【正文】 到軋制變截面的軸類零件；它又是機(jī)械鍛壓技術(shù)的發(fā)展，因?yàn)樗鼘⒄w繼續(xù)塑性成形發(fā)展到局部連續(xù)塑性成形，楔橫軋是工件在回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中成形的，所以又稱它為回轉(zhuǎn)成形，也有稱它為特殊鍛造的。除寬度尺寸外，要根據(jù)輥鍛時(shí)的抬輥量和前滑值相應(yīng)減少型槽的高度和長(zhǎng)度。 (3)相鄰區(qū)段形狀和尺寸的差異性。形狀簡(jiǎn)單、輥鍛道次少的鍛件，以成形輥鍛件圖作為設(shè)計(jì)依據(jù)。 (3)料在型槽中的穩(wěn)定性要好。如要求輥鍛毛坯截面為橢圓，可選“橢圓一方”或“橢圓一圓”型槽系，而不宜選用其他型槽系。絕對(duì)寬展量在坯料寬度達(dá)到某一定值前與其成正比，超過此值后成反比。 (3)摩擦系數(shù)的影響。 766．哪些因素影響寬展? 影響寬展主要有以下因素： (1)輥鍛道次的影響。一種是金屬在橫向流動(dòng)時(shí)沒有或不受型槽側(cè)壁限制的寬展，稱其為自由寬展。當(dāng)坯料寬度超過某一定值時(shí)，其寬度的變化對(duì)前滑不再發(fā)生影響。坯料加熱溫度對(duì)前滑有影響：溫度在700℃以下，前滑與溫度成正比；溫度在700～1200℃之間，前滑與溫度成反比。 (3)工具及坯料對(duì)前滑的影響。延伸量越大，前后滑的金屬越多。要想獲得滿意的長(zhǎng)度尺寸，必須掌握好輥鍛時(shí)的前滑量。在臨界面靠入口一側(cè)，金屬流動(dòng)速度小于鍛模圓周速度的水平分量，這就是后滑。 763．什么是前后滑? 坯料被輥鍛時(shí)，在高度上受到壓縮，橫向有所增加，縱向有大的延伸。當(dāng)毛料和輥鍛模的前壁均已有一定斜度時(shí)，水平阻力帆遠(yuǎn)大于水平拉力瓦，不可能實(shí)現(xiàn)自然咬人。而在中間咬人時(shí)最大咬人角可以增大到32176。 一種強(qiáng)制咬人措施是中間咬人，它是利用輥鍛模的凸起部分直接壓入坯料中間實(shí)現(xiàn)開始咬人。一種是順向送料，即順著軋輥轉(zhuǎn)向從軋機(jī)一側(cè)軋入，從另一側(cè)軋出。一旦咬入成功，隨著坯料不斷曳人，變形區(qū)向軋輥中心連線方向擴(kuò)展。它們之間的基本關(guān)系是：變形區(qū)入口高度h0=hl+D(1一cosα)絕對(duì)壓下量?h=D(1一cosα)變形區(qū)長(zhǎng)度咬人角當(dāng)α角很小時(shí)有 760．什么叫自然咬入? 只依靠輥鍛模的摩擦力實(shí)現(xiàn)曳人坯料的方式稱為自然咬人。截面形狀比較復(fù)雜、厚度差比較大的鍛件，如連桿、汽車前梁等多采用初成形輥鍛(圖57)，輥鍛后再在小噸位模鍛設(shè)備上整形。制坯輥鍛主要用于模鍛制坯，即在輥鍛機(jī)上按鍛件形狀尺寸進(jìn)行金屬預(yù)分配(制坯)，然后在曲柄壓力機(jī)或摩擦壓力機(jī)等設(shè)備上模鍛成形。輥鍛件的內(nèi)在質(zhì)量?jī)?yōu)良，力學(xué)性能好，疲勞壽命高。多型槽輥鍛的生產(chǎn)率與模鍛相當(dāng)，單型槽一次輥鍛的生產(chǎn)率約為錘上模鍛的5~10倍。其變形特點(diǎn)為連續(xù)局部小變形。 