【正文】 顯然，旋鍛前的材料硬度越高，其可鍛的能力也越低，所以材料在旋鍛之前一般都應(yīng)作軟化退火處理。當(dāng)工件要求的斷面縮減率大于一次旋鍛工不能完成的縮減率時(shí)，在其延續(xù)縮減之前，必須對(duì)經(jīng)過(guò)一次縮減的中間坯料作去應(yīng)力處理，以重新恢復(fù)材料的韌性，并避免材料在恢復(fù)韌性處理中的晶粒長(zhǎng)大。 Page ? 20 20 第二節(jié) 旋鍛技術(shù)要點(diǎn)及應(yīng)用 ?一、旋鍛設(shè)備的分類及特征 ? 按主旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的特征 ? 旋轉(zhuǎn)鍛造機(jī)是一種繞工件軸線旋轉(zhuǎn)且產(chǎn)生徑向高頻打擊的設(shè)備。 ? 圖 10所示即內(nèi)旋機(jī)的工作原理。在主軸的前端設(shè)有一定數(shù)量的導(dǎo)槽，模具 2和壓塊 4裝在其中。壓塊蘑菇頭的形狀，決定了模具的開啟沖程大小。壓力滾柱6則裝在經(jīng)精確加工的滾柱保持圈定為凹槽之中。當(dāng)主軸靜止或旋轉(zhuǎn)緩慢時(shí)，也可完全或部分借助彈簧來(lái)開啟模具。當(dāng)壓塊蘑菇頭的頂部錘擊壓力滾柱時(shí)，模具即完全閉合。 ? 圖 11所示為外旋機(jī)的工作原理，這種旋鍛機(jī)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)自帶飛輪的的支撐套 7，而旋轉(zhuǎn)主軸 1則是靜止的。當(dāng)旋轉(zhuǎn)主軸靜止時(shí)，便可以產(chǎn)生出非圓軸對(duì)稱的橫截面。 圖 11 外旋鍛機(jī)的工作原理 1旋鍛主軸 2模具 3墊片 4壓塊 5滾柱保持圈 6壓力滾柱 7支撐套 Page ? 22 22 按結(jié)構(gòu)特征分 ?如果按照設(shè)備工藝特性所決定的結(jié)構(gòu)特征來(lái)分，則旋鍛機(jī)又可分成：標(biāo)準(zhǔn)型旋轉(zhuǎn)鍛機(jī)、固定主軸旋轉(zhuǎn)鍛機(jī)、蠕動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)鍛機(jī)、交替打擊旋轉(zhuǎn)鍛機(jī)和模具閉合型旋轉(zhuǎn)鍛機(jī)五種。它由內(nèi)部裝有旋鍛部件的工作頭。圖 12所示就是裝入工作頭內(nèi)的旋轉(zhuǎn)鍛部件示意圖。圖中支撐套（件 7）外徑應(yīng)該設(shè)計(jì)成比工作頭孔徑約大 ，并經(jīng)淬硬、精磨、壓入裝配于工作頭內(nèi)，使該套始終處于預(yù)壓縮狀態(tài)。在主軸旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，模具產(chǎn)生的打擊次數(shù)由旋鍛機(jī)的大小決定。模具的沖擊速率，近似等于壓力滾柱的數(shù)量乘以主軸的每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)，再乘以 。 a）閉合位置 b）開啟位置 圖 12 標(biāo)準(zhǔn)型旋鍛機(jī)旋轉(zhuǎn)部件 1旋鍛主軸 2模具 3墊片 4壓塊 5滾柱保持圈 6壓力滾柱 7支撐套 Page ? 24 24 ?在旋鍛機(jī)的使用過(guò)程中，模具處于開啟位置時(shí)的開啟量，可以用限制模具和壓塊離心外移量的機(jī)械裝置。但是模具處于閉合位置時(shí)，則不能改變。旋鍛模具的打擊強(qiáng)度，也能用不同厚度的墊片來(lái)調(diào)節(jié)。如果墊片過(guò)緊是容易出現(xiàn)不能啟動(dòng)，只有拆除壓力滾柱才能獲釋。這種旋鍛機(jī)主要用來(lái)旋鍛圓截面工件，也用于旋鍛其他形狀截面的工件。 a）閉合位置 b）開啟位置 圖 13 固定主軸旋鍛機(jī)的旋轉(zhuǎn)部分 1旋鍛主軸 2模具 3墊片 4壓塊 5滾柱保持圈 6壓力滾柱 Page ? 26 26 ? 固定主軸旋轉(zhuǎn)鍛機(jī)由電動(dòng)機(jī)和內(nèi)裝兩個(gè)錐形滾柱軸承及軸承座的基座構(gòu)成。由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，并起飛輪作用。當(dāng)工作頭旋轉(zhuǎn)時(shí)，模具的往復(fù)動(dòng)作和標(biāo)準(zhǔn)型旋鍛機(jī)相同，但沖擊動(dòng)作由公轉(zhuǎn)的壓力滾柱，通過(guò)壓塊給予，所以有時(shí)也被稱作“反轉(zhuǎn)旋鍛機(jī)”。模具和壓塊間的墊片使用方法，和標(biāo)準(zhǔn)旋鍛機(jī)一樣。它綜合應(yīng)用了標(biāo)準(zhǔn)型旋鍛機(jī)和固定主軸鍛造機(jī)的工作原理。和固定主軸旋鍛機(jī)不同，其主軸安裝在快速旋轉(zhuǎn)壓力滾柱殼體內(nèi)的慢速旋轉(zhuǎn)軸上，因而便于對(duì)模具的往復(fù)運(yùn)動(dòng)作較精密的控制。