2018年冷镦模具设计基础知识大全
冷镦基础知识和工艺分析
c．应力状态对塑性及变形抗力的影响 在外力作用下，金属内部产生内力，其单位面积之强度称之为应力。
受力金属处于应力状态下。
从变形体内分离出一个微小基元正方体，在所取的正方体上，作用有 未知大小但已知方向的应力，把这种表示点上主应力个数及其符号的 简图叫主应力图。
表示金属受力状态的主应力图共有九种，其中四个为三向主应力图， 三个为平面主应力图，两个为单向主应力图，如图36-1所示。
(3)扭转试验
扭转试验是以试样在扭断机上扭断时的扭转角或扭转圈数来表示的。 生产中最常用的是拉伸试验和镦粗试验。不管哪种试验方法，都是相 对于某种特定的受力状态和变形条件的。由此所得出的塑性指标，只 是相对比较而言，仅说明某种金属在什么样的变形条件下塑性的好坏。
1.1.3 影响金属塑性及变形抗力的主要因素
d．冷变形硬化对金属塑性及变形抗力的影响
金属经过冷塑性随着变形程度的增加，所有的强度指标（弹性极限、比例极限、 流动极限及强度极限）都有所提高，硬度亦有所提高；塑性指标（伸 长率、断面收缩率及冲击韧性）则有所降低；电阻增加；抗腐蚀性及 导热性能降低，并改变了金属的磁性等等，在塑性变形中，金属的这 些性质变化的总和称作冷变形硬化，简称硬化。
磷在钢中使变形抗力提高，塑性降低。含磷高于0.1%～0.2%的钢具 有冷脆性。一般钢的含磷量控制在百分之零点零几。
其他如低熔点杂质在金属基体的分布状态对塑性有很大影响。 总之，钢中的化学成分愈复杂，含量愈多，则对钢的抗力及塑性的影
响也就愈大。这正说明某些高合金钢难于进行冷镦（压）加工的原因。 b．变形速度对塑性及变形抗力的影响 变形速度是单位时间内的相对位移体积：
钢中随含碳量的增加，则钢的抗力指标（бb、бp、бs等）均增高， 而塑性指标（ε、ψ等）均降低。在冷变形时，钢中含碳量每增加 0.1%，其强度极限бs大约增加6～8 kg/mm2。
冷镦工艺与模具设计
冷镦加工与冷镦变形力有着密切的关系。冷镦变形力是确定工艺参数、 模具设计、设备设计和选择设备的重要依据。在正常生产中，一般不需经 常进行变形力的计算，但对于非标零件与几何形状复杂零件加工时，为便 于合理地选用设备、设计工艺和模具等，必要时需要进行变形力计算，所 以必须掌握变形力的计算方法。
形过程中,随着变形的增大,由于冷作硬化
变形抗力 (N/mm2)
作用使金属的硬度和强度随之增大， 变形抗力也大大增加，而塑性却有所降 低，这将给后道工序带来变形的困难。
电工纯铁
金属材料冷作硬化后实际变形抗力如
图1.1-1所示,材料的含碳量越高，其变
形抗力越大。所以，在冷加工过程中需
适当增加中间热处理工序，以消除冷作硬 化和内应力。
4.冷镦变形力计算方法 F=KσT A 式种： F — 冷镦变形力 (MPa)
K — 镦锻头部的形状系数, 一般螺钉、螺栓取 2～2.4 σT — 考虑到冷作硬化后的变形抗力
σT = σbIn (A/A0) (MPa) σb — 金属材料的强度极限 (MPa)
A — 镦锻后头部的最大投影面积 (mm2) A0 —镦锻前坯的断面积 (mm2)
冷镦工艺与模具设计
一、冷镦变形工艺一些基本概念
1. 金属变形的基本概念
a. 金属的结构 一切金属的组织是由许多小晶体组成的，这些小晶体称为“晶粒” 。 常用冷镦材料的晶体结构：体心立方晶格、面心立方晶格和密排六方 晶格 。
b. 金属变形的基本概念 金属材料在外力作用下，所引起尺寸和形状的变化称为“变形”。
表面润滑要求
冷镦材料的改制过程
材料热处理—低温去应力退火、完全退火、球化退火（对于C>0.25% 中碳钢，为了满足冷变形工艺要求，常需要进行球化退火。）、固溶 处理（对于冷镦用的1Cr18Ni9Ti等奥氏体不锈钢，需采用固溶处理方 法，实现钢材软化。）
冷镦模具设计培训资料
冷镦模具设计培训资料冷镦模具设计是一项重要的工程技术，它涉及到冷镦工艺和模具结构的设计。
在冷镦生产过程中，模具起着关键性的作用，它决定了产品的加工精度、质量和生产效率。
因此，加强冷镦模具设计的培训是十分必要的。
以下是一份关于冷镦模具设计的培训资料。
