【文章內容簡介】 方法使ψ大于75％o 需要指出的是，斷面收縮率ψ小于35％時，若工藝設計參數選擇不當，不但軋制尺寸精度不易保證，而且容易出現軋件中心疏松等缺陷。因為ψ過小時，金屬只產生表面變形，軸向沒有或基本沒有變形，多余的金屬在模具間反復揉搓，中心產生拉應力與反復剪應力使中心破壞所致。對于小的斷面收縮率ψ，為避免中心疏松應該選擇小的展寬角與大的成形角。 所以說，楔橫軋最有利的斷面收縮率為：Ψ=50％～65％。在這個范圍的斷面收縮率，可以選擇較大展寬角軋制。 (2)成形角α是楔橫軋模具設計兩個最重要、最基本的工藝設計參數之一。 成形角α對軋件的旋轉條件、縮頸條件以及軋制壓力與力矩都有顯著的影響。一般情況下，α角越大β角越大、旋轉條件越差，容易產生縮頸，但中心疏松條件改善。 根據理論與實踐，成形角α大多在以下范圍內選擇： 18176?！堞痢?4176。 斷面收縮率ψ不同時，成形角α應選擇不同的數值。理論與實踐告訴我們，一般情況下，西越大，越容易產生縮頸和不旋轉問題，而不易發(fā)生中心疏松，故α應選擇較小值。 (3)展寬角β與成形角α一樣，是楔橫軋模具設計中最重要、最基本工藝設計參數。 展寬角β對軋件的旋轉條件、疏松條件、縮頸條件以及軋制壓力與力矩都有顯著的影響。一般情況下，β角越大，旋轉條件越差，容易產生螺旋縮頸，軋制壓力與力矩增加，但中心疏松條件改善。 根據理論與實踐，展寬角大多在以下范圍內選擇： 4176。≤β≤12176。 為了減少模具的長度，在模具設計時在允許的條件下應盡可能選取較大的β角。 斷面收縮率ψ對展寬角β的影響比較復雜，一般情況是：當ψ70％時，應該選擇較小的β值，否則容易產生縮頸；當ψ35％時，也應該選擇較小的β值，否則容易產生疏松。 需要指出，對于塑性較差的材料，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，在選擇展寬角時，應選擇較小數值。 777．楔橫軋機的基本類型有哪些? 在國外與國內只有三種基本類型的楔橫軋機，如圖515所示：單輥弧形式(簡稱弧形式)、輥式和板式楔橫軋。 778．弧形式楔橫軋機的特點是什么? 弧形式楔橫軋機的主要優(yōu)點是結構簡單、重量輕、設備造價低。 它與輥式楔橫軋機相比較，只需驅動一個軋輥，可以省掉將一個傳動轉換為兩個同向轉動的分齒機(又稱齒輪座)部分，以及萬向接軸、相位調整機構等。 它與板式軋機相比較，沒有空行程及往返時的慣性載荷，故生產率高，每分鐘能生產10—25個(對)產品。 但是，這種類型的軋機存在下述缺點： (1)由于軋件作行星運動，無法施加導板，軋制過程中軋件容易歪斜而卡住，尤其是非對稱復雜零件更容易發(fā)生，此外產品精度也難以控制。 (2)其中一支楔形模具為內弧形，加工制造相當困難。 (3)軋機的工藝調整困難，尤其是徑向與喇叭口的調整很難實施，故工藝不易穩(wěn)定等。由于該類型軋機存在上述較嚴重的缺點，因而無論國內、國外都應用較少。主要用于那些尺寸不大、形狀較簡單產品的生產。 779．輥式楔橫軋機的特點是什么? 輥式楔橫軋機是三種類型軋機中應用最廣泛的。它的主要優(yōu)點如下： (1)生產率高，一般為6—25個(對)／min。 (2)設有導板裝置。