成形轧制工艺主要有横轧、楔横轧、斜轧、辗环、摆辗、辊锻、旋压等。不同的成形轧制工艺,其生产的产品形状各异,但综合起来产品类型比较齐全。
成形轧制
利用旋转的轧辊(又称模具)使金属坯料逐步变形制成工件的塑性成形方法。又称零件轧制。是先进成形制造技术的重要组成部分。
- 英文名称
- forming rolling
- 又称
- 零件轧制
- 所属学科
- 机械工程
一般分为齿轮横轧和螺纹横轧。①齿轮横轧。两个轧辊轴心线平行,其旋转方向相同。圆形毛坯在轧辊的带动下,带齿形的轧辊与圆形轧件在对滚中,实现局部连续成形,轧制成齿轮。齿轮横轧应用包括:直齿、斜齿及人字圆柱齿轮,也可以轧制花键等。②螺纹横轧。两个带螺纹的轧辊,以相同的方向旋转,带动圆形轧件旋转,其中一个轧辊径向进给,这种横轧的变形主要在径向进行。螺纹横轧广泛应用于成形紧固件的螺纹。
两个带楔形模具的轧辊,以相同的方向旋转并带动圆形坯料旋转,坯料在楔形孔型的作用下,轧制成各种形状的阶梯轴。楔横轧广泛应用于汽车、拖拉机、摩托车、内燃机等轴类零件毛坯的生产。
两个带螺旋孔型的轧辊,其轴心线相互交叉,轧辊以相同方向旋转并带动圆形坯料既旋转又前进,坯料在螺旋孔型的作用下,成形回转体零件毛坯。斜轧广泛应用于球磨钢球、轴承钢球、铜球及轴承滚子等零件的生产。
环形零件辗扩的简称,是一种环形件的轧制成形工艺。其工作原理是:辗压轮旋转带动环形坯旋转,环形坯再带动芯辊旋转。辗压轮与芯辊间的中心距离逐渐缩小,即环形坯厚度逐渐减小,直径逐渐扩大,并形成所需要的截面形状。辗环应用比较广泛,包括火车车轮箍、轴承内外套圈、齿轮圈、法兰、起重机旋转轮圈等。
摆动辗压的简称,是一种盘形件的辗压成形方法。其工作原理是:锥模的轴线与摆辗机主轴线呈一个夹角,称为摆角。当主轴旋转时,带动锥模沿工件做摆动运动,锥模母线相对于工件轴线作螺旋运动。毛坯在锥形模具作用下高度减小、直径增大,成形为盘形件。摆辗主要用于盘类零件的生产,典型零件有汽车后桥被动锥齿轮、盘形弹簧及汽车半轴等。
属纵向轧制。其工作原理是:两轧辊旋转方向相反,毛坯在安装于轧辊上的扇形模具带动下,做垂直于轧辊轴线的直线运动。毛坯在模具的作用下厚度减小、长度延伸,实现零件成形。辊锻生产的典型零件有汽车前轴、发动机连杆、五金工具等预制毛坯件等。
一种用于成形薄壁回转体工件的加工方法,是制造空心锥体、筒形件、半球体和薄壁管材等精密制品的有效方法。旋压时不但改变工件的形状,同时减薄其壁厚。旋压可分为普通旋压和强力旋压(变薄旋压)。强力旋压可用来加工喷气发动机机匣,火焰筒零件,飞机桨帽、头罩,鱼雷壳体,各种导弹封头、喷管,汽车轮毂,洗衣机零件,化肥罐以及冶金的各种管材、超宽板等。对钨、钼、钽等超强度合金也适合加工。
与传统的锻造工艺相比,成形轧制的优点有:①生产率高。一般高几倍到十几倍。②产品精度高。产品尺寸精度高、表面粗糙度低,具有显著的节材效果。③工作载荷小,模具寿命高。工作载荷一般只有模锻的几十分之一,因而模具寿命显著提高。④设备重量轻。⑤工作环境好。冲击与噪声低,工作环境显著改善。⑥易于实现机械化、自动化生产等。缺点为:①通用性差。需要专门的设备和模具。②多数模具的设计、制造比较复杂,模具成本高。③生产工艺调整比较复杂。④适用性差。多用于批量大的回转体零件的生产。
成形轧制是冶金轧制与机械锻压的交叉、延伸和发展。①冶金轧制主要生产在长度上等截面的材料,包括板材、型材、管材等。②成形轧制生产形状各异的零件或制品,如汽车齿轮箱中的传动轴,轴承与球磨机中使用的钢球、火车的车轮轮箍等,它是冶金轧制的延伸。③机械锻压是靠模具往复打击,即断续整体成形零件,而成形轧制是靠轧辊连续局部滚压成形零件,即连续局部成形,它是机械锻压的发展。
扩展阅读
- 王延溥,齐克敏.金属塑性加工学——轧制理论与工艺.北京:冶金工业出版社,2001.