旋轉(zhuǎn)鍛造廣泛應(yīng)用于汽車、拖拉機(jī)、機(jī)床、機(jī)車等各種機(jī)器的臺(tái)階軸生產(chǎn)，包括直角臺(tái)階與帶錐度的軸類件；帶臺(tái)階的空心軸及內(nèi)壁異形材；各種氣瓶、炮彈殼的收口等。其變形主要為徑向壓縮軸向延伸。它主要用于長(zhǎng)徑比大的軸類零件的生產(chǎn)，如紡織錠桿、醫(yī)療器械、火車軸等。 753．仿形斜軋的工作原理是什么? 仿形斜軋零件成形的工作原理如圖53所示。 752．螺紋零件是怎么軋出來的? 螺紋軋制又稱螺紋滾壓，如圖52所示。 751．齒輪是怎么軋出來的? 如圖51所示，帶齒形的兩個(gè)軋輥1與圓形軋件2對(duì)輥中，實(shí)現(xiàn)局部連續(xù)成形，軋制成齒輪。主要軋制環(huán)形類零件，如軸承座圈： (9)擺碾。主要軋制階梯軸類零件，如汽車變速箱中的軸； (5)螺旋孔型斜軋。 750．機(jī)械零件軋制的類型有哪些? 不同形狀與結(jié)構(gòu)的零件，在不同工藝、模具與軋機(jī)上軋制成形，其基本類型有以下幾種： (1)輥鍛。由于軋制的零件比鍛造零件尺寸精度高，又沒有模鍛時(shí)的飛邊等，材料利用率平均可以提高20％左右，節(jié)約材料顯著。 (3)生產(chǎn)環(huán)境顯著改善。由于將整體成形改變?yōu)榫植砍尚危＞吲c工件的接觸面積大幅度減小，故工作載荷隨之大幅度下降，一般只有模鍛的十幾分之一到幾十分之一。為了提高性能并節(jié)約材料，大多經(jīng)鍛造成形，然后再經(jīng)切削、磨削等精加工方法成形最終形狀的零件。所以機(jī)械零件軋制是冶金軋制技術(shù)的發(fā)展與深度加工。 與傳統(tǒng)的冶金軋制工藝不同，機(jī)械零件軋制技術(shù)軋制出來的是形狀不同的零件。例如汽車變速箱中的階梯軸，人造衛(wèi)星上的鼻錐等；而傳統(tǒng)軋制工藝一般軋制的是等截面材。 機(jī)械零件軋制與普通軋制由于都屬于連續(xù)輥壓成形，故都屬于軋制范疇。 機(jī)械零件軋制與鍛造成形零件都屬于塑性成形。結(jié)果是設(shè)備體積小很多，模具壽命高很多。由于鍛造為整體斷續(xù)打擊成形，并且要經(jīng)多個(gè)工步模腔成形零件，工人多在噪聲大于100dB條件中工作，環(huán)境惡劣。 軋制機(jī)械零件與鍛造零件比較，也存在缺點(diǎn)，如通用性差，需要專門的設(shè)備與模具，并且多數(shù)模具的設(shè)計(jì)、制造與生產(chǎn)工藝調(diào)整比較復(fù)雜等。主要軋制長(zhǎng)度上變截面的桿類零件，如汽車前梁； (2)齒輪軋制。主要軋制球柱一類零件，如軸承鋼球； (6)仿形斜軋。主要軋制盤形類零件，如齒輪坯； (10)旋壓。這種橫軋的變形主要在徑向進(jìn)行，軸向變形很小并受到限制。兩個(gè)帶螺紋的軋輥，以相同的方向旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)圓形軋件旋轉(zhuǎn)，其中一個(gè)軋輥徑向進(jìn)給，將軋件軋成螺紋。3個(gè)帶錐形的軋輥1帶動(dòng)圓形軋件2旋轉(zhuǎn)，由于軋輥軸心線與軋件軸線交叉，故軋件除旋轉(zhuǎn)外還向前運(yùn)動(dòng)。 754．麻花鉆頭是怎么軋出來的? 