上下兩個軋輥軋制時，左右有兩個導板控制軋件。 這樣，不僅可以防止軋件歪斜，保證軋制過程的穩(wěn)定，而且可以有效地控制產品的尺寸精度，有利于精密楔橫軋工藝的實現。 (3)一般都設有徑向、軸向、相位及喇叭口調整機構，能方便、準確地實現工藝調整等。 輥式楔橫軋機的缺點是：設備結構龐大、重量大、占地面積大；模具加工需要大型機床等。 輥式楔橫軋機按軋輥配置分為立式與臥式。立式楔橫軋機與臥式楔橫軋機比較具有占地面積小，進出料方便，導板裝卸容易等優(yōu)點。所以，國內外多采用立式楔橫軋機，只是在小型楔橫軋上采用臥式的。 780．板式楔橫軋機的特點是什么? 板式楔橫軋機，與弧形式及輥式楔橫軋機比較，最突出的優(yōu)點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。 板式楔橫軋機，由于是往復運動，有空行程，與輥式、弧形式比生產率是最低的，一般為4～10個(對)／min。此外，板式軋機還存在無法施加導板，以及調整比較困難等缺點。 板式楔橫軋機有兩種形式：一種為兩個平板水平布置，另一種為兩個平板垂直地面布置。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掉在平板上影響軋件的表面質量。 781．楔橫軋坯料加熱方式主要有哪些? 楔橫軋坯料加熱方式目前主要有中頻爐感應加熱、煤氣爐加熱、煤爐加熱方式。中頻爐感應加熱方式普遍被采用，因為它與燃料加熱比較，優(yōu)點為：不容易發(fā)生過熱與過燒，產品質量有保證；氧化鐵皮損失??；生產機動靈活；生產環(huán)境好以及節(jié)省人力與地方；容易實現機械化、自動化生產等。 782．楔橫軋專業(yè)化工廠有哪些主要工藝流程? 楔橫軋專業(yè)化工廠主要工藝流程如下： 長棒科→定尺下料→加熱→軋制→空冷→正火→拋丸→矯直→檢驗 下面就每一工序的作用加以說明： (1)長棒料。從冶金廠來的棒料一般長度為4～6m，到廠后應經檢驗，主要內容包括：化學成分、直徑公差及橢圓度、表面有無缺陷，中心疏松級別等。 (2)定尺下料。按照零件毛坯體積(加燒損)加上料頭損失為下料體積進行定尺下料。用剪斷機下料的優(yōu)點是生產率高、在斷口處無材料損失，缺點是剪口有馬蹄形。故這種下料只能用于產品兩頭需軋細并去掉料頭的產品。用帶式鋸下料雖然有切口損失，但由于切口質量好，是楔橫軋車間主要下料方式。 (3)加熱。楔橫軋車間理想的加熱方法為電感應加熱。它與燃料加熱比較，優(yōu)點為不容易發(fā)生過熱與過燒，產品質量有保證；氧化鐵皮損失小；生產機動靈活；生產環(huán)境好以及節(jié)省人力與地方；容易實現機械化，自動化生產等。所以，凡有條件的工廠都應采用中頻電感應加熱。 (4)軋制。軋制是楔橫軋軸類零件的主要工序。軸類零件的成形工藝在這里完成，所以也是整個生產流程的中心環(huán)節(jié)。對于碳素鋼和低合金鋼，一般軋制溫度為1000～1200℃。對利用楔橫軋工藝制坯，緊接著模鍛成形零件(如生產發(fā)動機連桿)，一般取較高的溫度軋制，沒有特殊要求的取較低的溫度軋制。軋機的生產率一般為每分鐘6～12件(或對)。 (5)空冷。多數軋件采用軋后空冷?？