2.1.4 Bestimmung der Schmiedehäufigkeit
Beim Kaltstauchen müssen Produkte in der Regel zwei oder mehr Stauchprozesse durchlaufen, bevor sie geformt werden können. Durch eine angemessene Bestimmung der Schmiedehäufigkeit wird der zulässige Verformungsgrad des Metalls vollständig ausgenutzt, die Lebensdauer der Form verbessert und die Qualität des Produkts sichergestellt. Bestimmen Sie die Anzahl der Stauchvorgänge unter Berücksichtigung der folgenden Faktoren:
A. Schmiedeverhältnis
Wenn das Verhältnis der Länge zum Durchmesser des verformten Teils des Knüppels zu groß ist, kommt es bei einem Schmiedevorgang zu einem Längsbiegephänomen, und nach dem Abflachen entsteht ein Sandwich, wie in Abbildung 36-9 dargestellt. Um diese Fehler beim Schmieden zu vermeiden, ist es notwendig, die Anzahl der Schmiedezyklen zu erhöhen. Zuerst wird der Barren in eine konische Form vorgestaucht und anschließend wird ein Präzisionsstauchen durchgeführt, bis er die gewünschte Form erreicht.
Abbildung 36-9 Schematische Darstellung der durch Längsbiegung verursachten Zwischenschicht
B. Berücksichtigen Sie das Verhältnis des Durchmessers D des Werkstückkopfes zur Höhe H.
Wie in Abbildung 36-10 dargestellt, handelt es sich um einen dünnen, flachen Kopf mit großem Durchmesser und einem dünnen Stabteil mit großem Kopfdurchmesser und geringer Höhe. Der erforderliche Rohling h0/d0 für den dünnen Stabteil mit großem Kopf beträgt 2 oder mehr. Bei Verwendung eines Einzelschmiedestücks kommt es zu Rissen am Kopfrand. Ähnliche Werkstücke lassen sich nur schrittweise umformen, indem die Anzahl der Stauchschmiedezyklen erhöht wird.
C. Berücksichtigen Sie die Anforderungen an die Oberflächenrauheit des Werkstücks und die Komplexität seiner äußeren geometrischen Form
Bei Maschinenschrauben mit Formen wie halbkreisförmigen Köpfen, zylindrischen Köpfen usw. werden im Allgemeinen zwei Stauchschläge verwendet, obwohl der Ho/Do-Wert des erforderlichen Rohlings für den Kopf im Allgemeinen weniger als 2,5 beträgt, um den Kopf während der Verformung zu füllen und die Standardanforderungen zu erfüllen. Der vorgestauchte konische Kopf schafft günstige Metallflussbedingungen für die präzise Formung des Stauchkopfes. Wenn beispielsweise ein Draht mit großem Durchmesser und geringer Verformung zum Schmieden von Muttern verwendet wird und der Drahtdurchmesser 0,9 s beträgt (s ist die Größe der gegenüberliegenden Seite der Sechskantmutter), beträgt der Verformungsgrad des allgemeinen Produkts etwa 25 %. Aufgrund der komplexen Form der Sechskantmutter gibt es beim Schmieden jedoch viele Verformungsmethoden, darunter Kaltstauchen, Verbundstrangpressen und Stanzen. Um den Metallfluss während der Verformung zu erleichtern, werden für die Umformung 3-4 Schmiedeschläge ausgewählt.
Es ist hervorzuheben, dass nicht alle Produkte mit komplexen Formen durch eine Erhöhung der Anzahl der Stauchvorgänge gelöst werden können. Bei einigen Produkten erhöht sich häufig die Anzahl der Stauchvorgänge und sie bilden sich beim ersten und zweiten Stauchen leicht. Aufgrund der Kaltverfestigung ist es jedoch schwierig, das Produkt beim anschließenden Stauchen auszuführen. Manifestiert sich als Rissbildung oder Beschädigung der Form beim Schmieden des Werkstücks. Der Schlüssel zur Lösung solcher Probleme liegt in der Reduzierung der Verformung, der Erhöhung der Plastizität des Stahls und der Einführung einer wirksameren Schmierung. Für Bolzen und Schrauben im Kaltstauchverfahren werden Drähte mit großem Durchmesser und geringe Verformungsverfahren ausgewählt. Im Allgemeinen liegt der Durchmesser des Drahtes nahe am Durchmesser D des Schraubengewindes, und es werden ein oder zwei Stabreduzierungen verwendet, um die Größe des Schraubenrohlings zu erreichen. Bei Stahl mit mittlerem Kohlenstoffgehalt und legiertem Stahl wird das Sphäroidisierungsglühen zur Materialmodifikation eingesetzt, um die Kaltstauchplastizität des Stahls zu verbessern, und Phosphatierungs- und Verseifungsbehandlungen werden verwendet, um die Oberflächenschmierung des Stahls sicherzustellen und die Reibung während der Verformung zu minimieren. Darüber hinaus ermöglicht die Erhöhung der Festigkeit und Zähigkeit der Form, dass sie komplexe Verformungen mit Steifigkeit und ausreichender Zähigkeit und Verschleißfestigkeit aushält.
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