多工位冷镦机是通过连续多道次冲压变形(如镦粗、冲孔、切边等)生产螺栓、螺母、异形紧固件等零件的高效设备,其加工效果(精度、效率、成品率)受设备调整、工艺参数、材料选择等多方面影响。以下是提升加工效果的关键方法:
一、设备调试与精度校准
核心部件精准调整
模具对位:确保各工位模具(凹模、凸模)的中心轴线同轴度误差≤0.02mm,避免因错位导致工件偏心、开裂。可通过百分表测量模具定位面,调整模架固定螺栓至误差范围内。
滑块与导轨间隙:定期检查滑块与导轨的配合间隙(理想值0.03-0.05mm),间隙过大易导致冲压时振动,影响尺寸精度;过小则加剧磨损,需通过垫片调整至合理范围。
送料机构校准:送料长度误差需控制在±0.1mm内,否则会导致料头浪费或工件长度超差。可通过调整送料辊压力、送料凸轮相位,配合试冲件测量反复校准。
润滑与冷却系统优化
对模具接触部位、滑块导柱、送料辊等运动部件,采用高压喷油润滑(选用极压锂基润滑脂),减少摩擦磨损,避免工件表面划伤。
配备油温控制系统,确保液压油/润滑油温度稳定在30-50℃,防止因油温过高导致设备精度漂移。
二、模具设计与维护
模具材料与热处理
选用高强度模具钢(如Cr12MoV、DC53),经深冷处理(-196℃)和时效处理,提高硬度(HRC58-62)和耐磨性,延长模具寿命(减少因模具磨损导致的尺寸波动)。
模具工作表面进行抛光(Ra≤0.8μm)或镀层处理(如TiN涂层),降低材料流动阻力,避免工件粘模、拉伤。
模具结构优化
针对复杂形状工件(如带法兰螺栓),采用阶梯式凹模设计,分散变形力,减少工位间的应力集中,降低开裂风险。
合理设计排料孔和废料通道,确保废料顺利排出,避免堆积导致模具卡滞或工件变形。
模具定期维护
每生产5000-10000件后,检查模具刃口是否有崩裂、磨损,及时研磨修复(保持刃口锋利度);
更换模具时,确保定位销、紧固螺栓安装到位,避免松动导致模具偏移。
三、材料选择与预处理
原材料质量控制
选用冷镦专用线材(如ML08Al、10B21),其表面光洁度(Ra≤1.6μm)、圆度误差(≤0.1mm)和化学成分需符合标准,避免因材料夹杂、划伤导致工件开裂。
线材直径公差控制在±0.03mm内,直径波动过大会导致送料不稳定,影响镦粗后的尺寸精度。
线材预处理
酸洗磷化或涂层处理:去除线材表面氧化皮,形成润滑薄膜,减少模具磨损,改善材料流动性(尤其对高强度线材,可降低变形抗力)。
退火处理:对硬度较高的线材(如8.8级螺栓用钢),通过球化退火降低硬度(HB100-120),提高塑性,避免冷镦时开裂。
四、工艺参数优化
变形量分配
合理分配各工位变形量(如首工位镦粗率不超过70%),避免单工位变形过大导致工件缩颈、开裂。例如:生产M10螺栓时,可将总变形量分为3-4个工位逐步完成,首工位镦粗头部雏形,后续工位精整尺寸。
控制冲孔深度与直径比(通常≤3:1),超过此范围需分多工位冲孔,防止冲孔凸模折断或工件变形。
冲压速度与压力调整
根据材料塑性和工件复杂度调整滑块速度:软钢可采用较高速度(80-120次/分钟),高强度钢需降低速度(50-80次/分钟),减少冲击发热导致的模具磨损。
通过液压系统调整各工位冲压压力,确保变形充分且不超过模具承载极限(压力过大会导致模具过早失效,过小则工件尺寸不合格)。
送料与切料参数
切料长度精确控制(误差≤0.1mm),并确保切料端面平整(无毛刺、歪斜),否则会导致镦粗后头部偏心。可通过调整切刀间隙(0.01-0.03mm)和刃口锋利度实现。
五、自动化与检测升级
加装自动化辅助装置
配备在线润滑系统,根据生产节奏自动向模具喷油,减少人工干预,确保润滑均匀;
安装送料纠偏装置(如光电传感器),实时监测线材位置,自动调整送料方向,避免因线材弯曲导致的定位误差。
引入在线检测技术
在最后工位加装视觉检测系统,实时检测工件尺寸(如头部厚度、杆部直径)、表面缺陷(裂纹、划伤),不合格品自动剔除,减少后续分选成本。
定期用三坐标测量仪抽检关键尺寸,对比标准值,反向调整设备参数(如模具位置、送料长度),实现闭环控制。
六、日常操作与维护规范
操作人员培训
确保操作人员熟悉设备结构和工艺要求,能识别异常现象(如异响、工件毛刺增多)并及时停机调整,避免批量报废。
制定标准化作业流程(SOP),明确换模、调机、抽检的步骤和标准,减少人为操作误差。
设备定期保养
每日检查模具紧固情况、润滑系统油量;每周清理送料通道、排屑口;每月更换液压油滤芯、校准压力表,确保设备稳定运行。