一、冷镦模具设计的基本知识1.冷镦工艺的基本原理与特点：冷镦是利用金属在常温下的可塑性进行成型的一种冷加工方法。
冷镦工艺的特点是成型力量小、能耗低、能高效地将原材料加工成型，具有广泛的应用前景。
2.冷镦模具的分类：根据不同的加工要求和产品形状，冷镦模具主要可分为剪切模具、折边模具、拉伸模具和成形模具等几类。
3.冷镦模具的工作原理：冷镦模具是利用金属在受力作用下发生塑性变形，以达到所需产品形状和尺寸的一种工具。
冷镦模具的工作原理主要包括切削原理、切断原理、拉伸原理和成形原理等。
二、冷镦模具设计的基本步骤与方法1.冷镦模具设计的基本步骤：a.明确产品形状与尺寸要求；b.建立产品三维几何模型；c.分析产品的特点与加工工艺；d.制定模具加工工艺方案；e.进行模具结构设计；f.完善模具零部件设计；g.进行模具装配与调试；h.进行模具试验与修正；i.完善模具设计文件。
2.冷镦模具设计的基本方法：a.模具结构设计方法；b.模具加工工艺与工装设计方法；c.模具材料与热处理的选择方法；d.模具零部件装配与调试方法；e.模具试验与优化设计方法。
三、冷镦模具设计的关键技术与注意事项1.冷镦模具设计的关键技术：a.模具结构设计技术；b.模具零件设计技术；c.模具加工与装配技术；d.模具热处理技术。
2.冷镦模具设计的注意事项：a.注意材料的选择与热处理；b.注意模具结构的合理性与刚度；c.注意模具零部件的制造精度；d.注意模具的涂层保护与维护。
四、冷镦模具设计的应用与发展趋势1.冷镦模具设计的应用领域：冷镦模具广泛应用于汽车、摩托车、电子、家电、建筑设备等工业领域。
2.冷镦模具设计的发展趋势：a.使用CAD/CAM/CAE等先进技术进行模具设计与分析；b.开展模具标准化与模具设计规范的制定与推广；c.结合数值模拟与优化技术，提高冷镦模具设计与生产过程的效率和质量。
冷镦知识和工艺讲解
冷镦知识和工艺讲解1. 引言冷镦是一种常见的金属加工工艺，广泛应用于制造业中。
本文将介绍冷镦的基本知识和工艺讲解，包括工艺流程、设备、材料要求和优缺点等方面的内容。
2. 冷镦的基本概念冷镦是一种通过将金属坯料加热至适当温度，然后在冷态下进行镦制的金属加工方法。
它能够通过变形加工来改变金属材料的形状和大小。
冷镦的工艺非常灵活，可以生产各种形状的零部件，如螺栓、螺母、螺柱等。
3. 冷镦的工艺流程冷镦的工艺流程一般包括以下几个步骤：3.1 材料准备首先需要准备金属坯料，一般使用钢材或铜材制作。
材料的选择要根据具体产品的要求来确定，包括物理性质、化学成分和机械性能等。
3.2 加热处理金属坯料需要进行加热处理，以提高其可塑性和变形能力。
常用的加热方法包括电阻加热、感应加热和火焰加热等。
3.3 冷镦成型加热后的金属坯料送入冷镦机进行成型。
冷镦机是一种特殊的加工设备，通过压力和模具的作用，将金属坯料逐渐变形为所需形状。
3.4 后处理成型后的零件还需要进行后处理，包括清洗、去毛刺、抛光等步骤。
这些步骤可以提高零件的表面质量和尺寸精度。
3.5 检验和包装最后，对零件进行检验，确保其质量符合要求。
合格的零件经过包装后，可以进行销售或者下一道工序的加工。
4. 冷镦的设备冷镦机是冷镦过程中最重要的设备，它通常由下列部分组成：•送料装置：用于将金属坯料送入冷镦机，保持均匀的进料速度。
•压力机构：通过压力使金属坯料变形，完成冷镦过程。
•模具：冷镦模具决定了最终产品的形状和尺寸精度。
•冷却装置：用于冷却金属零件，防止变形和表面质量不良。
5. 冷镦材料的要求冷镦的材料要求主要包括以下几个方面：5.1 可镦性金属材料的可镦性是指其在冷态下的变形能力。
优秀的可镦性意味着材料容易变形，而不容易断裂。
一般来说，钢材的可镦性比较好，常用于冷镦加工。
5.2 易切削性金属材料的易切削性是指其在冷镦过程中，容易切断和形成所需形状。
易切削性好的材料在加工过程中能够减少切削力和模具磨损，提高生产效率和产品的质量。
冷镦模具设计介绍课件
04
冷镦模具的应用与发展
冷镦模具的应用范围
汽车零件制造
冷镦模具被广泛应用于汽车零件的制造，如 螺栓、螺母、齿轮等。
机械制造业
机械制造业中，冷镦模具用于生产各种紧固 件、连接件等。
建筑行业
在建筑行业中，冷镦模具用于生产钢筋、螺 杆等紧固件。