但是在工作頭和滾柱保持圈旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，每旋轉(zhuǎn) 30176。只有退出保持圈凹槽的滾柱，才有可能推動(dòng)壓塊和模具，以產(chǎn)生打擊。在這種結(jié)構(gòu)中，當(dāng)兩個(gè)相對(duì)的滾柱推動(dòng)模具產(chǎn)生錘擊時(shí)，相距 90176。這種打擊方式，有利于清除工件上的毛刺。它能使模具的開啟量大于標(biāo)準(zhǔn)型旋鍛機(jī)允許送料的可能的開啟量。圖 16所示是模具閉合型旋鍛機(jī)的工作原理示意圖。這時(shí)，楔塊替代了圖 1214中的墊片位置。也可用內(nèi)旋機(jī)上。 圖 16 模具閉合型旋鍛機(jī)的工作原理 a)送入材料 b）工件變形 c）取出工件 1模具 2楔塊 3壓塊 Page ? 30 30 ? 此外，旋鍛機(jī)還可以根據(jù)壓力滾柱和壓塊的加載特征，而將旋鍛機(jī)分成沖擊型的和壓縮型的；這主要取決于壓塊蘑菇頭頂部型線的設(shè)計(jì)。圖中 17b是有正弦曲線特征的，走向平緩，塊體較寬，沖程相對(duì)較大，屬壓縮型。可以設(shè)計(jì)成不同的特征形狀?？梢?，壓縮型旋鍛機(jī)存在一系列的優(yōu)點(diǎn)，例如，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)過(guò)載峰值，噪音和磨損都比較?。荒＞唛_啟時(shí)段較長(zhǎng)而模具閉合式時(shí)段較短，使旋鍛機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力系統(tǒng)得到了優(yōu)化；在壓力滾柱和滾柱保持圈之間無(wú)附加的驅(qū)動(dòng)元素等。 圖 18 沖擊型和壓縮型壓塊的加載性能對(duì)比 1沖擊型壓塊 2壓縮型壓塊 Page ? 32 32 ? ? 旋鍛機(jī)還可以根據(jù)擁有模具的數(shù)量，分為兩模機(jī)，三模機(jī)、四模機(jī)、六模機(jī)。調(diào)整和維修也比較簡(jiǎn)單，三模機(jī)一般用于三角形截面的成形。六模機(jī)用于六角形截面的成形。 Page ? 33 33 二、設(shè)備容量估算 ? 旋轉(zhuǎn)鍛造機(jī)的額定容量，一般建立在指定抗拉強(qiáng)度實(shí)心金屬材料的旋轉(zhuǎn)鍛造承載安全基礎(chǔ)上。通常，旋鍛機(jī)的容量受工作頭強(qiáng)度的影響明顯，估算時(shí)，可近似認(rèn)為工作頭上的負(fù)載，等于工件在模具壓縮狀態(tài)下的投影面積與加工金屬材料抗拉強(qiáng)度的乘積。壁厚在 1mm以下的管料有芯棒旋鍛，被認(rèn)為和實(shí)心棒坯的旋鍛是一樣的。 Page ? 35 35 ?對(duì)于壓縮型旋鍛機(jī)，其容量是根據(jù)其直徑及負(fù)載極限來(lái)確定的，通常受到壓力滾柱和壓塊之間接觸應(yīng)力的限制。以此為基礎(chǔ)，如果壓力滾柱和壓塊都是鋼制零件，則壓縮型旋鍛機(jī)的極限承載能力可用下式確定： L—— 徑向承載容量（ t） N—— 壓塊數(shù) l—— 壓力滾柱的有效長(zhǎng)度（ mm） Dr—— 壓力滾柱的直徑（ mm） Db—— 壓塊頂部圓角直徑（ mm） —— 應(yīng)力轉(zhuǎn)化系數(shù) L= ????????? brbrDDPage ? 36 36 四、旋鍛模的結(jié)構(gòu)要素 ? 旋鍛模結(jié)構(gòu)類型 ? 由于旋鍛是一種追求鍛件軸向伸長(zhǎng)效率的增長(zhǎng)類工序，所以其模具結(jié)構(gòu)形狀也有著明顯的特點(diǎn)。它首先用來(lái)將入模的料頭部弄尖以利進(jìn)一步送進(jìn)，進(jìn)行直線壓縮。但是雙錐形?？梢該Q向使用，因而可以獲得兩倍于但錐形模的壽命。此模也可以用于將入模的棒料弄尖，以利進(jìn)一步送料 . Page ? 38 38 ?4）漏料形模是只用于熱旋鍛部分的一種用耐熱鋼制造的模具。縮減作用僅在模具的錐形鍛生產(chǎn)。但是，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意模具上的錐形長(zhǎng)度，應(yīng)略大于工件上的錐形長(zhǎng)度。與標(biāo)準(zhǔn)單錐形模相比，此模可以旋鍛出較長(zhǎng)的錐形部分。 ?9）成形模用于管料和棒料上成形特殊形狀。沒有這個(gè)間隙時(shí)，金屬流動(dòng)會(huì)會(huì)受到極限，從而容易導(dǎo)致工件與模具的粘結(jié)。包角的兩塊式模 ，使其本身就具備這個(gè)間隙；二是 在加工制造兩塊模體的模腔型線時(shí) ，賦予它一定的橢圓弧，從而也為模具提供側(cè)向間隙。包角的兩塊模具設(shè)計(jì)。然后，塞入墊片，僅加工側(cè)向間隙區(qū)，鏜或磨削直至尺寸 E=。當(dāng)旋鍛管料時(shí)，墊片厚度隨其外徑 /壁厚比而變化，對(duì)與該比值大于等于