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马车螺栓的冷镦成形工艺及关键模具设计

日期:2018-06-01 08:19 人气:

  马车螺栓的冷镦成形工艺及关键模具设计_机械/仪表_工程科技_专业资料。维普资讯 金属成形工艺 ME I ' A L F O R M L N GT E C I  ̄ ' , ' O L O G YⅧ 1 9 . N o

  维普资讯 金属成形工艺 ME I ' A L F O R M L N GT E C I  ̄ ' , ' O L O G YⅧ 1 9 . N o . 4 2 . 0 0 1 半圆头方颈螺栓的冷镦成 形工艺及关键模 具设 计 张 燕 ( 贵州高强度螺栓厂 , 贵州 贵阳 5 5 0 0 0 6 ) [ 摘要 】 用 多工住冷镦机 生产半圆头方颈螺柽 , 对 方颈部分的成形采用切挤 成形工艺 , 用这种 方 法生 产 的 产 品 , 外 形 美观 , 质 量 稳 定 。 同时 也介 曳 了关键 模 具 的 设计 。 【 关键 词】 冷墩 ; 忉挤 ; 四方切挤 模 ; 晶柱度 中图分类号 : T B 3 1 6 . 1 1 文献标 识码 : B 文章编号 : 1 0 0 0— 8 4 4 6 C 2 0 0 1 ) 0 4 一O O 4 6—0 3 Co l d He a d i n g a n d Ke y Mo l d De s i g n o f Cu p He a d S q u a r e Ne c k Bo l t s ZH ^NG Y a h { C . u i z h o u H i g h s t  ̄g , h S c r e w B o l t F a c t o r y . G u i y a n g 5 5 (  ̄ 0 6 . C h i n a ) A bn Ⅲ T h e c u p h e a d s q u a r e n e c k b o l t s a r e wa d e 0 n t h e mu l n p l e - s t a , J o n c o l d h e a d e r - s a d c u t - s q l l o e m e n e c k . T h e s e p r o d u c t st h r  ̄g ht h i s wa y h a v e 0 d a 王 B 目 瑚n o e a n d酬 e t e c h n o l o g yi s u s e dt o g e tt h e B q 嘣 q  ̄h t y T h e d e s i g n 0 ft h e k e ymo l di s i n t n x hc e d. Ke y s c o r c h c o c l f h e a d i n g ; c u t - s q u e e z e ; g r a i n s i z e; r a  ̄ d l o f c u t — s q u e e z e f o r s q u a r e 半 圆头 方颈 螺栓大量 应 用于 工程 机 械 、 桥 梁 建 裂披 设、 高速公路等领域 , 是一种应用较 为广泛 的紧 固 件。用 多工 位冷 镦 机 生产 G B 1 4—8 8 、 G B S 0 1 —8 8 、 G B 1 2 ~8 8系 列半 圆头 方 颈 螺 栓 , 存 在 的最 大 工 艺 难点是 方 颈部分 的成形 。按 正常 工艺 , 方 颈成 形 大 多采用镦 压成 形 的方 式 , 采 用 这 种成 形方 式 , 最难 于解决 的 问题 是 四方 成 形 模 的 寿命 问题 。 由于 四 方 镦压 成形 镦 锻力较大 , 且 四方成形 模 的 4个 角 易 于发生应 力 集 中 , 模 具极 易从 四方 四个 角 开裂 。四 方成 形模 损 坏 形 式如 图 l 所 示 。