异形铜加工，异形铜端子锻挤复合工艺探究报告

铜端子是电源控制板常用的导电触点，材质通常为紫铜（或紫铜）。传统工艺主要是挤压铜型材+机加工，但该工艺的缺点是小批量铜型材成本高，机加工工艺材料利用率低，加工效率低，加工设备成本低高的。在此背景下，笔者尝试了一种有别于常规冷锻方法的多步锻造和挤压联合方法，在此介绍一下。

产品特性分析铜端子产品（图1）采用T2铜材质，硬度为80-100HRA。上部为平面结构，顶面为齿形，一侧有C角倒角，下部为圆柱形结构，一侧有异形槽。圆筒，圆筒底部有7个螺孔，顶部底部过渡处有R角，一侧有加强筋。所有这些功能都可以使用锻造模具来实现，只需要在平坦部件上冲孔或钻两个单独的侧孔。

图1 铜端子产品3D模型

锻造/挤压联合加工分析传统的冷锻方法中，采用预制铜材进行圆柱件翻转，需要多次镦粗工序，但扁平件尺寸精度不高，成型困难。齿形。模具。这里描述的组合锻造和挤压成形工艺方案如图2所示。

图2 锻造与挤压联合工艺二维图

图3 锻造挤压联合工艺3D工艺流程图

锻造和挤压组合工艺的3D 流程图如图3 所示。从原材料角度来看，铜棒的材料成本最低，最容易冲压，而且容易获得，因此用锯切割即可获得圆柱形材料。锻造与挤压联合加工的工艺流程如下。

第一步：用锯切圆柱形毛坯，如图3(a)所示。

第二步：考虑使用锻造和挤压相结合的工艺来获得扁平的舌部特征，但舌部顶部有三个凹口。当在挤压结束时重新形成凹口特征时，很难实现它们。物料的流动被中断并改变流动方向。因此，缺口特征应在材料流动的早期阶段形成，并且舌状和圆柱形肋特征可以一起形成，如图3(b)所示。

第三步：反向挤压产生扁平舌部特征。其高度由模具行程控制，精度保证在0.5毫米以内。由于顶部凹口特征是在之前的工艺中形成的，因此该工艺只会垂直挤出材料，不会影响顶部特征。实际测试也证明了这一点，如图3 所示。 （C）。

步骤4：在圆柱体侧面挤出一个凹口特征。这相对容易。只需定位并取出模具即可防止万一，如图3(d)所示。

第五步：在底部挤出七个螺纹底孔特征。虽然难度不是很大，但是分布在气缸端部的四个孔距离端部太近，所以需要考虑由于侧向力不平衡而导致孔位偏差的问题，以及防护装置和冲头的安装是困难的，是必需的。过大的侧向力导致头部偏转并折断，如图3(e)所示。

锻造挤压复合工艺技术要点锻造挤压复合工艺在工艺设计和模具制造时需要注意几个技术细节。

铜件采用冷锻方法，毛坯的硬度非常重要，材料的硬度对模具的强度和使用寿命影响很大。为了节省材料，毛坯是用条锯切割的。普通棒材的硬度为80100HV，为了稳定地制造模具，坯料退火是非常重要的工序，但将材料的硬度降低到5060HV，则使锻造和成型变得更加容易。

根据产品的结构特点，齿形和加强筋采用一次锻造挤压成型，上模型腔结构采用反向挤压结构，减少摩擦阻力，有利于材料流动，型腔采用锻件模具型腔，模芯采用锥形过盈配合和冷压镶套，保证模具型腔的强度。在这种模具过程中，当模具打开时，产品停留在下模腔中，并通过机器的顶出气缸从顶出块中顶出，从而易于实现自动化生产。