其他行业
如航空航天、电子、家具、家电等行业，都 离不开冷镦模具的应用。
冷镦模具的结构设计应考虑成形 工艺的特点，如拉伸、冲压等， 以及零件的形状、尺寸和材料等
因素。
冷镦模具的材料选择
01
根据成形工艺和零件材料的不同，冷镦模具的材料选择也有所 不同。
02
常用的冷镦模具材料包括优质碳素结构钢、合金结构钢、不锈
钢、硬质合金等。
在选择冷镦模具材料时，需要考虑材料的耐磨性、抗冲击性和
提高解决实际问题的能力。
展望
随着制造业的快速发展，冷镦模具设 计领域面临着越来越多的挑战和机遇 。未来，该领域将更加注重技术创新 和跨学科融合，推动产业升级和发展 。
新材料和新工艺的不断涌现将为冷镦 模具设计带来更多的可能性，如采用 高性能材料制造高精度、长寿命的模 具，以及利用3D打印技术实现快速原 型制作等。
此外，随着智能制造和数字化转型的 加速推进，冷镦模具设计将更加注重 信息化和智能化，实现数据驱动的设 计优化和生产自动化。
06
参考文献与致谢
参考文献
01
参考文献1
作者1，书名，出版社，出版年份 。
参考文献3
作者3，书名，出版社，出版年份 。
03
02
参考文献2
作者2，书名，出版社，出版年份 。
参考文献4
作者4，书名，出版社，出版年份 。
冷镦模具设计培训资料课件
定制化
绿色环保
随着个性化消费需求的增加，冷镦模具设 计正朝着定制化方向发展，以满足不同客 户的需求。
随着环保意识的提高，冷镦模具设计正朝 着绿色环保方向发展，采用环保材料和工 艺，降低能耗和减少废弃物排放。
技术展望
数字化设计
利用数字化技术进行冷镦模具设计， 实现参数化、可视化和优化设计，提 高设计效率和精度。
模具表面处理技术
总结词
模具表面处理技术是提高模具表面性能的关 键环节，它涉及到表面涂层、表面强化以及 表面改性等方面。
详细描述
常用的模具表面处理技术包括渗碳淬火、氮 化处理、离子注入、物理气相沉积（PVD） 、化学气相沉积（CVD）等。通过表面处理 技术，可以改变模具表面的成分、结构和性 能，从而提高模具的耐磨性、耐腐蚀性和抗 疲劳性能，延长模具的使用寿命。
模具材料处理
总结词
模具材料处理是保证模具性能的重要环节，它涉及到材料的选用、材料的加工以及材料 的热处理等方面。
详细描述
在选择模具材料时，需要考虑材料的强度、硬度、耐磨性、耐腐蚀性以及热稳定性等因 素。同时，还需要根据材料的特性，选择合适的加工工艺，如铸造、锻造、切削加工、 电火花加工等。此外，合理的热处理工艺可以充分发挥材料的潜力，提高模具的使用寿
增材制造
利用增材制造技术进行冷镦模具制造 ，实现快速原型制造和个性化定制。
智能检测
利用智能检测技术对冷镦模具进行质 量检测和寿命预测，提高产品质量和 可靠性。
虚拟仿真
利用虚拟仿真技术进行冷镦模具设计 和分析，实现虚拟装配和优化设计。
THANK YOU
命。
模具热处理工艺
总结词
模具热处理工艺是提高模具性能的关键 环节，它涉及到加热、保温和冷却等过 程。
冷镦模具知识点总结
冷镦模具知识点总结一、冷镦模具的定义和分类1. 冷镦模具的定义：冷镦模具是用于在冷态下对金属进行冷镦成型的工具，通常由上、下两个半模具和一组模芯组成。
通过上、下模具的合模动作和模芯的推动，使得金属材料在模具中产生塑性变形，最终形成螺纹、凹槽等形状。
2. 冷镦模具的分类：根据不同的使用目的和工艺要求，冷镦模具主要分为螺纹冷镦模具、头部成型冷镦模具和特殊冷镦模具三种类型。
（1）螺纹冷镦模具：主要用于生产螺纹产品，包括内螺纹、外螺纹和特殊螺纹。
（2）头部成型冷镦模具：用于生产带有头部的产品，如螺柱、螺母等。
（3）特殊冷镦模具：根据特定的产品要求，设计和制造具有特殊形状的冷镦模具。
二、冷镦模具的主要零部件和材料选择1. 冷镦模具的主要零部件：冷镦模具主要包括上、下模具、模芯和模具座等部件。
上、下模具用于夹紧金属材料，并通过合模动作完成成型，模芯则用于支撑和形成材料的内部结构。
2. 冷镦模具的材料选择：冷镦模具的材料需要具有高硬度、高强度、良好的抗磨性和疲劳性能。
常用的冷镦模具材料包括合金钢、高速钢、硬质合金等。