麻花鉆頭斜軋的運(yùn)動(dòng)原理如圖54所示。這種方法主要用于熱軋直徑為3～13mm的鉆頭。 旋轉(zhuǎn)鍛造由于是打擊成形，不同于軋制連續(xù)成形，但它又不同于傳統(tǒng)的鍛造成形，它打擊的次數(shù)非常多，而每次打擊的面很類似軋制，所以人們還是把它歸于軋制成形中。它與鍛造相比其特點(diǎn)為： (1)所需工作負(fù)荷小。 (3)材料利用率高。(5)勞動(dòng)條件好。組成的生產(chǎn)線既可提高生產(chǎn)率，又可提高材料利用率，如汽車曲軸、前梁等鍛件的生產(chǎn)。 758．輥鍛變形區(qū)在哪里? 由于輥鍛的變形特點(diǎn)為連續(xù)局部小變形，所以并不是整個(gè)輥鍛工件同時(shí)在變形，而只是輥鍛模直接壓縮作用下的一部分區(qū)域在變形。如圖59所示，軋輥?zhàn)饔迷谂髁仙系牧閺较蛄和摩擦力T，它們?cè)谒椒较虻姆至Ψ謩e為Nx和Tx。由于徑向力作用點(diǎn)大體在變形區(qū)中部，所以此時(shí)的咬人角也向軋輥中心連線方向靠近，即咬人角變小，這意味著剛開始接觸時(shí)的咬人條件最苛刻。另一種是逆向送料，即逆著軋輥轉(zhuǎn)向從軋機(jī)一側(cè)軋入并從同一側(cè)軋出，輥鍛中多用這種方式送料。在咬人瞬間，這種方法不受摩擦條件限制，其咬人角可以很大。～37176。此時(shí)也不易采用中間咬人，否則會(huì)破壞毛料前壁已有的輪廓形狀，影響輥鍛過程的充滿成形。在縱向延伸時(shí)，變形區(qū)內(nèi)的金屬不是以與輥鍛模相同的速度勻速流動(dòng)，而是向著變形區(qū)的入口和出口兩個(gè)方向流動(dòng)。坯料的延伸是由坯料對(duì)鍛輥的相對(duì)滑動(dòng)形成的。 764．影響前滑的因素有哪些? 在輥鍛中，金屬的前滑與多種工藝因素有關(guān)。一般情況下前滑量隨變形程度增加而增加。在輥鍛中，工具及坯料的截面形狀對(duì)前滑有很大的影響，這主要是因?yàn)榱W(xué)條件發(fā)生了改變。這主要是溫度引起坯料表面氧化層變化，從而引起摩擦系數(shù)發(fā)生變化。 (6)輥徑對(duì)前滑的影響。第二種是限制寬展，即金屬在凹型槽中軋制時(shí)其橫向流動(dòng)受到型槽側(cè)壁的阻礙，使寬展受到限制。寬展量隨著壓下量的增加而增加，在總壓下量一定時(shí)，減少輥鍛道次就是增加壓下量，所以減少輥鍛道次會(huì)導(dǎo)致寬展量增加。摩擦系數(shù)越大寬展量越大。當(dāng)坯料很寬時(shí)對(duì)寬展量無影響。 (2)原始毛坯的幾何形狀的選擇。坯料截面軸長(zhǎng)比越大，變形量就越大，穩(wěn)定性也越差。形狀復(fù)雜、輥鍛道次多的鍛件，一般在制坯后要進(jìn)入預(yù)成形輥鍛型槽，應(yīng)以預(yù)成形毛坯圖作為設(shè)計(jì)的依據(jù)。 (4)送料的穩(wěn)定性。第三節(jié)楔橫軋 770．楔橫軋軸類零件的原理是什么? 楔橫軋的工作原理如圖511所示，兩個(gè)帶楔形模具的軋輥，以相同的方向旋轉(zhuǎn)并帶動(dòng)圓形軋件旋轉(zhuǎn)，軋件在楔形孔型的作用下，軋制成各種形狀的臺(tái)階軸。由于成形的零件都是回轉(zhuǎn)體軸類零件，故又統(tǒng)稱它為軸類零件軋制。 (2)設(shè)備重量輕。 (4)產(chǎn)品精度高。 (6)易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)等。 772．哪些產(chǎn)品適合楔橫軋工藝生產(chǎn)? 由于楔橫軋軸類零件的工藝特點(diǎn)，它適合于批量大的軸類零件。包括東風(fēng)、解放、121切諾基、夏利、大發(fā)、五十鈴、黃河等汽車上的變速箱一軸、二軸、中間軸、后橋主動(dòng)軸、轉(zhuǎn)向拉桿與球銷、雙聯(lián)、四聯(lián)齒輪、吊耳軸、半軸等； (2)拖拉機(jī)零件。 773．楔橫軋階梯軸是怎樣軋出的? 楔橫軋階梯軸的成形過程在模具設(shè)計(jì)上，分為五個(gè)區(qū)段：楔人段、楔人平整段、展寬段、精整段以及剪切段(圖512)。如圖512中的I—I截面所示。 為了防止楔人段軋件不旋轉(zhuǎn)，除在斜楔面上刻痕外還需要在楔人段開始處的前后基圓面上刻平行于軋輥軸線的刻痕。其目的為改善展寬段開始時(shí)的塑性變形。 楔入平整段與展寬段交接處(圖512的C處)，由于楔人平整段的展寬角β=0，而展寬段的展寬角β為某一角度，若不將模具在此交接處分開是很不好加工的。 楔橫軋的主要工藝設(shè)計(jì)參數(shù)α與β，主要依據(jù)這一段的斷面收縮率ψ等因素確定，模具的長(zhǎng)度與軋輥的直徑大小也主要受它的影響。 (4)精整段(D—E)。 精整段的長(zhǎng)度L4用下式進(jìn)行計(jì)算： L4πdK/2 一般取L4=0．6出，即保證在二輥楔橫軋機(jī)上軋件滾動(dòng)半圈以上。 (5)剪切段(E—F)。剪切段都放在孔型的最后，與卸載 774．楔橫軋模具設(shè)計(jì)的基本原則有哪些? 在設(shè)計(jì)楔橫軋模具時(shí)，一般應(yīng)遵循下述4個(gè)原則或者條件，即對(duì)稱原則、旋轉(zhuǎn)條件、縮頸條件、疏松條件。 如果軸類件本身在長(zhǎng)度上就是對(duì)稱的，那么只要在制造上與工藝調(diào)整上加以注意，就自然地滿足這一對(duì)稱軋制原則。 第二種，分段對(duì)稱軋制。 第四種，對(duì)稱力軋制。 楔橫軋軋件的整體旋轉(zhuǎn)條件，由于問題比較復(fù)雜，還寫不出判別式。 2)模具的成形角α、展寬角β、軋件的軋后直徑與模具楔頂直徑之比dl／Dl越小，旋轉(zhuǎn)條件越好，但這些參數(shù)還受其他重要條件的限制，調(diào)整余地不很大。 從上式中可以看出：當(dāng)軋件的材料、軋制溫度及軋后直徑d1等確定后，軋件是否會(huì)拉細(xì)，主要決定于成形角α的大小，α角越大越易拉細(xì)。 實(shí)踐與理論都說明：橫軋時(shí)，圓形毛坯在連貫轉(zhuǎn)動(dòng)中徑向小變形量壓縮時(shí)，毛坯除軸向延伸外，徑向也產(chǎn)生擴(kuò)展，因而在毛坯的心部產(chǎn)生拉應(yīng)力。 2)成形角小時(shí)，容易產(chǎn)生疏松。以上兩種情況都容易產(chǎn)生疏松。 所以，在設(shè)計(jì)模具孔型時(shí)，不能以BID這條折線，而以斜面A′B′與垂直面B′B″的交點(diǎn)形成的曲線，即這條曲線——軋齊曲線才能軋出內(nèi)直角的階梯軸。 楔橫軋一次的斷面收縮率ψ一般應(yīng)小于75％，否則容易產(chǎn)生軋件的不旋轉(zhuǎn)，螺旋縮頸甚至拉斷等問題。 