绽浣洐z驗后就可以向用戶交貨，也有需要正火狀態(tài)交貨的，大多采用空冷后，再加熱經正火后交貨的，但也有采用軋后余熱正火的。 (6)正火。一般采用臺車式電阻正火爐進行軸類零件毛坯的正火處理。正火的主要目的是得到符合切削加工的硬度(一般HB190～220)；符合晶粒度等內部組織的要求以及消除零件的內應力等。 (7)拋丸清理。軸類零件毛坯多采用拋丸清理。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，為檢查軋件質量提供條件。 (8)矯直。對于楔橫軋軸類件，尤其是細長的軸類件，在加熱、軋制、冷卻以及正火處理中，免不了有彎曲變形，所以通常需要矯正工序。一般做法是，在小型壓力機的工作臺上墊上V形鐵，靠人工操作將冷下的軋件矯直。 (9)檢驗。軋件質量檢驗的目的在于保證產品質量符合鍛件的技術標準。其檢驗的內容包括：尺寸與幾何形狀、表面質量、內部質量、力學性能與化學成分等。第四節(jié)斜軋 783．斜軋零件的原理是什么? 螺旋孔型斜軋(簡稱斜軋)的工作原理如圖516所示，兩個帶螺旋孔型的軋輥，其軸心線相互交叉，軋輥以相同方向旋轉并帶動圓形軋件即旋轉又前進，軋件在螺旋孔型的作用下，成形回轉體零件毛坯。斜軋的變形主要是直徑壓縮軸向延伸。 784．斜軋零件的特點是什么? 孔型斜軋是一種高效金屬成形工藝。它是冶金軋制技術的發(fā)展，因為它將軋制等截面的型材，發(fā)展到軋制變截面的軸類零件；它又是機械鍛壓技術的發(fā)展，因為它將整體斷續(xù)塑性成形，發(fā)展到局部連續(xù)塑性成形。孔型斜軋是工件在回轉運動中成形的，所以又稱它為回轉成形，也有稱它為特殊鍛造的。由于成形的零件都是回轉體軸類零件，故又稱它為軸類零件軋制。 螺旋孔型斜軋與常規(guī)的成形工藝——鑄造、鍛造和切削等相比，有以下優(yōu)點： (1)單機生產率高。軋輥每轉一圈生產一個產品(單頭)或多個產品(多頭)。軋輥轉速一般為40～500r／min，即每分鐘生產40～3000個產品。與鍛造相比生產率提高5～20倍。 (2)材料利用率高。斜軋的材料利用率一般為80％以上，目前精密斜軋可達95％以上，即可達到少切削無切削的目的。 (3)產品質量高。一是斜軋產品金屬流線沿產品軸線保持連續(xù)(無切削斷頭)；二是軋后晶粒細化。因而產品的力學性能提高，某些斜軋產品的靜載強度較之切削產品提高了30％～50％。 (4)勞動條件改善。斜軋無沖擊、少噪聲，軋件的成型、精整、切斷等工序均在孔型中連續(xù)自動完成，加上進出料容易實現自動化，因而改善了勞動條件，降低了工人的勞動強度。 (5)產品成本降低。由于是連續(xù)局部成形，工作載荷很小。工作載荷只有一般模鍛的幾分之一到幾十分之一，設備重量輕、體積小及投資省等。斜軋軋輥的壽命比鍛模的壽命長5～20倍，同時可以大幅度減少生產人員、設備臺數、占地面積，故大幅度降低成本等。 孔型斜軋的缺點是：一是只能生產回轉體零件；二是模具設計與制造比較復雜；三是工藝調整難度大等。 由此可見，孔型斜軋是一項高產出、低消耗、可生產出高質量產品的先進制造技術，但模具復雜，調整困難，故它一般適合于軋制產品形狀簡單，長度小于200mm。一般情況下，單個零件重量為1kg時，孔型斜軋的年經濟批量是20萬件以上。 