三、冷镦模具的制作工艺1. 冷镦模具的设计：冷镦模具的设计需要满足产品的技术要求和工艺要求，包括产品的结构形状、尺寸精度、表面光洁度等。
设计时需要考虑到模具的强度、刚度和温度变化等因素。
2. 冷镦模具的加工工艺：冷镦模具的加工工艺包括粗加工、热处理、精密加工、装配和调试等环节。
其中，热处理对提高模具的硬度、耐磨性和疲劳性能至关重要。
四、冷镦模具的使用和维护1. 冷镦模具的使用：在使用冷镦模具时，需要根据产品的要求和模具的特性选择合适的工艺参数，并严格控制成型的质量和尺寸精度。
2. 冷镦模具的维护：冷镦模具在使用过程中需要定期进行维护和保养，包括模具表面的清洁、润滑、磨损的修复和及时更换损坏的零部件等。
以上就是对冷镦模具的知识点进行的总结和介绍，希望能对相关人员有所帮助。
在实际使用和制作过程中，需要结合具体情况和材料特性，不断积累经验，提高工艺水平和加工精度，以确保模具的质量和生产效率。
冷镦基础知识和工艺分析
冷镦基础知识和工艺分析冷镦是一种金属加工工艺，用于将金属棒材通过一系列冷镦工序进行变形，并形成不同形状的零件。
冷镦零件广泛应用于各种行业，如汽车制造、机械制造、电子设备等。
1.冷镦工件材料：冷镦工件材料通常为高强度合金钢，因其具有良好的可塑性和机械性能。
常见的冷镦材料有碳素钢、不锈钢、铝合金等。
2.冷镦机械设备：冷镦工艺需要使用专用的机械设备，如冷镦机、冷锻机等。
这些设备通常由电机、冷镦模具、冷却系统等组成。
3.冷镦模具：冷镦模具用于给金属材料施加压力和变形。
模具设计和制造的精度直接影响到冷镦产品的质量。
常见的冷镦模具类型包括直形镦模、曲形镦模、针形镦模等。
4.冷镦工序：冷镦过程主要包括切割、预加工、镦粗、镦细等。
切割是将金属棒材切断合适长度；预加工是通过切割、上锥等工序，将材料准备好进行下一步镦制；镦制则是通过模具施加压力，使金属棒材产生塑性变形，最终形成所需零件。
工艺分析：1.材料分析：在进行冷镦工艺分析前，需要对选定的材料进行分析。
包括材料的化学成分、力学性能、热处理特性等。
这些特性将决定冷镦工艺中的参数选择和工艺优化。
2.模具设计：根据所需零件的形状和尺寸，进行冷镦模具的设计。
模具设计要考虑材料的机械性能和变形特点，确保模具能够施加适当的压力和变形力，形成理想的零件形状。
3.工艺参数确定：确定适当的冷镦工艺参数对于生产高质量零件至关重要。
包括材料温度、镦制速度、润滑剂选择等。
合理的参数选择既能保证产品质量，又能提高生产效率。
4.工艺优化：通过实验和仿真分析，对冷镦工艺进行优化。
例如，使用合适的润滑剂可以减小摩擦阻力，提高工件表面质量；选择合适的冷镦速度可以减小能耗，提高生产效率。
总结：冷镦作为一种重要的金属加工工艺，广泛应用于各个行业。
了解冷镦基础知识和进行工艺分析，能够帮助我们选择适当的材料和工艺参数，优化冷镦工艺，提高零件的生产效率和质量。
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Assembly and setup of COD & COK 2 Basic Mechanism of Shearing (Half Cut COK) 半剪
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
No Control of Blank Different Shear Patterns Blank Not Straight Big Roll-over Low Cost Easy to Setup Long Tembly and setup of COD & COK 剪刀/剪模组立 Assembly and setup of main dies主模组立 Assembly and setup of punches冲头组立/失效分析 Understand steel & carbide tools模具组立/材料/钨钢 Understand tool surface & friction 模具表面/摩擦系数 Understand the effect of preform预成形分析
Assembly and setup of COD & COK 2
1. 2. 3. 4. 5. 6.