所以說，楔橫軋最有利的斷面收縮率為：Ψ=50％～65％。一般情況下，α角越大β角越大、旋轉(zhuǎn)條件越差，容易產(chǎn)生縮頸，但中心疏松條件改善。理論與實(shí)踐告訴我們，一般情況下，西越大，越容易產(chǎn)生縮頸和不旋轉(zhuǎn)問題，而不易發(fā)生中心疏松，故α應(yīng)選擇較小值。 根據(jù)理論與實(shí)踐，展寬角大多在以下范圍內(nèi)選擇： 4176。 需要指出，對(duì)于塑性較差的材料，以及工藝上需要較低溫度軋制的碳鋼或低合金鋼，軋制較小直徑的軋件，由于溫降快，塑性較差時(shí)，在選擇展寬角時(shí)，應(yīng)選擇較小數(shù)值。 它與板式軋機(jī)相比較，沒有空行程及往返時(shí)的慣性載荷，故生產(chǎn)率高，每分鐘能生產(chǎn)10—25個(gè)(對(duì))產(chǎn)品。由于該類型軋機(jī)存在上述較嚴(yán)重的缺點(diǎn)，因而無論國(guó)內(nèi)、國(guó)外都應(yīng)用較少。 (2)設(shè)有導(dǎo)板裝置。 輥式楔橫軋機(jī)的缺點(diǎn)是：設(shè)備結(jié)構(gòu)龐大、重量大、占地面積大；模具加工需要大型機(jī)床等。 780．板式楔橫軋機(jī)的特點(diǎn)是什么? 板式楔橫軋機(jī)，與弧形式及輥式楔橫軋機(jī)比較，最突出的優(yōu)點(diǎn)是模具制造比較容易，由于它是平板的，只需一般的刨床或銑床就可以完成。垂直與平行布置相比較，前者高但占地面積小，軋件上脫落的氧化鐵皮不會(huì)掉在平板上影響軋件的表面質(zhì)量。從冶金廠來的棒料一般長(zhǎng)度為4～6m，到廠后應(yīng)經(jīng)檢驗(yàn)，主要內(nèi)容包括：化學(xué)成分、直徑公差及橢圓度、表面有無缺陷，中心疏松級(jí)別等。故這種下料只能用于產(chǎn)品兩頭需軋細(xì)并去掉料頭的產(chǎn)品。它與燃料加熱比較，優(yōu)點(diǎn)為不容易發(fā)生過熱與過燒，產(chǎn)品質(zhì)量有保證；氧化鐵皮損失??；生產(chǎn)機(jī)動(dòng)靈活；生產(chǎn)環(huán)境好以及節(jié)省人力與地方；容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，自動(dòng)化生產(chǎn)等。軸類零件的成形工藝在這里完成，所以也是整個(gè)生產(chǎn)流程的中心環(huán)節(jié)。 (5)空冷。一般采用臺(tái)車式電阻正火爐進(jìn)行軸類零件毛坯的正火處理。其主要目的一是清除軋制、正火后軋件表面形成的氧化鐵皮及其他缺陷(皺紋、毛刺等)，減少在切削加工中刀具的磨損；二是顯露軋件表面缺陷，為檢查軋件質(zhì)量提供條件。 (9)檢驗(yàn)。斜軋的變形主要是直徑壓縮軸向延伸。由于成形的零件都是回轉(zhuǎn)體軸類零件，故又稱它為軸類零件軋制。與鍛造相比生產(chǎn)率提高5～20倍。一是斜軋產(chǎn)品金屬流線沿產(chǎn)品軸線保持連續(xù)(無切削斷頭)；二是軋后晶粒細(xì)化。 (5)產(chǎn)品成本降低。 孔型斜軋的缺點(diǎn)是：一是只能生產(chǎn)回轉(zhuǎn)體零件；二是模具設(shè)計(jì)與制造比較復(fù)雜；三