在緊固件製造業，要實現高精度和高耐用性，需要使用高品質的模具。成型沖頭和模具是這個過程中最關鍵的部件之一，它們在螺栓、螺柱、螺絲和螺母的成型過程中起著至關重要的作用。這些工具確保生產的一致性、準確性和效率，使其成為冷鐓和鍛造應用中不可或缺的工具。
本文探討了成型沖頭和模具的重要性、類型、材料和維護，為旨在提高產品品質和營運效率的製造商提供見解。
什麼是成型沖頭和模具？
成型沖頭是一種用於將金屬壓製成特定形狀的硬化工具，而模具則是相應的模具或型腔，用於接收金屬並確定其最終形狀。它們共同作用，實現冷成型或熱成型工藝，在這種工藝中，金屬在壓力下成型，無需進行大量的機械加工或材料去除。
在緊固件製造中，成型沖頭和模具主要用於冷鐓、螺紋滾壓和沖壓，以產生精確的尺寸和表面光潔度。
成型沖頭和模具的類型
根據功能、設計和應用，成型沖頭和模具可分為以下幾種類型：
1. 頭球
這些沖頭用於冷鐓工藝，以形成螺栓、螺絲和鉚釘的頭部。常見類型包括：
第一拳： 塑造初始頭部形狀。
第二拳： 完善形狀，加入詳細的輪廓。
修邊沖頭： 用於去除多餘的材料以獲得乾淨、完美的外觀。
2. 擠壓沖頭
它們用於金屬的部分或全部擠壓，在緊固件中形成空心部分或複雜幾何形狀。
3. 滾絲模具
滾絲模用於在螺絲和螺栓上加工螺紋，無需切割材料，確保螺紋輪廓更堅固耐用。滾絲模的種類包括：
平模： 用於往復式機械。
行星死亡： 專為高速生產而設計。
圓柱形模具： 用於連續進給的軋機。
4. 螺帽成型模具
這些模具專為透過多級冷成型製程對螺母進行成型而設計。它們可以製造出六角形、方形以及其他具有精確公差的特殊形狀。
成型沖頭和模具所用的材料
為了承受高壓、磨損和衝擊力，成型沖頭和模具必須採用高性能材料製成。最常見的選擇包括：
1.高速鋼（HSS）
高速鋼 (HSS) 以其韌性和耐熱性而聞名，通常用於通用沖頭和模具。
2.碳化鎢
碳化鎢模具具有出色的耐磨性和硬度，使用壽命比高速鋼長得多，但更脆。
3.粉末冶金工具鋼
提供韌性和耐磨性的平衡，使其成為大量生產的理想選擇。
4.合金工具鋼（D2、SKD11等）
具有良好的耐磨性和抗衝擊強度，適用於重型成型應用。
成型沖頭及模具的製造工藝
高品質成型沖頭和模具的生產涉及多個精密工序：
1.材料選擇與熱處理
所選材料經過硬化和回火以達到所需的硬度和韌性。
2. CNC加工和EDM加工
採用 CNC 銑削、車削和線切割 EDM（電火花加工）來實現高精度輪廓和公差。
3.研磨和拋光
表面處理對於減少摩擦、延長工具壽命和增強成型過程中的金屬流動至關重要。
4. 塗層（可選）
應用 TiN（氮化鈦）、TiAlN（氮化鋁鈦）或 DLC（類鑽石碳）等塗層可增強耐磨性並減少摩擦。
成型沖頭和模具使用中常見的問題及解決方案
1.過早磨損
原因：高速生產、潤滑不良、材料選擇不理想。
解決方案：使用高品質的塗層，優化潤滑，並選擇合適的刀具材料。
2. 崩裂
原因：衝擊力過大、硬度不合適。
解決方案：確保適當的熱處理並使用抗衝擊材料，如強化碳化物。
3. 變形和工具故障
原因：成型應力高，模具對準不良。
解決方案：定期維護、正確工具對準和精密加工。
延長成型沖頭和模具壽命的最佳實踐
使用適當的潤滑： 減少摩擦並防止過熱。
定期檢查和維護： 在磨損導致故障之前識別磨損。
正確的儲存和處理： 防止腐蝕和意外損壞。
優化成形參數： 減少過度的壓力可以延長工具的使用壽命。
結論
成型沖頭和模具是精密緊固件製造的核心，能夠有效生產高強度螺栓、螺絲、螺柱和螺母。選擇合適的材料、遵循正確的維護規範並優化製造工藝，可確保產品持久耐用並節省成本。
對於緊固件製造商來說，投資高品質的沖頭和模具意味著更好的產品品質、更高的生產率和更少的停機時間，這是保持市場競爭力的關鍵因素。
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