精密成形(辊锻)

1、精密成形及其特种锻压技术目录*绪论上册:迴转加工部分§1辐锻工艺§ 1-1辐锻工艺概述§ 1-2辐锻机类型§ 1-3辐锻变形基本原理§ 1-4辐锻制坯型槽§1-5成形辐锻§2楔横轧工艺 §2-1楔横轧工艺概述 § 2-2楔横轧机类型 § 2-3楔横轧运动分析 § 2-4楔横轧孔型设计§3特种轧制§ 3-1斜轧:麻花钻.丝杠.钢球§ 3-2辗轧扩孔与精密辗扩§3-3横向纵轧§4旋压工艺一 普通旋压<变薄旋压复杂旋压§5摆动

2、輾压§5-1摆动輾压概述§5-2摆动輾压工作原理§5-3摆輾工艺的典型工序§5-4摆輾工艺特点中册：特种成形技术特例-齿轮及花键成形工艺§ 6-1齿轮轴冷扌丁技术-旋锻§ 6-2花键轴纵轧技术§ 6-3花键轴横轧技术§ 6-4花键轴冷拔技术§ 6-5花键轴冷挤技术§ 6七齿轮冷精锻技术下册：特种工艺部分§7精密模锻§ 7-1精密模锻的概念§ 7-2精密冷锻§ 7-3精密热锻和精密温锻§8超塑性成形§9液态模锻与半固态成形 §

3、10等温模锻§11多向模锻§ 12粉末锻造§ 13电热锹锻§ 14精密冲裁§ 15 -1旋转锻造的概念§ 15-2旋转锻造的工艺设计§ 15-3旋转锻造的工具设计liauj Q-qaa”iiMiawMMi .丄 一 “：. f*. Us* «« 一4v*«r1M-1 、| j rj rA，aJMiA 绪论成形之前冠以“精密”二字目的是表示与普通成型工艺 的区别，锻造工艺前冠以“特种"二字目的也是表示与普通 锻造工艺的区别。特种锻造工艺是针对普通锻造工艺在下料、 加热、锻造方面所存在的问

4、题加以改进而形成的新工艺，它 除了具有普通锻造工艺所具有的一些主要特点外，还有其自 身的特殊性，这些特殊性概括起来有以下三个主要方面：1.变形力量小，可以在小设备上干大活。迴转加工部分就是利用迴转工具以连续的局部变形取代 普通锻造工艺中的整体变形，从而使变形力降低几倍到几十 倍，在小设备上干出大活。liauj Q-qaa”iiMiawMMi .丄 一 “：. f*. Us* «« 一4v*«r1M-1 r1 厂|2.锻件精度高，加工余量小，节约金属。甚至完全取代常规的车铳刨磨等有屑加工，节约工时, 像精密锻造、粉末锻造，以及等温模锻等常可以锻出复 杂的高精度光洁度

5、的锻件。甚至利用特种锻造工艺锻出 常规切削机床所无法加工的零件，如异型盲孔、凸台等。3工序简单，生产效率高，能满足零件的特殊要求 电热徹锻可以锻出长径比很大、用平锻聚料需聚很多 次的大头细长杆类锻件。超塑成形和液态模锻等工艺也 可大大简化普通锻造锻多次才能成形的锻件。liauj Q-qaa”iiMiawMMi .丄 一 “：. f*. Us* «« 一4v*«r1M-1 、| j rj rA，aJMiA 以上三个方面是特种锻造工艺的主要特点，其他特点 还有噪音低、振动小、劳保条件好等。锻造工艺不一定全 部满足上述三个方面，满足其中之一的锻造工艺即可划入 特种锻造的

6、范畴。此外，以上三个方面决定了特种锻造工艺均适合于大 批量生产而不适合于单件小批量盘产，有些甚至是专门锻 造某种或某类锻件的，专用性强，因此也常把特种锻造工 艺称为专门锻造工艺。这些工艺都是处于不断发展中的新技术，其设备和工 艺有待于完善，实际使用的需要承担一定的技术风险，有 曲定局限性。特种锻造工艺所包含的内容很多，本课程旨在让同学们 了解特种锻造的原理、工艺特点、发展状况，以开阔同学们 的视野，而不是为了专门研究掌握某种锻造工艺。因此，本 课程是以原理、工艺过程及其特点的叙述为主，除一些常用 的工艺外，一般对具体的工艺参数不作深入细致的讲解。上册：迴转加工部分§ 1扌昆锻

