鍛件資訊
輥模鍛加工工藝研究
2022-06-03 16:00
輥鍛是使金屬坯料在一對旋轉的輥鍛模中通過,借助型槽對坯料施加的壓力使其產生塑性變形,從而獲得所需要的鍛件或鍛坯。
輥鍛是坯料的延伸變形過程。坯料在高度方向經輥鍛模壓縮后,除一小部分金屬橫向流動而使坯料寬度略有增加外,大部分被壓縮的金屬沿著坯料的長度方向流動。被輥鍛的毛坯橫截面積減小,長度增加。由輥鍛變形特點可見,它適于減小坯料截面,如桿件 的拔長、板坯的輾片以及沿桿件軸向分配金屬體積等變形過程。
目前國內廣泛釆用的鍛造方法,主要是自由鍛錘上胎模鍛或錘上模鍛。它有很多難以克 服的缺點,如生產率低、設備龐大、制造困難、振動大、勞動生產條件差、對廠房和地基要 求高、難以實現機械化和自動化等,因而不能適應國內生產大力發展的要求。而輥鍛工藝與之相比,卻有著極其顯著的特點。
①生產率高。據統計,成形輥鍛的生產率為錘上模鍛的5?10倍。這主要是由于輥鍛工藝基本上是連續生產,而錘上模鍛工藝中,錘與壓力機的空行程占有較長的時間。例如柴 油機增壓器動葉片經輥鍛成形后,除榫頭部分仍需機械加工外,其葉身型線部分只需電解加 工,相比舊工藝方料電解,其生產率提高2.5倍以上。又如鍛造坦克走動部分的履帶節這個零件,采用錘上模鍛工藝每班可生產600件,而采用輥鍛成形工藝的班產可達1300件。再 如輥鍛飛機發動機的渦輪葉片,用矩形截面的長條料,每輥一次能成形10只葉片, 以每分鐘30轉計算,則每小時可生產18000只葉片,這是壓力機上模鍛所無法與之相比的。
②節約金屬材料。據統計,多型槽輥鍛成形坯料的金屬耗量比錘上多型槽模鍛降低了 6%?10%,這是由于輥鍛的坯料是順序定位翻轉,以使坯料的整個體積能得到正確的分配, 并獲得較大的拔長條件,因此在輥鍛機上模鍛所產生的飛邊寬度比錘上模鍛的要小而均勻。 例如增壓器葉片的閉式輥鍛工藝相比壓力機上的開式模鍛工藝,其材料利用率可提高30%左 右。若與方鋼銑削葉片舊工藝比較,約提高3倍以上。
③提高鍛件的內在質量。在兩個扇形模塊轉動的影響下,金屬發生局部的連續變形, 使金屬的纖維按照鍛件的外形分布,金相組織均勻、致密、力學性能好。例如柴油機增壓器葉片經輥鍛后,金屬流線完全符合葉片外形要求,材料中心層的偏析不暴露在葉片表面,從而提高了葉片的質量。
④采用精密鑄造輥鍛模具或電脈沖加工輥鍛模,不僅可節約大量合金模具鋼,還能減 少大量模具加工工時和模具加工專用設備(如仿形銑床等)。
⑤勞動條件好。輥鍛過程是一個連續的靜壓變形過程,沒有沖擊和振動,操作簡單, 易于實現機械化和自動化。該工藝與錘上模鍛相比,工人勞動條件得到顯著改善。
⑥輥鍛機的結構簡單、制造方便,對廠房、地基條件要求低,并且設備造價較低,節約投資。
⑦設備動力不像模鍛錘那樣需有鍋爐蒸汽裝置或壓縮空氣裝置,僅有電力就能啟動設備。