785．哪些零件可用斜軋工藝生產? 孔型斜軋應用于球磨鋼球、軸承鋼球及滾子、絲杠等球類件、柱類件、螺旋面零件或毛坯的生產。還可以用穿孔斜軋軋出空心毛管后，在帶芯棒的螺旋孔型斜軋機上軋出空心的回轉體零件毛坯，如自行車閘皮、軸的內座圈等空心件。斜軋一般適合于軋制產品形狀簡單，長度小于200mm。一般情況下，單個零件重量為1kg時，孔型斜軋的年經濟批量是20萬件以上。 786．斜軋軋輥的設計原則? 在螺旋孔型軋輥設計時，應遵循下列兩個基本原則： (1)體積相等原則。體積相等原則是孔型斜軋軋輥設計最重要最基本的原則。體積相等原則為：在封閉孔型區(qū)段內，任何位置孔型內所包含的金屬體積應保持為一個常數，此常數為需軋出產品的體積加上一個不大的連接頸體積。 (2)連接頸相適應原則。連接頸相適應原則為：在任意位置，凸棱寬度與連接頸長度相適應。 孔型設計體積相等原則，是從總體上要求任意型腔內金屬平衡；連接頸相適應原則是從局部提出進一步要求，保證任意位置凸棱寬度與連接頸長度相等，也是建立在金屬體積平衡基礎之上的。 如果凸棱寬度大于連接頸長度，則連接頸受拉，嚴重時被拉斷，使軋件在孔型中處于不穩(wěn)定狀態(tài)。 如果凸棱寬度小于連接頸長度，則出現連接頸金屬多余，這種情況發(fā)生在未封閉孔型處時，由于連接頸的后伸，將后一個球推離凸棱，造成鋼球前半部短金屬的缺陷；這種情況發(fā)生在封閉孔型處時，多余金屬使連接頸變扁，既可能出現不旋轉，又可能出現強迫將其扭斷現象，還可能出現疏松等缺陷。連接頸的疏松與中空會迅速向鋼球擴展，造成鋼球心部的疏松乃至中空。 孔型設計體積相等原則和連接頸相適應原則，二者相輔相成，對一般斜軋孔型設計是普遍適用的。然而不同的零件，由于其幾何形狀的不同，應導出相應的計算公式，并根據不同的情況，綜合運用。 787．斜軋鋼球一般有哪些設計方法? 斜軋鋼球孔型設計方法較多，常用以下方法： (1)孔型凸棱單側變導程法。孔型凸棱單側變導程法又稱柱面輥孔型設計法，是建立在圓柱形軋輥坯上設計加工的方法，是前蘇聯(lián)設計的熱軋鋼球的方法。由于軋輥孔型可以在普通車床上加工，因而是目前廣泛采用的基本方法。它不僅適用于形狀簡單的鋼球、輥子等，而且適用于形狀復雜的異形零件，如Q一7球頭、H一1階梯軸等。 其孔型特點為：1)單側變導程，另一側為基本導程。凸棱左側導程T是隨孔型展角變化的，而右側導程為不變的基本導程T；2)凸棱寬度由窄變寬。凸棱寬度從人料口到出料口是由窄變寬的，在孔型未封閉的第一圈及精整區(qū)，孔型的凸棱寬度可以是不變的；3)軋輥制造較容易，可以在普通車床上用變換掛輪的方法加工，因而對制造設備的要求不高，成球的幾何精度也不夠高。 (2)孔型雙側同步變導程法?？仔碗p側變導程法又稱為錐面輥孔型設計法，凸棱高度是在錐形輥面上自然形成的，孔型設計與加工建立在錐面輥坯上，并且凸棱兩側導程均為變化的，是美國設計用于軋制較小直徑的自行車鋼珠，目前常用于設計冷軋直徑3—6．5mm鋼珠。采用雙側變導程設計方法的出發(fā)點是為了簡化孔型加工。然而，凸棱頂為斜面，按體積平衡條件建立方程求得凸棱寬度、螺旋導程等，變化規(guī)律并非簡單的線性關系，不僅計算復雜，而且加工精度難以保證。鑒于軋輥