Basic Mechanism of Shearing
Elastic Deformation 弹性变形 Roll-over 曲面 Plastic shear 塑性剪切 Initial Fracture 初始断裂 Final Fracture 最终断裂 Physical Separation 实际剪断
Clearance Too Big 间隙太大
Optimum Clearance 最佳间隙
Clearance Too Small 间隙太小
Quality Problems:- 质量问题 1. Oval Shape 椭圆形 2. Tilting 歪斜 3. Poor shear 剪切面粗糙 4. Burr 毛刺 5. Not Straight 不直
2018年冷镦模具设计基础知识大全
• Basic of Cold Forming
冷锻的基础知识
A combination of discipline, skill, knowledge & continuous improvement.
生产良好的冷锻件， 操作者需要 具备: 纪律, 技能, 知识和持之以 恒的进取精神。
Complete COK / Complete COD 全剪
Assembly and setup of COD & COK 2 Basic Mechanism of Shearing 剪切基础知识 What Happen During Shearing:剪切过程产生： 1. 2. 3. 4. 5. 6. Elastic Deformation 弹性变形 Roll-over 曲面 Plastic shear 塑性剪切 Initial Fracture 初始断裂 Final Fracture 最终断裂 Physical Separation 实际剪断
落料无法控制 剪切方式不同 线材不直 曲面较大 成本低廉 安装简易 模具寿命较长
Assembly and setup of COD & COK 2 Basic Mechanism of Shearing (Complete Cut 全剪)
1. 2. 3. 4. 5. 6.
Need Relief Surfaces Careful Control of Clearance Difficult COK/COD Alignment Better Shear / Quality Achieve Straight Blank Small Roll-over
曲面 塑性剪切 二次断裂 / 舌状毛刺 毛刺 直线性
Assembly and setup of COD & COK 4 COD & COK Setting Relief 表面退让 （退剪槽〕 安装
Small Radius 小圆角
Relief 表面退让 （退剪槽〕
Assembly and setup of COD & COK 5 COD & COK Materials 材料
需要表面退让（退剪槽〕 间隙要求高 剪刀、剪体对齐困难 较好的剪切质量 剪断的线材较直 曲面小
Assembly and setup of COD & COK 3 Common Blank Quality Issue 常见的线材剪切质量问题
1
4 2 3 3
4
4
1. 2. 3. 4. 5.
Roll-over Plastic shear Secondary Fracture / Tongue Burr Straightness
1. Assembly and setup of COD & COK 剪刀/剪模组立
Assembly and setup of COD & COK 1 Types of Shearing 剪切类型
COK: Cut Off Knife 剪刀 COD: Cut Off Die 剪体
Half Cutter COK / Complete COD 半剪
Tool Steel 模具钢
Carbide 钨钢
Assembly and setup of COD & COK 6
1. 2. 3. 4. 5. 6.
Main Process Parameters 主要参数
Material Hardness 材料硬度 COK/COD Clearance 剪刀/ 剪体间隙 COK/COD Diameters 剪刀/ 剪体内孔直径 COK Speed 剪刀速度 Lubricants 润滑 Types of COK 剪刀类型
•Harder materials need bigger clearance, more tool relief & higher speed 当剪切较硬的线材时, 需要更多的间隙, 表面退让(退剪槽)和更快的速度. •Too loose the COD / COK diameters will bend the blank and cause taper ends 剪刀/ 剪体的内孔直径太大时, 会造成线材弯曲, 线材末端缩小. •Shearing without lubricants causes short tool life 无润滑剪切会缩短模具寿命.