1, concept de frappe à froid
La frappe à froid (extrusion) est une technologie de traitement principale dans le processus de formage des fixations. La frappe à froid (extrusion) appartient à la catégorie du traitement sous pression des métaux. En production, à température normale, le métal est forcé de se former dans une matrice prédéterminée en appliquant une force externe. Cette méthode est généralement appelée frappe à froid.
En métallurgie, le forgeage de matériaux chauffés à la température de recristallisation (l'acier est d'environ 700 ℃) est appelé forgeage à chaud.
Pour les pièces forgées en acier, le forgeage avec une température de recristallisation inférieure et supérieure à la température normale est appelé forgeage à température.
2, avantages de la frappe à froid
Taux d'utilisation élevé de l'acier: la frappe à froid (extrusion) est une sorte de méthode de traitement de coupe moins ou pas, telle que le boulon à tête hexagonale de la tige de traitement et la vis hexagonale de la culasse. La méthode de traitement de coupe est adoptée. Le taux d'utilisation de l'acier n'est que de 25% à 35%, tandis que le taux d'utilisation de la méthode de frappe à froid (extrusion) peut atteindre 85% à 95%, ce qui ne représente qu'une partie de la consommation de processus de la tête de matériau, de la queue de matériau et de la tête hexagonale.
Productivité élevée: par rapport à la découpe générale, l'efficacité de formage à froid (extrusion) est plus de dizaines de fois supérieure.
Bonnes propriétés mécaniques: la résistance des pièces traitées par la méthode de frappe à froid (extrusion) est bien meilleure que celle de la coupe car la fibre métallique n'est pas coupée.
Convient pour la production automatique: Les fixations (y compris certaines pièces spéciales) adaptées à la méthode de frappe à froid (extrusion) sont des pièces essentiellement symétriques, adaptées à la production automatique de machines de frappe à froid à grande vitesse et à la méthode principale de production de masse.
En un mot, la méthode de frappe à froid (extrusion) est une sorte de méthode de traitement avec des avantages économiques complets élevés, qui est largement utilisée dans l'industrie des fixations, ainsi qu'une méthode de traitement avancée largement utilisée et développée au pays et à l'étranger.
3, processus de forgeage à froid
D'une manière générale, le forgeage à froid consiste à obtenir la forme finale des pièces par la combinaison de différents procédés. La figure 2 est un exemple de forgeage à froid. Après avoir coupé l'ébauche, la tige d'arbre est extrudée, le cylindre de coupelle est extrudé vers l'arrière, le cylindre de coupelle est extrudé, bouleversé, poinçonné et le tuyau est extrudé.
Le processus est divisé en plusieurs processus pour éviter une pression excessive pendant un formage. Parce que plus le coût du processus est bas, la clé de la conception du processus est de réduire la pression de formage et de réduire le nombre de processus.
4, principales méthodes de traitement du forgeage à froid
Bouleversant
La figure 3a est un refoulement libre de la surface externe sans restriction de la filière. La pression d'usinage augmente avec la contrainte de frottement, lorsque la hauteur de la billette est supérieure au diamètre d0 (h / d0> 1,0), C=1,2, mais C augmentera à environ 2,5 lorsque l'ébauche deviendra mince.
Lorsque le taux de réduction augmente, des fissures se produisent dans les directions oblique et longitudinale du plan périphérique, comme le montre la figure 4. L'apparition de fissures dépend de la ductilité du matériau. Par conséquent, lorsque le taux de réduction augmente, la taille du coefficient de contrainte de divers formages de refoulage est donnée sur la figure 3.
En refoulage libre, lorsque la hauteur initiale de l'ébauche est supérieure à 2 fois le diamètre, comme le montre la figure 5, la flexion de l'ébauche est provoquée par l'instabilité du matériau, formant ainsi un défaut de pliage. Afin d'éviter l'instabilité du matériau, la matrice conformée sur la figure 6 est généralement utilisée pour la préparation.
Forgeage semi-fermé
Comme le montre la figure 7, le forgeage semi-fermé est un procédé pour favoriser le remplissage de matière en générant le bord volant pour augmenter la pression dans la cavité du moule. Lorsque l'arête volante est comprimée, le coefficient de contrainte C augmentera jusqu'à 6,0-9,0, et l'épaisseur de l'arête volante sera contrôlée au-dessus de l'épaisseur nécessaire autant que possible. La figure 8 est un exemple de forgeage à froid utilisant un forgeage semi-fermé.
