周宏明 张 衡 张祥雷 彭姣娇 张翔翔

温州大学，温州，325035



钻头冷镦参数建模及成形工艺优化

周宏明 张 衡 张祥雷 彭姣娇 张翔翔

温州大学，温州，325035

针对40Cr钻头冷镦时废品率高且需预先进行热处理的问题，提出一种优化的冷镦成形工艺方法，即通过优化冷镦参数来减少热处理工序。通过分析冷镦过程的影响参数，建立了冷镦工艺参数的数学模型并进行了数值分析，得到了最优的冷镦参数。分别运用有限元模拟和试验的方法，对所得冷镦参数进行了验证。研究结果表明：运用该方法优化冷镦参数指导冷镦加工，材料无需进行热处理即可加工出符合要求的冷镦钻头。

钻头；冷镦工艺；数值分析；有限元模拟

0 引言

冷镦加工与传统切削加工相比，具有两个显著优势：①冷镦产品具有较好的力学性能；②冷镦加工为少切削、无切削加工，材料利用率一般可达到90%以上[1]。冷镦工艺可以成形结构形状复杂的零件并能保证产品的表面质量和力学性能。

国内外不少学者对冷镦机作了大量的研究。王保国等[2]对锚杆钻头坯体的温挤压精密成形工艺进行了研究，提出了镦挤压、上下模具型腔制作、径向挤压等新工艺，解决了非轴对称毛坏径向难充满等关键问题。Moseley等[3]利用有限元软件模拟碳化钨钻头和成形工具的操作条件，获得更高的预测精度。Ma等[4]提出一种可以一步成形出空心齿轮轴的压力辅助冷镦技术。Hwang等[5]研究了镁合金成形过程的影响因素，并利用有限元软件对镁合金冷镦成形工艺进行了模拟。……