冷锻工艺分类及变形程度探析

（一）冷锻的工艺分类

表5-1-1为冷锻工艺的基本分类。虚线相应部位表示毛坯原始形状与尺寸，利用不同的变形方式而获得所需的冷锻件。

表5-1-1 冷锻工艺方法的分类

（续）

1.正挤压

正挤压时金属的流动方向与凸模运动方向相同。图5-1-1所示为正挤压实心件的情形，也可以采用空心毛坯或杯状毛坯制造各种形状的管状零件（见图5-1-2）。

图5-1-1 正挤实心件

a）毛坯 b）挤压示意图

图5-1-2 正挤空心件

a）毛坯 b）挤压示意图

2.反挤压

反挤压时金属的流动方向与凸模运动方向相反。图5-1-3是反挤压空心杯形件的过程。也有采用反挤制取实心件的情况。

3.复合挤压

复合挤压时一部分金属的流动方向与凸模的运动方向相同，而另一部分金属的流动方向则相反，即在挤压的过程中，金属沿轴向有两个以上的通道进行流动（见图5-1-4）。复合挤压方法可以制造杯—杆、杯—杯、杆—杆等零件。

4.镦挤

冷镦时金属的流动方向与凸模的运动方向垂直，冷镦的工件断面积比毛坯的断面积有所增大（见图5-1-5a）。镦挤复合时（见图5-1-5c）金属流动方向除了同镦粗相同外，还有一部分金属沿凸模运动方向或相反方向流动。镦挤复合方法可以制作多台阶的带孔或不带孔的扁平类零件以及多台阶的轴类零件。

图5-1-3 反挤杯形件

a）毛坯 b）挤压示意图

图5-1-4 复合挤压

a）毛坯 b）挤压示意图

图5-1-5 镦粗与镦挤复合

a）镦粗 b）毛坯 c）镦挤复合

5.径向挤压

金属流动方向与凸模运动方向相垂直，可分为离心径向挤压和向心径向挤压，可以成形枝叉类零件及杯形类零件等（见图5-1-6）。

（二）冷锻（冷挤与冷镦）变形程度的表示方法

冷挤压变形程度一般采用断面缩减率ε_F来表示，也可以采用挤压比R、对数挤压比φ来表示挤压变形程度。镦粗变形程度一般采用镦粗比ε_H表示。

冷挤压断面缩减率：

式中 S₀——冷挤压变形前毛坯的横截面积（mm²）；

S₁——冷挤压变形后毛坯的横截面积（mm²）。

图5-1-6 径向挤压

a）枝叉类 b）杯形类(www.xing528.com)

由上式可知：（S₀-S₁）是断面变化的绝对值，（S₀-S₁）越大就代表冷挤压断面变化的绝对值越大。端面缩减率ε_F的数值越大，冷挤压的变形程度越大。

挤压比

R的数值越大，表示的冷挤压变形程度越大。

挤压比R与断面缩减率ε_F之间的关系为：

对数挤压比：

φ=lnR

镦粗比：

式中 h₀——镦粗变形前的高度（mm）；

h₁——镦粗变形后的高度（mm）。

如果零件断面形状是圆形，则：

1.反挤杯件断面缩减率（见图5-1-7）为：

图5-1-7 反挤杯形件变形程度的计算

由上式可知，对于一定的毛坯直径d₀，如果反挤压杯形件的内孔越大，断面缩减率也越大，杯形件的壁厚越薄。反挤杯形件的挤压比R则为：

2.正挤压实心杆件的断面缩减率（见图5-1-8）为：

正挤压实心件的挤压比R为：

3.正挤压空心件的断面缩减率（见图5-1-9）为：

图5-1-8 正挤杆件变形程度的计算

图5-1-9 正挤空心件变形程度的计算

正挤压空心件的挤压比：

4.圆柱体镦粗比（见图5-1-10）为：

图5-1-10 镦粗变形程度的计算

镦粗变形后尺寸：

式中 d——镦粗后的外径（mm）；

d₀——镦粗前的毛坯直径（mm）。