Extrusion de tige d'arbre
L'extrusion de tige d'arbre est une méthode de traitement pour réduire le diamètre du matériau, généralement appelée extrusion positive. L'extrusion de la tige d'arbre peut être divisée en l'extrusion de contrainte interne de la filière dans laquelle l'ébauche est placée dans la filière pour l'extrusion comme le montre la figure 9, et l'extrusion libre représentée sur la figure 13b. L'extrusion libre est appliquée au formage avec un petit degré d'usinage.
Comme le montre la figure 10, la fissuration interne est facile à se produire. L'écoulement de matière dans la dernière étape d'extrusion de tige d'arbre est dans un état instable, comme le montre la figure 11, ce qui est facile à produire une cavité centrale ou une fissure.
Extrusion de cylindre de tasse
L'extrusion de la cupule est la méthode la plus courante dans le forgeage à froid, qui consiste à presser le poinçon dans le matériau pour former les parties cylindriques avec le fond tandis que le diamètre extérieur de l'ébauche est contraint par la matrice.
Habituellement, le poinçon d'extrusion est poussé dans le matériau et la direction d'écoulement du matériau est opposée à la direction du mouvement du poinçon, il est donc appelé extrusion arrière, mais il existe également une méthode d'extrusion positive du poinçon ne se déplaçant pas pour former le cylindre. pièces à travers le matériau d'extrusion. La figure 12 montre,
5, méthode de forgeage à froid de l'entraînement composé
Comme le montre la figure 2, le forgeage à froid nécessite généralement plusieurs processus, ce qui prend principalement en compte la pression excessive de la matrice lors du formage avec un seul processus. Une pression de surface de matrice élevée provoque non seulement des dommages de résistance, mais entraîne également la déformation élastique de la matrice, ce qui entraîne une diminution de la précision des produits de forgeage.
Le récent processus de forgeage à froid des engrenages nécessite une pression de formage élevée pour remplir le profil de la dent si la méthode de forgeage habituelle est utilisée. Afin de forger des engrenages avec le moins de procédures de travail possible, le forgeage de blocs ou le forgeage par fente avec fonction de mouvement composé est nécessaire.
Forgeage de blocs
La figure 15 est le principe du forgeage des blocs et du forgeage des engrenages coniques. L'ébauche est introduite dans la cavité formée par les matrices supérieure et inférieure, et le matériau est comprimé et déformé par les poinçons supérieur et inférieur.
La zone de contact entre le matériau et le poinçon est presque inchangée et le matériau est pressé dans la direction du rayon, ce qui peut considérablement former une force par rapport au bord volant comprimé dans le forgeage semi-fermé.
En plus du mouvement et de la force de fermeture de la matrice du poinçon supérieur et inférieur, la conception spéciale du dispositif de base de matrice est nécessaire pour utiliser le procédé. Au moyen d'un forgeage fermé, le joint homocinétique tel que l'engrenage conique et le joint homocinétique a été produit avec succès.
Forgeage fractionné
Le principe du forgeage fractionné est qu'il y a de la place pour le flux de matière dans les deux sens principal et inverse du flux de matière, réduisant ainsi la pression de forgeage.
Lorsque l'extrusion inverse est représentée sur la figure 16a, un procédé de sortie d'extrusion est également conçu en face de celui-ci et est appelé le procédé d'abandon de l'arbre. La figure 16b consiste à faire couler le matériau vers la forme de dent de l'extérieur, tandis qu'un trou est conçu à l'intérieur du matériau pour faire s'écouler le matériau vers l'intérieur en même temps, ce qui est appelé procédé de réglage de trou.
La méthode est appliquée au forgeage d'engrenages en utilisant la matrice à action composée. Selon les caractéristiques du flux de matière, la méthode est appelée forgeage fractionné. Ces dernières années, le forgeage de précision des engrenages hélicoïdaux a été développé avec succès en utilisant cette méthode et en utilisant le mouvement composé de la matrice.
