄散熱器則較高，后期加工成本的話，車鋁最高，壓鑄適中，冷鍛則低。

冷鍛工藝與模具

冷鍛模的材料有：DC53，LD，8566模具鋼。還可以用Cr12MoV，5CrNiMo，5CrMnMo，4Cr5MoSiV1，4Cr5MoSiV等模具鋼來制造冷沖模、熱鍛模、壓鑄模等模具的鋼種。使用Gr12來制作鍛模也是常見的，Gr12的韌性要好一些。另外制作鍛模，最好能給模具的型腔通過熱漲冷縮的方法加上套版，這樣可以防止模具的開裂。

DC53鋼是一種改良SKD11的新型冷作模具鋼，其技術(shù)指標(biāo)列于日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JIS）G4404。它克服了SKD11高溫回火硬度和韌性的弱點，將在通用和精密模具領(lǐng)域替代SKD11。DC53的韌性是SKD11的兩倍。DC53的韌性在冷作模具鋼中更為突出。DC53制作的刀具很少有裂紋和裂紋，大大提高了使用壽命。DC53工具鋼具有均勻分布的細碳化物。它具有很好的抗磨損和抗疲勞性。它還具有耐高溫性以支持 PVD 和氮化物表面處理。它具有優(yōu)于大多數(shù)其他工具鋼的機加工和磨削性能。

金屬冷鍛工藝

熱鍛是在金屬再結(jié)晶溫度以上進行的鍛壓。提高溫度能改善金屬的塑性，有利于提高工件的內(nèi)在質(zhì)量，使之不易開裂。高溫度還能減小金屬的變形抗力，降低所需鍛壓機械的噸位。但熱鍛壓工序多，工件精度差，表面不光潔，鍛件容易產(chǎn)生氧化、脫碳和燒損。當(dāng)加工工件大、厚，材料強度高、塑性低時（如特厚板的滾彎、高碳鋼棒的拔長等），都采用熱鍛壓。當(dāng)金屬（如鉛、錫、鋅、銅、鋁等）有足夠的塑性和變形量不大（如在大多數(shù)沖壓加工中）時，或變形總量大而所用的鍛壓工藝（如擠壓、徑向鍛造等）有利于金屬的塑性變形時,常不采用熱鍛壓，而改用冷鍛壓。為使一次加熱完成盡量多的鍛壓工作量，熱鍛壓的始鍛溫度與終鍛溫度間的溫度區(qū)間應(yīng)盡可能大。但始鍛溫度過高會引起金屬晶粒生長過大而形成過熱現(xiàn)象，會降低鍛壓件質(zhì)量。溫度接近金屬熔點時則會發(fā)生晶間低熔點物質(zhì)熔化和晶間氧化，形成過燒。

過燒的坯料在鍛壓時往往碎裂。一般采用的熱鍛壓溫度為:碳素鋼800～1250℃；合金結(jié)構(gòu)鋼850～1150℃；高速鋼900～1100℃；常用的鋁合金 380～500℃；鈦合金850～1000℃；黃銅700～900℃。

冷鍛壓，是在低于金屬再結(jié)晶溫度下進行的鍛壓，通常所說的冷鍛壓多專指在常溫下的鍛壓，而將在高于常溫、但又不超過再結(jié)晶溫度下的鍛壓稱為溫鍛壓。溫鍛壓的精度較高，表面較光潔而變形抗力不大。在常溫下冷鍛壓成形的工件，其形狀和尺寸精度高，表面光潔，加工工序少，便于自動化生產(chǎn)。許多冷鍛、冷沖壓件可以直接用作零件或制品，而不再需要切削加工。但冷鍛時，因金屬的塑性低，變形時易產(chǎn)生開裂，變形抗力大，需要大噸位的鍛壓機械。

冷鍛工藝模具學(xué)什么

冷鍛又叫做冷體積成形，是一種制造工藝也是一種加工方法。與冷沖壓加工工藝基本一樣。冷鍛工藝也是有材料、模具、設(shè)備三要素構(gòu)成。只是沖壓加工中的材料主要是板材，而冷鍛加工中的材料主要為圓盤或線材。日本叫冷間鍛造（簡稱冷鍛），中國叫冷鐓，一些螺絲廠也喜歡稱為打頭。

冷模鍛、冷擠壓、冷鐓等塑性加工的統(tǒng)稱。冷鍛是對物料再結(jié)晶溫度以下的成型加工，是在回復(fù)溫度以下進行的鍛造。生產(chǎn)中習(xí)慣把不加熱毛坯進行的鍛造稱為冷鍛。冷鍛材料大都是室溫下變形抗力較小、塑性較好的鋁及部分合金、銅及部分合金、低碳鋼、中碳鋼、低合金結(jié)構(gòu)鋼。冷鍛件表面質(zhì)量好，尺寸精度高，能代替一些切削加工。冷鍛能使金屬強化，提高零件的強度。