冷镦工艺详解与 冷镦模具

冷镦力（使金属变形所需力）的大小取决于变形金属的性能、变形程度、镦锻工件的形状、摩擦条件及其他因素。从用尽可能小的力得到尽可能大的变形这一使用要求出发。
       必需使作用力的方向与大变形的方向一致，这也是编制的工艺及选择的工具是否合理的一个重要标志。
只有计算出冷镦所需力的大小，才能合理的选择或设计出适当功率的冷镦设备。
下面介绍计算冷镦力的经验公式。（其计算结果与实验数据很相近）。
式中：F1—镦锻形状的投影面积（毫米2）
K1—镦锻条件和所镦头部形状的系数（根据实际情况确定）。
2. 古布金公式
由“凯尔彼拉”图查得
如果考虑机械变形，变形应力和温度的影响时，古布金公式可改写成：（工件热顶镦力的公式）
式中系数由下列资料决定：
（1）r的决定：
①用上冲模自由顶镦时，取r=1
②在封闭上冲模锥形孔内变形并需要充满模腔时。
       取r=1.25~1.75
③无毛边的有型顶镦时取r=1.75~2.0
④在有薄毛刺的有型顶镦时取r=2.5
（2）Zφ（和Zr）的决定：
①对于半圆头、沉头、半沉头和圆信头的螺钉
Zφ=1.1~1.2（ZT=1.3）
②对于带方颈半圆头和圆柱头螺钉，方头和六角头螺钉
Zφ=1.2~1.5（ZT=1.4）
③对于复杂的和对称的特种零件
Zφ=1.5~1.8（ZT=1.5）
公式（4）（5）中的符号说明：
f摩擦系数，在无润滑状态下采用f=0.2。
有石墨润滑的磨光面 f=0.05~0.10。
无石墨润滑的磨光面 f=01.0~0.15。
工具和毛坯之精加工端面f=0.15~0.20。
粗加工端面 f=0.02~0.30。
（上列f值仅供参考）
D—顶镦后头部大径（毫米）
H—顶镦后头部高度（毫米）（对圆柱头就是柱体的高度）
3、考虑顶锻应力的公式：
公式5增加顶锻应力（并取摩擦系数f=0.15）后可写成：
4、简化公式：（考虑顶锻应力系数△时）
应用举例：
例1、制造10毫米直径的六角螺钉。
       采取双冲程冷镦法，顶锻后钉头呈无毛刺的圆柱形，其直径=19.6毫米，厚度为h=7毫米，材料是25号钢（即r=1.75, Zφ=1.1, f=0.15）
由于冷镦力是确定工艺参数、设计模具的重要依据，因此在金属冷镦加工中，要综合考虑影响冷镦力大小的镦锻材料、变形程度、工件形状等诸多因素，以便准确计算出所需的冷镦力，从而生产出质量高、成本低的冷镦零部件。