【文章內(nèi)容簡(jiǎn)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(shí)，若工藝設(shè)計(jì)參數(shù)選擇不當(dāng)，不但軋制尺寸精度不易保證，而且容易出現(xiàn)軋件中心疏松等缺陷。因?yàn)棣走^(guò)小時(shí)，金屬只產(chǎn)生表面變形，軸向沒(méi)有或基本沒(méi)有變形，多余的金屬在模具間反復(fù)揉搓，中心產(chǎn)生拉應(yīng)力與反復(fù)剪應(yīng)力使中心破壞所致。對(duì)于小的斷面收縮率ψ，為避免中心疏松應(yīng)該選擇小的展寬角與大的成形角。 所以說(shuō)，楔橫軋最有利的斷面收縮率為：Ψ=50％～65％。在這個(gè)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(shè)計(jì)兩個(gè)最重要、最基本的工藝設(shè)計(jì)參數(shù)之一。 成形角α對(duì)軋件的旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)條件越差，容易產(chǎn)生縮頸，但中心疏松條件改善。 根據(jù)理論與實(shí)踐，成形角α大多在以下范圍內(nèi)選擇： 18176。≤α≤34176。 斷面收縮率ψ不同時(shí)，成形角α應(yīng)選擇不同的數(shù)值。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(wèn)題，而不易發(fā)生中心疏松，故α應(yīng)選擇較小值。 (3)展寬角β與成形角α一樣，是楔橫軋模具設(shè)計(jì)中最重要、最基本工藝設(shè)計(jì)參數(shù)。 展寬角β對(duì)軋件的旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)條件越差，容易產(chǎn)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(jù)理論與實(shí)踐，展寬角大多在以下范圍內(nèi)選擇： 4176。≤β≤12176。 為了減少模具的長(zhǎng)度，在模具設(shè)計(jì)時(shí)在允許的條件下應(yīng)盡可能選取較大的β角。 斷面收縮率ψ對(duì)展寬角β的影響比較復(fù)雜，一般情況是：當(dāng)ψ70％時(shí)，應(yīng)該選擇較小的β值，否則容易產(chǎn)生縮頸；當(dāng)ψ35％時(shí)，也應(yīng)該選擇較小的β值，否則容易產(chǎn)生疏松。 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。 777．楔橫軋機(jī)的基本類型有哪些? 在國(guó)外與國(guó)內(nèi)只有三種基本類型的楔橫軋機(jī)，如圖515所示：?jiǎn)屋伝⌒问?簡(jiǎn)稱弧形式)、輥式和板式楔橫軋。 778．弧形式楔橫軋機(jī)的特點(diǎn)是什么? 弧形式楔橫軋機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、設(shè)備造價(jià)低。 它與輥式楔橫軋機(jī)相比較，只需驅(qū)動(dòng)一個(gè)軋輥，可以省掉將一個(gè)傳動(dòng)轉(zhuǎn)換為兩個(gè)同向轉(zhuǎn)動(dòng)的分齒機(jī)(又稱齒輪座)部分，以及萬(wàn)向接軸、相位調(diào)整機(jī)構(gòu)等。 它與板式軋機(jī)相比較，沒(méi)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。 但是，這種類型的軋機(jī)存在下述缺點(diǎn)： (1)由于軋件作行星運(yùn)動(dòng)，無(wú)法施加導(dǎo)板，軋制過(guò)程中軋件容易歪斜而卡住，尤其是非對(duì)稱復(fù)雜零件更容易發(fā)生，此外產(chǎn)品精度也難以控制。 (2)其中一支楔形模具為內(nèi)弧形，加工制造相當(dāng)困難。 (3)軋機(jī)的工藝調(diào)整困難，尤其是徑向與喇叭口的調(diào)整很難實(shí)施，故工藝不易穩(wěn)定等。由于該類型軋機(jī)存在上述較嚴(yán)重的缺點(diǎn)，因而無(wú)論國(guó)內(nèi)、國(guó)外都應(yīng)用較少。主要用于那些尺寸不大、形狀較簡(jiǎn)單產(chǎn)品的生產(chǎn)。 779．輥式楔橫軋機(jī)的特點(diǎn)是什么? 輥式楔橫軋機(jī)是三種類型軋機(jī)中應(yīng)用最廣泛的。它的主要優(yōu)點(diǎn)如下： (1)生產(chǎn)率高，一般為6—25個(gè)(對(duì))／min。 (2)設(shè)有導(dǎo)板裝置。上下兩個(gè)軋輥軋制時(shí)，左右有兩個(gè)導(dǎo)板控制軋件。 這樣，不僅可以防止軋件歪斜，保證軋制過(guò)程的穩(wěn)定，而且可以有效地控制產(chǎn)品的尺寸精度，有利于精密楔橫軋工藝的實(shí)現(xiàn)。 (3)一般都設(shè)有徑向、軸向、相位及喇叭口調(diào)整機(jī)構(gòu)，能方便、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)工藝調(diào)整等。 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。 輥式楔橫軋機(jī)按軋輥配置分為立式與臥式。立式楔橫軋機(jī)與臥式楔橫軋機(jī)比較具有占地面積小，進(jìn)出料方便，導(dǎo)板裝卸容易等優(yōu)點(diǎn)。所以，國(guó)內(nèi)外多采用立式楔橫軋機(jī)，只是在小型楔橫軋上采用臥式的。 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。 板式楔橫軋機(jī)，由于是往復(fù)運(yùn)動(dòng)，有空行程，與輥式、弧形式比生產(chǎn)率是最低的，一般為4～10個(gè)(對(duì))／min。此外，板式軋機(jī)還存在無(wú)法施加導(dǎo)板，以及調(diào)整比較困難等缺點(diǎn)。 