1.技术概述

1.1 技术含义和特点。液压冷镦成形指的是将液体作为传力介质或模具，使用冷镦机械，使加工工件变形成型的一种塑性加工技术。该技术的出现主要是为了解决汽车、航空航天等领域的一些复杂结构零件的加工生产问题。该技术和传统车削加工技术相比，原料损耗较少、成本相对较低，且生产加工的效率较高。这种新型的液压成形技术工艺，以新型镦头器代替了原来的技术工艺，对于促进生产、提高生产效益具有十分重要的作用。

1.2 技术应用难点。新型镦头器在制造结构复杂零件的过程中可提高零件的强度，但是因为专用镦头器在加工零件时使用的金属材料抗压强度和硬度较高，而韧性却低，如不通过热处理来降低原来硬度，直接使用液压冷镦成形技术会存在一定的难度。

1.3 技术应用原理和范围。通过对需要加工的金属材料的力学性能分析，得到了基础数据并通过计算分析得到了所需镦头器的挤压成型油缸的墩头活塞面积，并计算得到各结构部件的尺寸规格。为确保金属材料液压冷镦成形获得理想的结果，应对原有镦头器进行改进，设计出一款可靠性更高且运行操作流畅、安装简便的新型液压镦头器。

新型液压镦头器以金属圆柱棒料为原料，结构更加稳定，运行操作更为方便。该镦头器由压盖、加紧活塞、夹片回程挡圈、锚环、夹片回程弹簧和弹簧座、镦头活塞以及阀门、吊装环、油嘴等构成。其内部含有三个油缸，即加紧油缸、墩头油缸和回程油缸，在高压油进入到油缸时加紧活塞开始运行，在油压升高到一定压强时镦头完成，并释放出顶油压，出顶锁紧阀门全部打开。然后使回程油缸打开，输入高压油以后使得镦头器中的夹片松开，最后平行拿出镦头好的零件。

2.液压冷镦成形技术的应用

2.1 液压冷镦试加工。为确保金属材料结构零件液压冷镦成形的顺利，在正式加工生产前可使用新型镦头器进行试镦，采用高压油泵中提供高压油，试镦金属圆柱棒料。在试验过程中发现在油压达到40MPa时试镦条件最佳，镦头形状为圆柱形，符合液压冷镦的技术要求。

2.2 具体应用。在利用新型镦头器液压冷镦成形加工时，首先，夹具朝锥形筒的一侧移动，然后由夹具分成的三个夹片在锥形筒中抱紧，确保夹固的稳定。然后配合墩头模的顶部推力使金属材料的一端发生变形，该部位是加工模心。其次，设置第一油口与第二油口分别与镦头活塞工作腔相连，控制好两个油口的进油顺序，使镦头活塞进行双向动作，从而可提高金属材料液压冷镦成形加工的效率。在通过压盖的一端以后，通过油槽的设置来增加推动镦头活塞的流量，提高镦头活塞的动作速度。在阀体和镦头活塞的中间部分设置连接的突出部和凹槽，可提高镦头活塞动作的精确度。控制镦头模模心尺寸和深度，可确保镦头加工的精确度，满足加工零件对技术的要求。

在使用新型镦头器时，应首先将需要加工的金属材料穿过夹具，然后需要加工的金属材料的一端用来抵住镦头模圆柱型模心端面，再用夹具将需要加工的金属材料夹紧，外接油泵再利用油管连接到第一个油口一端，然后打开油泵使高压油液通过一个油口、油槽、阀体和凹槽，进推动镦头活塞和镦头模的运动。在这个过程中，三个夹片在锥形筒内抱紧收缩，使需要加工的金属材料被锁紧。在油压达到一定强度时，需要加工的金属材料一端发生变形从而形成了镦头模心形状，镦头加工完成。然后关闭第一道油口连接的油泵打开第二道油口，即与回程油路相连接的油泵，使高压油液通过第二道油口进入到镦头活塞工作腔，使镦头活塞缩回，然后在弹簧弹力作用下使夹具夹片打开，将加工好的零件取出。

2.3 液压冷镦成形应用注意事项。

（1）保持油液的清洁。高压油液是冷镦成形的关键，其质量将直接影响到金属材料零件加工的质量。为此，建议在不同的季节使用不同型号的高压油，尤其对于冬季温度特别低或夏季温度特别高的地区对于高压油的选择尤其要慎重，且需要做好定期更换，避免杂质进入油液而影响加工成形的质量。

（2）加强控制，及时固紧松动的地方。在使用新型镦头器进行液压冷镦加工金属材料时，应做好对全过程的监督控制工作。在信息化时代，可采用信息技术做好全方位的实时动态监控，确保加工成形的每一个环节顺畅，对于存在的不合理之处进行及时改正。在使用新的油管之前必须先彻底清理管道，再清洁以后才能将新油管和镦头器相连。此外，如果在冷镦后金属材料零件无法取出，考虑可能是因为头形太大的缘故，这时可先放松锥形筒的锚环，在取出零件以后再重新拧紧锚环。对于加工制作中出现松动的部分应及时固紧，避免因加工设备运作问题而影响零件的加工质量和效率。

（3）及时更换和定期清理。在使用新型镦头器冷镦成形时，若出现滑丝的现象应该及时检查夹具夹片有无出现磨损的现象，对于存在老化、锈蚀等问题的夹片应及时更换。此外，应定期做好锚环的清理工作，对于存在锈蚀锈斑问题的锚环应及时更换，或提前涂抹润滑脂在锚环内部，及时清理锚环内的杂质。

3.结语

综上所述，采用新型镦头器进行金属材料零件的液压冷镦加工，可利用镦头器安全可靠、运行流畅、安装简便的优势，充分发挥镦头器在复杂金属结构零部件液压成形加工中的作用，确保零件加工的质量，满足用户对技术的要求。在开展加工工作之前应先进行试镦，对存在的不合理之处进行改正，然后利用新型镦头器完成加工操作，使达到降低材料消耗、节约成本、提高生产制作效率和质量的目标。

［1］李振启.金属材料液压冷镦成形技术研究与应用［J］.科技创新与应用，2020（27）：10-11.

［2］金晨，林占宏，李有新，张翼，刘文龙.金属材料挤压铸造成形技术综述［J］.科学中国人，2017（2）：29.

文章来源：稀有金属材料与工程 网址: http://xyjsclygc.400nongye.com/lunwen/itemid-46278.shtml

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