7、7; 1-1概述辐锻-一通过一对装有 扇形模块的旋转锻扌昆上的 型槽作用，使坯料产生塑 性变形，从而获得所需的 锻件或锻坯。1. 辗锻工艺特点(1) 连续静压，小设备上干大活(2) 生产率高，对厂房、地基要求低(3) 劳动条件好，易于实现机械化、自动化*局限性：适用于长轴类和板片类锻件2. 辐锻的分类和应用(1)制坯辐锻：相当于模锻前的拔长、滚挤制坯irliauj Q-qaa”iiMiawMMi .丄 一 “：. f*. Us* «« 一4v*«r1M-1 r1 厂|ApaJ ft*、 （2）成形辐锻:1 ）直接终成形有毛边（切）较直;-无毛边j人2）基本成形辐后

8、整形（变形程度高于模锻中的预锻）3）部分形状直接辐锻成形，而另外一部分采用模锻或 其它工艺成形另外还分冷丰昆和热车昆两种ir § 1 - 2扌昆锻机的类型1悬臂式操作方便2双支承式（冷车昆热车昆制坯图10-30双支承辐锻机3. 复合式同时有悬臂和双支承两种 可布置较多的形槽§1-3扌昆锻变形的基本原理.辐锻时坯料的咬入1. 简单轧制时的咬入：简单，不考虑型槽只能平辗为研究对象(1)开始咬入阶段为:咬入条件：1 p cos a > p s in a 即>tg a即摩擦角(3 =arctg n > a亠 鼻&gwWWU-W(2)已经咬入阶段:受力中心在

9、受力弧段的中间进入稳定的轧 制阶段丘送$咬入角将为a /2极限咬入角变成amax=2 0实践表明：稳定轧制时U有所降低, 一般咬入角Lirr*Otmax=( I- 3 1. 5 ) (3(3为摩擦角2. 在型槽中辐锻时的咬入特点： 在型槽中扌昆锻时的两种咬入方式:(b)侧壁首先接触咬入 侧壁接触首先咬入条件a < (1/cos 9 ) 0 6型槽侧壁与锻辐轴线夹角 显然e越大，对咬入越有利.3. 强化咬入的方式 中间咬入i需较大的力量：否则咬不下去ii要满足稳定轧制阶段的摩擦条件，否则咬入后也不能 继续辐强制咬入”多道次成形辐锻时，利用已有的坯料凸起实现强制咬 入.（相当于中间咬入） 其

10、它方式：夹砂;刻痕增加n初车昆开坯，要用粗糙的车昆面二.变形区内金属的流动变形区内金属的流动与锤上弧形砧拔长相似，有横向和纵 向流动F厶41.前滑和后滑V g M车昆线速度出口端金属流动速度V出V g -前滑入口端金属流动速度V入 V g -后滑前滑现象使坯料比型槽长，因此应有意地将型槽作短些 ,"士缩短率s = （ L锻-L扌昆）/L扌昆前滑率S = （ V出-Vg） / V g生产中一般不考虑后滑影响影响前滑的因素： s htst Utst 当料温高于700吒时，温度t ,s t D辐Ist 坯料高而突时 s l 展宽量t 型槽形状的影响：限制展宽的型槽有利于前滑 有利于展宽的型

11、槽不利于前滑2.横向展宽及其影响因素展宽的形式限制展宽；自由展宽；强迫展宽.影响展宽的因素：与前滑的影响因素恰好相反(A b)纟响前滑的因素：影响展宽的因素 s h ts t£ h tAb t u ts t当料温高于700吒时n tAb I温度t , s tAb ID扌昆1s tAb I坯料高而突时 s 1展宽量TAb T型槽形状的影响：型槽形状的影响:限制展宽的型槽有利于前滑 有利于展宽的型槽不利于前滑（这一点不相反）限制展宽的型槽不利于展宽 有利于展宽的型槽 有利于展宽三.车昆锻件的前后壁轮廓及其成形过程二二I 匚:由于后滑和咬入运动的特点,辐锻件的前壁属于难 成形区，后壁属于易

12、成形区，为了让前后壁都充满，将一 道型槽反向布置，在该道次中将锻件掉头送入，使得原来 的前壁变为后壁送入.§1-4制坯鶴锻工艺及型槽设计.辐锻毛坯的设计1. 绘制计算毛坯图 具体做法同锻模设计一样卩计=Fd + 2 r| Fm对辐锻n = 0. 1 - 0. 5 杆部与头部过渡区段的斜度一般取45。 60°、并按体积 不变原则将曲线改为直线过渡区段长度：L=0. 5-0.862. 选择毛坯杆部的截面形状根据模锻时的成形要求，可以选成方形、菱形、圆形. 椭圆形、工字形等。二确定车昆锻道次1. 求总延伸系数入Z入 Z = Fo / FminFo 原毛坯的截面积（按辐锻毛坯的Fm