模 具 寿命 低 这 一 问题 , 制 约了这一类 产 品用 冷镦方 法 进行 大批 量 生 产, 为此 , 我们 改进 工艺 , 对 半 圆头 方颈 螺栓 方 颈部 分的成形 改 镦 压成 形 为 切挤 成形 , 经 生产 验 证 , 采 图 1 四方成形摸损坏形式 半圆头方颈螺桂冷镦成 形工艺 工位布局如 图 用切挤成形工艺, 四方 切挤模寿命 高 , 切挤 出的四 2 所示。其中第 l 工位 为封闭式正挤压缩径 , 因半 方外形美观, 质量稳定 , 从工艺角度保证了这一类 圆头方颈螺栓属典型头大杆细件 , 为保证头部的成 产品 的冷镦 批量 生产 。 形, 必须选用直径较大的材 料, 这样就使杆部缩径 的断面收缩率达到了4 0 %以上。经实际验证 , 缩径 时断面收缩率超过 3 0 %, 就必须采用正挤压缩径。 1 半 圆头 方 颈 螺 栓 冷镦 成 形 工 艺 收 稿 日期 : 2 0 9 0 - 0 9 . 1 1 作者简介 : 张燕( 1 9 6 8 一) , 女, 四川彭 山人 , 助理工程师 , 主要从事 材料改 制工艺编制 , 材料退 火工 艺编制 , 拔丝模设计 紧固件玲镦工艺编 制及玲镦模具设计等。 维普资讯 张燕 半 圆头方颈螺栓的玲镦成形工艺及关键模具设计 4 7 与头 部盘外 圆相 接 , 切挤 四方后 不会 在 头 部支 承 面 上形 成金属 叠 层 。这 种 形 式 的大小 口之 间 连接 采 用 的是圆弧 , 经计算 . 较图 3 b形 式 可减 少金 属 切挤 ① 量 1 6 %, 避 免了切挤 四方 时 的“ 掉角 ” 现象 发生 。经 ⑩ 实际验证 : 方颈部分的预成形形式 采用 图 3 c 形式 较 为恰 当。第 3工位 为方 颈 切挤 成形 工位 , 在 这个 工位方颈切挤成形被切出的多余金属 在半 圆头下 形成四瓣梅花形飞边。第 4 工位为切边工位. 切出 四瓣 梅花形 飞边 。 ⑤ 图 2 半圆头方颈螺栓 冷镦成形工艺工 位布局 2 关 键 模 具 设 计 图5 为第 3工 位 切 挤 四方 模 具 结 构 , 其 中. 四 方切挤 模在 四方 成 形 过 程 中所 承受 的应 力 较 为 复 第2 工位为半 圆头成形及方 颈部 分预成形 工位。 杂 。切挤 开 始 时 , 四方 切 挤 模 承受 的 是 单 一 切应 如何 确定 方颈 部 分 的预 成 形形 式 关 系着 下 一 个 工 力,幸运飞艇官网 逐步转化为切应力与镦压力 的复合力 , 最终变 为挤 压力 。四方切 挤模 的这种 特 殊受 力形 式 , 使其 对 模具 的选材 及热 处理应 有特 殊 的要求 。 一 堕 一 L I . I — 上 一 妊 J L } , 一 一 图 3 预 成 形 形式 洼: 柏 为 四方对角尺寸 ; h为 四方颈 高度。 位切挤 四方 的 质 量。 如 方 颈部 分 预 成 形 形 式 如 图 3 a , 因方颈预 成形 部分 上 口没有 与 头部 盘外 圆相 接 四方切出后 , 切出的多余金属会在螺栓头部支承面 上形成 叠层 , 影 响产 品的外 观及使 用 性能 。如预 成 图 5 第 3工位 切挤 四方 模具结 构 注: 柏 为四方对角尺寸 , h为 四方颈 高度 挤模 四方 锥孔 角 度 a是 四方 切 挤模 设 计 的关 键 所 在. 如 过小 , 会加 大切 削刃 与 已切 金属 面 的摩 擦 . 方后在 头部 支承 面上形 成金属 叠层 , 但 这 种 形式 切 使切 出的四方颈 的表 面粗 糙 度达 不 到工艺 要 求 。。 过大 , 切挤 模刃 口易发 生崩 口 , 降 低 切挤 模寿 命 . 经 挤 金属 量较 大 . 当切 挤 切 到 四方 根 部 时 ; 切挤 金 属 量达到 最 大 , 会 在 四 方根 部 四个 角 上 发 生 金 属 撕 实 际验证 , 四方切 挤模 型 腔锥孔 角度定 为 3 。 ~4 。 较 裂, 形成 ” 掉角” , 如 图 4所 示 。将 方 颈 预 成形 形式 为台 适 。 2 . 