镦粗 — 截面示意图
1整体坯料:杆部约束于模具孔内,自由长度 L 向左伸出
2冲头打击自由端——沿线材轴线施加压缩力
3同一金属径向镦粗:头部直径 D > 线材直径 d。杆部与头部为一体,无接头,无焊接
工作原理
坯料的杆部约束于模具型腔内,自由端(自由长度L)从模具面伸出。冲头沿轴线方向打击自由端,压缩力驱使金属向径向扩展——而非沿轴向延伸。
最终结果:头部直径D大于线材直径d,杆部与头部为同一连续坯料,无任何接头或焊接——这正是冷镦零件机械性能优异的根本所在。
自由长度比例规则
镦粗中最关键的工艺准则称为自由长度比例(L/d 比值),即自由长度与线材直径之比:
| L/d 比值 | 成形结果 |
|---|---|
| ≤ 2.5 | 单道次稳定镦粗 |
| 2.5–4.5 | 需两道次 |
| > 4.5 | 通常需要三道次及以上 |
超过临界L/d比值时,坯料在完全充模前会发生纵向弯曲(失稳)。因此多工位冷镦机通过多道次逐步减小有效L/d比值,最终完成大直径头部的成形。
镦粗的工程应用
镦粗是紧固件生产的核心工序:
- 标准六角螺栓、法兰螺栓:两至三道次镦粗形成头部,结合正挤压成形杆部
- 圆柱头螺钉(内六角螺钉):大体积头部通常需要三道次成形
- 铆钉:单道次镦粗即可形成头部
- 特种法兰件:多道次序列依次成形法兰与特征几何形状
在Manzoni MA至MF全系列产品上,镦粗均为基础成形操作,在多工位成形序列中与正挤压和反挤压组合使用。