板式楔橫軋機(jī)有兩種形式：一種為兩個(gè)平板水平布置，另一種為兩個(gè)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(huì)掉在平板上影響軋件的表面質(zhì)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(yīng)加熱、煤氣爐加熱、煤爐加熱方式。中頻爐感應(yīng)加熱方式普遍被采用，因?yàn)樗c燃料加熱比較，優(yōu)點(diǎn)為：不容易發(fā)生過(guò)熱與過(guò)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。 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(zhǎng)棒科→定尺下料→加熱→軋制→空冷→正火→拋丸→矯直→檢驗(yàn) 下面就每一工序的作用加以說(shuō)明： (1)長(zhǎng)棒料。從冶金廠來(lái)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(wú)缺陷，中心疏松級(jí)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(jìn)行定尺下料。用剪斷機(jī)下料的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)率高、在斷口處無(wú)材料損失，缺點(diǎn)是剪口有馬蹄形。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。用帶式鋸下料雖然有切口損失，但由于切口質(zhì)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(yīng)加熱。它與燃料加熱比較，優(yōu)點(diǎn)為不容易發(fā)生過(guò)熱與過(guò)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。所以，凡有條件的工廠都應(yīng)采用中頻電感應(yīng)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(gè)生產(chǎn)流程的中心環(huán)節(jié)。對(duì)于碳素鋼和低合金鋼，一般軋制溫度為1000～1200℃。對(duì)利用楔橫軋工藝制坯，緊接著模鍛成形零件(如生產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)連桿)，一般取較高的溫度軋制，沒(méi)有特殊要求的取較低的溫度軋制。軋機(jī)的生產(chǎn)率一般為每分鐘6～12件(或?qū)?。 (5)空冷。多數(shù)軋件采用軋后空冷?？绽浣?jīng)檢驗(yàn)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(jīng)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(tái)車式電阻正火爐進(jìn)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(nèi)部組織的要求以及消除零件的內(nèi)應(yīng)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(zhì)量提供條件。 (8)矯直。對(duì)于楔橫軋軸類件，尤其是細(xì)長(zhǎng)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(jī)的工作臺(tái)上墊上V形鐵，靠人工操作將冷下的軋件矯直。 (9)檢驗(yàn)。軋件質(zhì)量檢驗(yàn)的目的在于保證產(chǎn)品質(zhì)量符合鍛件的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。其檢驗(yàn)的內(nèi)容包括：尺寸與幾何形狀、表面質(zhì)量、內(nèi)部質(zhì)量、力學(xué)性能與化學(xué)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(jiǎn)稱斜軋)的工作原理如圖516所示，兩個(gè)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(zhuǎn)并帶動(dòng)圓形軋件即旋轉(zhuǎn)又前進(jìn)，軋件在螺旋孔型的作用下，成形回轉(zhuǎn)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(diǎn)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(shù)的發(fā)展，因?yàn)樗鼘④堉频冉孛娴男筒?，發(fā)展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斷續(xù)塑性成形，發(fā)展到局部連續(xù)塑性成形?？仔托避埵枪ぜ诨剞D(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。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。 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(diǎn)： (1)單機(jī)生產(chǎn)率高。軋輥每轉(zhuǎn)一圈生產(chǎn)一個(gè)產(chǎn)品(單頭)或多個(gè)產(chǎn)品(多頭)。軋輥轉(zhuǎn)速一般為40～500r／min，即每分鐘生產(chǎn)40～3000個(gè)產(chǎn)品。與鍛造相比生產(chǎn)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(dá)95％以上，即可達(dá)到少切削無(wú)切削的目的。 (3)產(chǎn)品質(zhì)量高。一是斜軋產(chǎn)品金屬流線沿產(chǎn)品軸線保持連續(xù)(無(wú)切削斷頭)；二是軋后晶粒細(xì)化。因而產(chǎn)品的力學(xué)性能提高，某些斜軋產(chǎn)品的靜載強(qiáng)度較之切削產(chǎn)品提高了30％～50％。 (4)勞動(dòng)條件改善。