2 四方切 挤模 的选 材 确定 为 图 3 c所示 形 式 , 这 种 形式 预 成形 部 位 大 口 由于 四方切 挤 模 在 切挤 过程 中承 受 的 是切 应 维普资讯 4 8 金属成形工艺 M E T A L F O R M I N G T E C H N O L O G Y V o 1 . 1 9 . №. 4 2 ∞1 力与挤压力的复合力, 这就要求 四方切挤模要有很 力, 又要求切挤模具有一定的韧性。因此将切挤模 高的承载能力及很好 的耐冲击性和切削性能。基 硬 度定为 H R C 6 1 ~6 4 , 要 求 淬 火 时适 当 降低 温 度 , 于上述要求 , 选择高速钢 W6 M o 5 C a ' 4 V 2 制造 四方切 保证淬火后模具 晶粒度在 1 0 ~ 1 1 级之间。 挤模。从 w6 M o 5 C a , 4 V 2 具有很 高的压缩屈服点 、 硬 度和耐磨性 . 因而具有很高的承载能力和很好 的切 3 结 论 采用 上 述工 艺 方 法 , 我 厂 已 成功 生 产 G B t 4— 削性能 , 常用于制作重载冷镦模具。通过调整淬火 8 、 G B 8 0 1 —8 8系 列 半 圆 头方 颈 螺 栓 多 个 品 种 , 已 温度控制 淬 火 晶粒 度 : W6 M o 5 C r 4 V 2还 可 用 于 制 造 8 承受重载及 冲击较大的间断切 削模具 , 如切边模和 形成批 量生 产 。采 用 冷 镦 方 法 生 产 的半 圆 头方 颈 切 挤模等 。 2 . 3 四方 切挤模 的热 处 理要 求 螺栓 , 方 颈部 分 棱 角 分 明 , 外形美观 , 尺寸精确, 质 W6 M o 5 C r 4 V 2的常 规 淬 火 温 度 范 围为 1 1 9 0~ 量稳定 , 得到了用户 的肯定 , 也为工厂创造 了良好 的经济效益。 【 参 考 文 赫 ] 1 2 2 0  ̄ C 。随着淬火加热温度的升 高, 碳化物不断溶 [ 1 ] 冯 晓曾, 王家瑛 , 何世禹 提 高模具 寿命指南——选材 入基体中, 基体中的 C 及 W、 M o 、 V等合金元素不断 升高, 这有利于提高钢的红硬性和耐磨性。但随着 [ 2 】 [ 苏] B A 渡渡夫 . 张德呈 译 . 自动化 冷镦生 产的工艺 淬火温度的升高 , 钢 的晶粒度长大 , 会使钢 的韧性 装备 [ M] . 沈阳标准件研究 所 . 及热处理 [ M]北京 : 机械工业 出版杜 , 1 9 9 4 . 下降。四方切挤模承受 的是 切应力与挤压力 的复 [ 3 ] [ 1 3 ] 工藤英明 , 大和久重雄 , 竹 内煌 . 冷锻 手册C M ] . 第 合力 , 这就要求它的硬度必须在 H R C 6 0以上, 这 才 机械 工 业 部 机 械 研 究 院 机 电 研 究 所 翻译 出版 , 一 能保证 四方切挤模具有较高的强度与耐磨性。四 方切挤模在切挤过程 中承受的挤压力 与问断 冲击 1 3. ( 上楼 第 3 5页) [ 1 ] 李虎兴 等 . 1 7 0 0 a r m冷连轧机 轧辊热 行 为特性 【 J ] . 钢 铁研究学报 , 1 9 9 1 , 3 ( 3 ) t 3 3 —4 1 . 的辊型曲线与实际使用的十分接近, 这进一步说明 用文中提出的设计 方法可广泛用于轧辊原始辊 型 曲线 ] 王国栋 . 板形控制和板形理 论【 M ] . 北京 : 冶金工 业出 版杜 , 1 9 8 6 . : 3 ] 铁木 辛 柯 . 弹 性 理论 [ M] . 北京: 人 民教 育 出 版杜 . 4 结 论 1 9 6 4. 由上述计算结果可知 , 影响函数法因使用 的假 设少, 考虑的问题 十分周 全, 因此其与有 限元法耦 和求解可方便地得到较理想的轧辊原始辊型曲线。 【 参 考 文 献 ] [ 4 ] 李立新 , 刘学峰 , 汪凌 云 . 冷轧带钢板形最优的轧 制工 艺制度制 订[ J ]武汉 科技大 学学 , 2 i f 0 0 , 2 3 ( 1 ) . 1 5 — 1 7 . [ 5 ] 葛 懋琦 等 . 3 5 0 m m三机 架冷 连轧 机 辊型设 计 [ J ] . 钢 铁. 1 9 8 7 , 2 2 ( J 0 )7 1 — 7 3