小口径阀杆的冷镦工艺设计与分析及模具结构与设计

    低压小口径阀门的阀杆，通常采用棒料经热模锻后车制而成或者直接车制而成，材料利用率仅28%-50%。经试验，采用冷挤压和滚扣工艺，再经过少量的切削加工和压方可达到阀门的使用性能要求，材料利用率可达到95%以上。现以PN1.6MPa,DN25 J41H-16C 截止阀阀杆为例，讨论阀杆的冷镦工艺。

    冷挤压材料 不锈钢1Cr13、2Cr13、黄铜H62或经表面氮化处理的35号优质碳素钢均为常用的冷挤压材料，因此，选择上诉材料作用阀杆均可以选择冷镦加工工艺。

    材料的表面应该洁净、光滑，不应有裂纹、气泡、划伤、氧化皮等缺陷，并且钢料的断口和酸洗试片的组织不应有分层、缩孔、非金属夹杂物和白点等。

    工艺设计与分析 DN25截止阀阀杆的冷挤压件，两端分别车球头、车螺纹、压四方，即可达到产品的使用要求。

    阀杆的冷挤压件为细长杆件，在变形过程中容易发生弯曲，小口径阀杆的冷镦工艺设计与分析及模具结构与设计因而宜采用局部镦粗，由于镦粗的变形程度远小于各种材料的许可变形程度，因此可一次冷镦成型。按照体积计算，为确保零件公差和加工余量，必须严格控制坯料的直径公差和长度公差。坯料可选用冷拔棒料，也可以采用车制棒料。棒料端面的质量对挤压件的表面质量有直接影响，切断面不允许有撕裂和多肉现象，不允许有毛刺和硬角，因而采用全封闭式剪切模下料。低碳钢冷拔前经过磷化和皂化处理，不锈钢也经过草酸盐处理，表面形成一层润滑膜，在冷镦过程中，采用油脂润滑剂，黄铜料酸洗去氧化皮后，表面钝化处理，采用工业豆油或者菜油润滑，也可以不经过处理，直接用油脂润滑，不需进行任何处理。

    模具结构与设计  上模芯和下模芯均采用W18Cr4V制作，淬火后HRC61以上，工作部分表面粗糙度0.4.考虑到墩压时对模芯产生径向张力和挤压成形力的特点，上下模与模套均采用预紧力结构，像一层压套，为了提高耐磨性并保证尺寸稳定，上下模芯可采用硬质合金YG15.

    模芯腔尺寸按挤压件的最小尺寸进行设计，冷镦时模具的弹性膨胀约为0.005-0.008mm。上顶杆起墩头和打杆双重作用，采用60SI2MN，淬火后HRC58-60。冷镦时，压力机滑块横梁压住上顶杆与上模一起向下作用，使棒料镦粗，回程时，横梁将顶杆打下。由于阀杆镦粗部分主要在下模，因而下模没有设计出料机构

    采用冷镦和滚扣工艺加工阀杆，节约了大量原材料，阀杆光杆部分不需要进行切削加工，表面粗糙度1.6，且保留了原有纤维组织。经镦粗和滚扣强化，增加了阀杆的强度和耐腐蚀能力，提高了劳动生产率，降低了原材料消耗，从而获得了良好的经济效益。