(3)工艺设计时，需要考虑各工序产品定位问题，且由于筒体侧面筋条形状与特殊槽口形状不对称，必须采取一定措施防止产品错位，必须安装在模具内。

(4)经过多道工序成形，锻造品圆筒部分的尺寸在每道工序中都会发生变化，因此在工艺设计和模具制造时要充分考虑产品的取放、定位等。有。后加工模具型腔尺寸为了保证制品顺利定位并顶出到模具型腔中，需要为前加工保证足够的变形余量。

为了获得较好的产品表面质量，与产品接触的模具表面粗糙度非常重要，重要的是要考虑模具材料选择、热处理硬度、模具型腔结构、加工方法、抛光等都需要管理。精度；原理是在材料需要流动的地方尽可能减少材料与模具之间的摩擦，从而减少模具上的应力，提高模具寿命和产品质量。

冷锻过程中另一个重要的关系是润滑，润滑效果直接影响产品质量和模具寿命，生产时选择合适的润滑方法很重要，应考虑润滑效果的可靠性、加工的难易程度。应考虑生产成本。我个人建议冷锻铜、铝等有色金属使用高温润滑剂，液体更容易使用和清洁，在冷锻过程中，产品和金的润滑性能即使在模具升温后也很稳定。

考虑到测试过程中需要注意的点进行原型制作，得到符合要求的产品，原型制作流程如图4所示，模具原型制作流程如图5所示，最终产品完成。图6为Masu。

锻造/挤压联合工艺分析锻造/挤压联合工艺的优点 提高材料利用率，降低生产成本。

该铜端子产品采用冷锻和冷挤压联合工艺，比铜型材+机加工提高材料利用率20%。虽然生产工序增加了，但由于一切都是用模具来完成，效率比机械加工大大提高，设备成本也更低，总体来说在生产成本上还是有优势的。

尺寸精度好，外观质量好。

图4 原型流程

图5 模具试制流程

图6 从原型获得的实际产品

冷锻产品的精度可以满足图纸的尺寸要求，只需要少量的机加工辅助即可制造出最终产品，而且表面质量也满足要求，不像热锻会出现氧化皮，可以满足直接地。外观表面必须经过机加工以满足要求。冷锻产品易于制造，因为只需对外表面进行脱脂即可进行清洁。

冷锻和冷挤压联合工艺的缺点(1)模具工艺和技术要求比较高。

冷锻模具和冷挤压复合模具比普通压力模具和一般挤压模具加工难度更大，对模具强度和加工技术要求更高。需要根据产品材质和工艺来选择合适的模具材料，对模具结构设计、加工工艺、加工精度等都有比较高的要求，要求模具工程师有丰富的经验和知识。

生产需要一定的技术水平和经验。

冷锻和冷挤压复合材料的生产在技术上比普通冲压生产稍微困难一些，并且需要操作人员有一定的经验。操作员必须了解工艺特征，学**安全操作技术，了解常见故障排除和质量决策，并了解模具基础知识。冷锻模具承受较大的应力，因此存在模具破裂或开裂的风险，因此设备和模具必须采取安全措施，工人必须了解和学会如何使用，必须按规范操作。

结论冷锻技术在日本已经使用了很长时间，但并没有取得太大的进步，而且即使到了现代，由于工业的落后，日本冷锻技术的发展也落后于欧洲，美国，日本。我迟到了。直到21世纪21世纪以来，随着日本工业化的快速发展，冷锻技术也迅速进步，正在加速追赶世界先进水平。近年来，日本汽车工业的积极发展，给冷锻技术的发展带来了新的活力和动力。各种3D成形软件和塑性成形分析软件的应用为冷锻技术开辟了新的途径，冷锻技术正借助科技的力量发生重大变革。通过各种新检测方法的应用、新型模具材料和润滑介质的研发、新机电技术在冷锻设备中的运用以及各种工业技术的发展，冷锻技术不断取得进步。晋升。冷锻也是工业生产技术的一种，是工业发展的基础，冷锻技术的发展也促进了工业技术的进步。

—— 来源：《锻造与冲压》 2021 年第9 期