13、ax再加上烧损 量确定）Fmin扌昆锻毛坯的最小截面面积2. 求车昆锻道次入Z=入1入n=九；n = lg 入 z/ lg 入 p入P平均延伸系数：一般在1.4-1.6范围内选取入P与型槽系有关三型槽系的选择1 型槽系及其特点椭圆-圆形槽系型槽加工容易，寿命高，制坯料质量好，但辐锻稳定 性差，延伸系数小，一般不超过1415 菱一方形槽系能得到准确的方形截面，沿型槽宽度上变形分布均匀，允许的入p较大，在141.8,稳定。矩形（箱形）型槽系 六角一方形槽系liauj Q-qaa”iiMiawMMi .丄 一 “：. f*. Us* «« 一4v*«r1M-1 r1 厂

14、|2 型槽系的选择型槽系的选择应考虑的问题 从有利于模锻成形出发：可以选择方形.圆形、矩形、或 椭圆形毛坯车昆锻型槽的最后一道应保证毛坯形状 从减少变形次数或能够在一个锻辐上布排完所需型槽考虑 应尽量减少车昆锻道次）采用延伸系数大的型槽系 考虑坯料在型槽中的稳定性问题椭圆截面坯料进入方形型槽就比进入圆形型槽稳定性好3. 变形量的选择坯料截面的轴长比或高宽比对变形量和稳定性都有很大 的影响(b/h ). 压下量越大，b/h t 入t但转90°送入下道次辐时，稳定性也越差 b/h越大，则转90°在下道次辐时允许的压下量越大，有 利于延伸 极限轴长比b/h椭圆料进入方形5.0旳

15、0 - O3.50O2.5矩形一箱形，无夹持 2. 0 矩形1 箱形，有夹持 2. 5liou .*»- - L -一 “：. >!»«*» Us* «J« 一4V*«r1M-1 r1 厂|四.延伸系数分配及各道毛坯截面积计算入 z=Fo/FnF。. F.F-i 一 F. F2Fn= 入1入2入n计算各道毛坯截面积，先要确定入 入确定方法有：图解法和经验分配法不外乎是先确定总的入z和型槽系，然后不同的型槽允许的 入不同，在入允许的范围内选取五型槽横向尺寸的确定由Fo和入1可以定出第一道型槽的横向尺寸 型槽充满系数取08

16、5095: Fi=Fo/入1 由F1和入2可以定出第一道型槽的横向尺寸 设计时找资料，有具体的计算公式乓F1/入2 所得的F1，F2按面积不变(Fi/0. 9?F2/0. 9)换算成方形，椭圆形型槽liauj Q-qaa”iiMiawMMi .丄 一 “：. f*. Us* «« 一4v*«r1M-1 r1 厂|六型槽纵向尺寸设计1 头部：当头部不受压、不变形时L头不变2. 杆部：杆部和过渡区的因有变形存在有如 过渡区下关系= ¥或 Ln =入5-13. 前滑值确定： 头部不变形时，不计算前滑值. 在等截面变形区，前滑值取46%坯料薄端在前时，前滑值小2

17、4% 坯料厚端在前时，前滑值大6-12%4. 纵向型槽图的绘制 将坯料各段长度换算 成圆心角炖 将0 1、02分别绘出A/2 将型槽深度及其圆角 、 绘出 过渡区段变截面标注e l/4有一锻件总延伸系数n 2-36244采用椭圆-圆型槽系，取入p = 1. 5则车昆锻道次-362/le540.9第一道椭圆型槽横截面积Fi槽=754椭圆棒入圆形型槽时b/h < 3. 5取3. 2则该椭圆短轴h长轴b=3. 2h-hb = -x3.2h2 =75444h = 17.3 b = 55.4第二道圆形型槽不用算，<4)24/0. 9A 7厂§1一5成形扌昆锻成形辐锻采用的主要工艺流

18、程:下料=加热辐锻校直j 0切边=*彳父正直接成形辐锻较困难，辐时锻件易弯，所以需要较正一. 零件的工艺分析及工艺方案的拟订1. 是否可以进行成形车昆锻车昆锻特点利于延伸和拔长，不利于展宽和聚料适用于长轴类和截面变化比不显著的板片类锻件2. 尽量采用对称轴线 可采用一次车昆一件 长度较短的件可对称布排，一次辐两件 沿长度或宽度方向一次辐成多件 可考虑辐锻成一部分，另一部分在别的设备上干二. 辐锻模具设计的基本程序1. 设计锻件图（校正后的）2. 设计辐锻件图3. 进行毛坯图的设计计算4. 选择原毛坯尺寸5. 确定辐锻道次6. 设计成形辐锻型槽（含终成形和预成形）7. 设计制坯辍锻型槽&确定各道次模具结构等三. 型槽设计要点:1. 型槽形式开式型槽闭式型槽混合式一侧开一侧闭-一段开一段闭同式开式11liauj Q-qaa”iiMiawMMi .丄 一 “：. f*. Us* «« 一4v*«r1M-1 . B*""* Y、| j rj rA，aJ Mi & A