1、 Das Konzept der kalten Überschrift
Die Kaltstauchtechnologie (Extrusion) ist einer der wichtigsten Umformprozesse von Verbindungselementen. Kaltstauchen (Extrusion) gehört zur Kategorie der Metalldruckbearbeitung. Bei der Produktion wird bei normaler Temperatur eine äußere Kraft auf das Metall ausgeübt, um es in der vorbestimmten Form zu formen. Diese Methode wird normalerweise als Kaltüberschrift bezeichnet.
In der Metallurgie wird das Schmieden von auf Rekristallisationstemperatur erhitztem Material (Stahl hat etwa 700 ℃) als Warmschmieden bezeichnet.
Bei Stahlschmiedestücken wird das Schmieden unterhalb der Rekristallisationstemperatur und oberhalb der Normaltemperatur als Warmschmieden bezeichnet.
Abb. 1 Schmiedetemperatur und allgemeiner Name
2、 Vorteile des Kaltstauchens (Extrusion)
Hohe Nutzungsrate von Stahl: Kaltstauchen (Extrusion) ist eine Art weniger und kein Schneidbearbeitungsverfahren, wie z. Bei der Schneidverarbeitungsmethode beträgt die Nutzungsrate von Stahl nur 25% ~ 35%, während bei der Kaltstauchmethode (Extrusion) die Nutzungsrate bis zu 85% ~ 95% betragen kann, was nur ein gewisser Prozessverbrauch des Kopfes ist. Schwanz und schneidende Sechskantkopfkante.
Hohe Produktivität: Im Vergleich zum allgemeinen Schneiden ist die Effizienz des Kaltstauchens (Extrusion) um ein Vielfaches höher.
Gute mechanische Eigenschaften: Kaltstauchverfahren (Extrusion) zur Bearbeitung von Teilen, da die Metallfaser nicht abgeschnitten wurde, daher ist die Festigkeit viel besser als beim Schneiden.
Geeignet für die automatische Produktion: Befestigungselemente (einschließlich einiger speziell geformter Teile), die für die Kaltstauch-(Extrusions-)Produktion geeignet sind, sind im Wesentlichen symmetrische Teile, die für die Produktion von automatischen Hochgeschwindigkeits-Kaltstauchmaschinen geeignet sind und auch die Hauptmethode der Massenproduktion sind.
Kurz gesagt, das Kaltstauchverfahren (Extrusion) ist ein Verarbeitungsverfahren mit hohen umfassenden wirtschaftlichen Vorteilen, das in der Befestigungsmittelindustrie weit verbreitet ist, und ist auch ein fortschrittliches Verarbeitungsverfahren, das im In- und Ausland weit verbreitet und entwickelt ist.
3、 Kaltschmiedeverfahren
Im Allgemeinen bedeutet Kaltschmieden, die endgültige Form von Teilen durch die Kombination verschiedener Verfahren zu erhalten. Abbildung 2 ist ein Beispiel für das Kaltschmieden. Nachdem der Knüppel abgeschnitten ist, besteht er aus Schaftstab-Vorwärtsextrusion, Becherzylinder-Rückwärtsextrusion, Becherzylinder-Vorwärtsextrusion, Stauchen, Stanzen und Rohrvorwärtsextrusion.
Unterteilt in die Mehrprozessbearbeitung soll übermäßiger Druck während einer Umformung vermieden werden. Denn je weniger Prozesse, desto geringer die Kosten. Die Reduzierung des Umformdrucks und die Reduzierung der Anzahl der Prozesse ist der Schlüssel zur Prozessgestaltung.
Abbildung 2 Beispiel für einen Kaltschmiedeprozess
4、 Hauptverarbeitungsmethoden des Kaltschmiedens
Verärgerung
Fig. 3a ist ein freier Stauchvorgang, bei dem die Außenfläche nicht durch die Matrize eingeschränkt wird. Der Bearbeitungsdruck steigt mit der Reibungsbeschränkung. Wenn die Höhe h des Rohlings größer ist als der Durchmesser d0 (H / d0> 1,0), C=1,2, aber wenn der Rohling dünner wird, steigt C auf etwa 2,5 an.
Wenn die Reduktionsrate zunimmt, wie in Abbildung 4 gezeigt, treten Risse in der schrägen und Längsrichtung der Umfangsfläche auf. Das Auftreten von Rissen hängt von der Duktilität des Materials ab, daher ist es erforderlich, das speziell für das Kaltschmieden hergestellte Material zu verwenden. Wenn die Reduktionsrate zunimmt, zeigt Fig. 3 die Größe des Zwangskoeffizienten bei verschiedenen Stauchformen.
Abb. 3 Rückhaltefaktor beim Stauchen
Abb. 4 Stauchriss
Beim freien Stauchen, wenn die Anfangshöhe des Rohlings mehr als das Zweifache des Durchmessers beträgt, wie in Abbildung 5 gezeigt, wird das Biegen des Rohlings durch die Instabilität des Materials verursacht, was zur Bildung von Faltfehlern führt. Um die Instabilität des Materials zu verhindern, wird üblicherweise das Gesenk mit der in Fig. 6 gezeigten Form zum Vorformen verwendet.