斜軋無(wú)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(dòng)完成，加上進(jìn)出料容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，因而改善了勞動(dòng)條件，降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 (5)產(chǎn)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(shè)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(zhǎng)5～20倍，同時(shí)可以大幅度減少生產(chǎn)人員、設(shè)備臺(tái)數(shù)、占地面積，故大幅度降低成本等。 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；三是工藝調(diào)整難度大等。 由此可見(jiàn)，孔型斜軋是一項(xiàng)高產(chǎn)出、低消耗、可生產(chǎn)出高質(zhì)量產(chǎn)品的先進(jìn)制造技術(shù)，但模具復(fù)雜，調(diào)整困難，故它一般適合于軋制產(chǎn)品形狀簡(jiǎn)單，長(zhǎng)度小于200mm。一般情況下，單個(gè)零件重量為1kg時(shí)，孔型斜軋的年經(jīng)濟(jì)批量是20萬(wàn)件以上。 785．哪些零件可用斜軋工藝生產(chǎn)? 孔型斜軋應(yīng)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(chǎn)。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(jī)上軋出空心的回轉(zhuǎn)體零件毛坯，如自行車閘皮、軸的內(nèi)座圈等空心件。斜軋一般適合于軋制產(chǎn)品形狀簡(jiǎn)單，長(zhǎng)度小于200mm。一般情況下，單個(gè)零件重量為1kg時(shí)，孔型斜軋的年經(jīng)濟(jì)批量是20萬(wàn)件以上。 786．斜軋軋輥的設(shè)計(jì)原則? 在螺旋孔型軋輥設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)遵循下列兩個(gè)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(shè)計(jì)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(nèi)，任何位置孔型內(nèi)所包含的金屬體積應(yīng)保持為一個(gè)常數(shù)，此常數(shù)為需軋出產(chǎn)品的體積加上一個(gè)不大的連接頸體積。 (2)連接頸相適應(yīng)原則。連接頸相適應(yīng)原則為：在任意位置，凸棱寬度與連接頸長(zhǎng)度相適應(yīng)。 孔型設(shè)計(jì)體積相等原則，是從總體上要求任意型腔內(nèi)金屬平衡；連接頸相適應(yīng)原則是從局部提出進(jìn)一步要求，保證任意位置凸棱寬度與連接頸長(zhǎng)度相等，也是建立在金屬體積平衡基礎(chǔ)之上的。 如果凸棱寬度大于連接頸長(zhǎng)度，則連接頸受拉，嚴(yán)重時(shí)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(zhǎng)度，則出現(xiàn)連接頸金屬多余，這種情況發(fā)生在未封閉孔型處時(shí)，由于連接頸的后伸，將后一個(gè)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(shí)，多余金屬使連接頸變扁，既可能出現(xiàn)不旋轉(zhuǎn)，又可能出現(xiàn)強(qiáng)迫將其扭斷現(xiàn)象，還可能出現(xiàn)疏松等缺陷。連接頸的疏松與中空會(huì)迅速向鋼球擴(kuò)展，造成鋼球心部的疏松乃至中空。 孔型設(shè)計(jì)體積相等原則和連接頸相適應(yīng)原則，二者相輔相成，對(duì)一般斜軋孔型設(shè)計(jì)是普遍適用的。然而不同的零件，由于其幾何形狀的不同，應(yīng)導(dǎo)出相應(yīng)的計(jì)算公式，并根據(jù)不同的情況，綜合運(yùn)用。 787．斜軋鋼球一般有哪些設(shè)計(jì)方法? 斜軋鋼球孔型設(shè)計(jì)方法較多，常用以下方法： (1)孔型凸棱單側(cè)變導(dǎo)程法?？仔屯估鈫蝹?cè)變導(dǎo)程法又稱柱面輥孔型設(shè)計(jì)法，是建立在圓柱形軋輥坯上設(shè)計(jì)加工的方法，是前蘇聯(lián)設(shè)計(jì)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(jiǎn)單的鋼球、輥?zhàn)拥龋疫m用于形狀復(fù)雜的異形零件，如Q一7球頭、H一1階梯軸等。 其孔型特點(diǎn)為：1)單側(cè)變導(dǎo)程，另一側(cè)為基本導(dǎo)程。凸棱左側(cè)導(dǎo)程T是隨孔型展角變化的，而右側(cè)導(dǎo)程為不變的基本導(dǎo)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(duì)制造設(shè)備的要求不高，成球的幾何精度也不夠高。 (2)孔型雙側(cè)同步變導(dǎo)程法?？仔碗p側(cè)變導(dǎo)程法又稱為錐面輥孔型設(shè)計(jì)法，凸棱高度是在錐形輥面上自然形成的，孔型設(shè)計(jì)與加工建立在錐面輥坯上，并且凸棱兩側(cè)導(dǎo)程均為變化的，是美國(guó)設(shè)計(jì)用于軋制較小直徑的自行車鋼珠，目前常用于設(shè)計(jì)冷軋直徑3—6．5mm鋼珠。采用雙側(cè)變導(dǎo)程設(shè)計(jì)方法的出發(fā)點(diǎn)是為了簡(jiǎn)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(dǎo)程等，變化規(guī)律并非簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，不僅計(jì)算復(fù)雜，而且加工精度難以保證。鑒于軋輥