Abb. 5 Instabilität
Abb. 6 Vorstauchen zur Vermeidung von Instabilität
Halbgeschlossenes Schmieden
Wie in Fig. 7 gezeigt, ist halbgeschlossenes Schmieden ein Verfahren zur Erhöhung des Drucks im Gesenkhohlraum durch Erzeugung von Grat, um die Materialfüllung zu fördern. Wenn der Grat komprimiert wird, erhöht sich der Zwangskoeffizient C auf 6,0 bis 9,0, und die Dicke des Grats sollte über die erforderliche Dicke hinaus kontrolliert werden. Abbildung 8 ist ein Beispiel für das Kaltschmieden mit halbgeschlossenem Schmieden.
Abbildung 7 Endstufe des Gesenkschmiedens
Abbildung 8 halbgeschlossene Schmiedeprodukte
Extrusion der Wellenstange
Die Schaftextrusion ist ein Verarbeitungsverfahren zur Reduzierung des Materialdurchmessers, das üblicherweise als Vorwärtsextrusion bezeichnet wird. Die Extrusion des Schaftstabs kann in die Zwangsextrusion in der Form, in der der Rohling in die Form zum Extrudieren eingebracht wird, wie in Fig. 9 gezeigt, und die freie Extrusion, wie in Fig. 13b gezeigt, unterteilt werden. Freie Extrusion wird bei der Umformung mit geringem Verarbeitungsgrad verwendet.
Wie in Abbildung 10 gezeigt, treten leicht innere Risse auf. In der Endphase der Wellenstrangextrusion befindet sich der Materialfluss in einem instationären Zustand, wie in Abbildung 11 gezeigt, wodurch leicht ein zentraler Hohlraum oder Riss erzeugt werden kann.
Becherfassextrusion
Das Extrudieren von Becher und Zylinder ist das gebräuchlichste Verfahren beim Kaltschmieden, bei dem der Stempel in das Material gedrückt wird, um ein zylindrisches Teil mit Boden zu bilden, während der Außendurchmesser des Rohlings durch das Gesenk begrenzt wird.
Normalerweise extrudiert der Extrusionsstempel das Material und die Materialflussrichtung ist entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung des Stempels, daher wird dies als Rückwärtsextrusion bezeichnet. Es gibt jedoch auch Vorwärtsextrusionsverfahren zum Formen von Zylinderteilen durch Extrudieren des Materials, ohne den Stempel zu bewegen. Wie in Abbildung 12 gezeigt,
Abbildung 12 Becherschalen-Rückwärtsextrusion
5、 Kaltschmiedeverfahren des Verbundantriebs
Wie in Bild 2 gezeigt, erfordert das Kaltschmieden im Allgemeinen mehrere Prozesse, was hauptsächlich auf den übermäßigen Druck des Gesenks bei Verwendung eines Prozesses zurückzuführen ist. Ein hoher Oberflächendruck des Gesenks zerstört nicht nur die Festigkeit des Gesenks, sondern verursacht auch die elastische Verformung des Gesenks, was zu einer Abnahme der Präzision der Schmiedeprodukte führt.
Das neu entwickelte Verfahren zum Kaltschmieden von Verzahnungen erfordert bei Verwendung des üblichen Schmiedeverfahrens einen hohen Umformdruck, um die Füllung des Zahnteils abzuschließen. Um Zahnräder in möglichst wenigen Arbeitsgängen zu schmieden, ist es notwendig, geschlossenes Schmieden oder geteiltes Schmieden mit Compound-Motion-Funktion zu verwenden.
Geschlossenes Schmieden
Bild 15 zeigt das Prinzip des Blockschmiedens und des Kegelradschmiedens. Der Rohling wird in die von Ober- und Unterwerkzeug gebildete Kavität eingelegt und das Material durch Ober- und Unterstempel verdichtet.
Die Kontaktfläche zwischen Material und Stempel bleibt nahezu unverändert und das Material wird in radialer Richtung gequetscht. Im Vergleich zum Pressgrat beim halbgeschlossenen Schmieden kann die Umformkraft stark erhöht werden.
Dieses Verfahren erfordert nicht nur die Bewegung von Ober- und Unterstempel und die Schließkraft, sondern auch eine speziell konstruierte Formgrundvorrichtung. Durch das geschlossene Schmiedeverfahren wurden das Kegelrad und das Gleichlauf-Kreuzgelenk erfolgreich hergestellt.
Gespaltenes Schmieden
Das Prinzip des Split-Flow-Schmiedens besteht darin, den Raum für den Materialfluss in Haupt- und Gegenrichtung des Materialflusses zu gestalten, um den Schmiededruck zu reduzieren.
Im Fall der Rückwärtsextrusion, wie in Fig. 16a gezeigt, wird das Verfahren zum Entwerfen eines Extrusionsauslasses an der Vorderseite das Verfahren zum Verlassen der Welle genannt. In 16b fließt das Material zum äußeren gezahnten Teil, und im Inneren des Materials ist ein Hohlraum vorgesehen, um das Material gleichzeitig zur Innenseite fließen zu lassen, was das sogenannte Lochsetzverfahren ist.
Dieses Verfahren wird beim Zahnradschmieden unter Verwendung eines Verbundgesenks angewendet. Nach den Eigenschaften des Materialflusses wird dieses Verfahren als geteiltes Schmiedeverfahren bezeichnet. In den letzten Jahren wurde das Präzisionsschmieden von Schrägverzahnungen erfolgreich unter Verwendung dieses Verfahrens und der Verbundbewegung des Gesenks entwickelt.
