機械零件軋制

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1、第五章 機械零件軋制 第一節(jié)機械零件軋制技術的特點、類型與產(chǎn)品 748．什么是機械零件軋制技術 ? 機械零件軋制技術是指用軋制工藝方法，成形機械零件或金屬制品的技術。 與傳統(tǒng)的冶金軋制工藝不同， 機械零件軋制技術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。 如型 材、板材、管材等。傳統(tǒng)的機械零件生產(chǎn)方法是將這些材料，例如圓材鍛造成階梯軸，或者 板料沖壓成鼻錐。所以機械零件軋制是冶金軋制技術的發(fā)展與深度加工。 機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。 但機械零件軋 制與普通軋制無

2、論在軋輥形狀、 機器的結(jié)構(gòu)、 成形方式上都有很大差別， 故人們又把機械零 件軋制稱為特殊軋制，其軋機稱為特殊軋機。 749．機械零件軋制的優(yōu)點有哪些 ? 傳統(tǒng)的機械零件大多用普通軋制方法軋制出的型材作原料， 經(jīng)機械加工成零件的。 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。 機械零件軋制與鍛造成形零件都屬于塑性成形。但成形方式不同，鍛造 (模鍛 )為斷續(xù)整 體成形，機械零件軋制為連續(xù)局部塑性成形。 由于成形方式不同， 兩者相比，機械零件軋制 具有以下一系列突出優(yōu)點： (1)載荷大幅度下降。由于將整體成形改變?yōu)榫植砍尚危?/p>

3、具與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。 結(jié)果是設備 體積小很多，模具壽命高很多。 (2)生產(chǎn)效率顯著提高。由于將往復斷續(xù)成形改變?yōu)榛剞D(zhuǎn)連續(xù)成形，生產(chǎn)效率顯著提高， 一般高出 3— 10 倍。 (3)生產(chǎn)環(huán)境顯著改善。由于鍛造為整體斷續(xù)打擊成形，并且要經(jīng)多個工步模腔成形零 件，工人多在噪聲大于 100dB 條件中工作，環(huán)境惡劣。機械零件軋制是在局部連續(xù)滾壓中 成形零件，進出料都能自動完成，工人在噪聲小于 60dB 條件中工作，與鍛造相比生產(chǎn)環(huán)境 顯著改善。 (4) 節(jié)約材料顯著。由于軋制的零件比鍛造零件尺寸精度高，又

4、沒有模鍛時的飛邊等， 材料利用率平均可以提高 20 ％左右，節(jié)約材料顯著。 軋制機械零件與鍛造零件比較， 也存在缺點， 如通用性差，需要專門的設備與模具，并 且多數(shù)模具的設計、制造與生產(chǎn)工藝調(diào)整比較復雜等。 綜上所述， 機械零件軋制特別適合大批量零件的生產(chǎn)，如汽車、軸承等的零件，以及難 以用鍛造方法生產(chǎn)的特大型零件， 如壓力容器上的封頭等。 這些零件用軋制方法生產(chǎn)， 具有 既大幅度降低成本，又顯著提高零件的質(zhì)量與精度等優(yōu)點。 750．機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、 模具與軋機上軋制成形， 其基本類型有以下幾種： (1)輥鍛。主要軋制長度上變截

5、面的桿類零件，如汽車前梁； (2)齒輪軋制。主要軋制齒輪、鏈輪類零件； (3) 螺紋軋制。主要軋制帶各種牙形的螺紋類零件； (4)楔橫軋。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。主要軋制球柱一類零件，如軸承鋼球； (6)仿形斜軋。主要軋制長軸類零件，如火車軸； (7)麻花鉆頭軋制。主要軋制麻花鉆頭零件； (8)碾環(huán)。主要軋制環(huán)形類零件，如軸承座圈： (9)擺碾。主要軋制盤形類零件，如齒輪坯； (10)旋壓。主要軋制筒形類零件，如容器封頭; (11)旋轉(zhuǎn)鍛造。主要生產(chǎn)軸類零件，汽車直拉桿。 751 .齒輪是怎么軋出來的 ？ 如圖5-1所示，帶齒形

6、白^兩個軋輻 1與圓形軋件2對輻中，實現(xiàn)局部連續(xù)成形，軋制成 齒輪。這種橫軋的變形主要在徑向進行，軸向變形很小并受到限制。 橫軋齒輪的應用范圍包括：直齒、斜齒及人字圓柱齒輪；直齒、斜齒及螺旋圓錐齒輪， 還可以軋制鏈輪等。 橫軋齒輪又分為熱軋與冷軋： 熱軋多用于精度不高的大模數(shù)齒輪， 冷軋多用于精度高的 小模數(shù)齒輪，也有先采用熱粗軋后冷精軋的。 0B5-1齒帔軋制工作原理圖 1 一皆轆模具■野孔怦 752 .螺紋零件是怎么軋出來的 ？ 螺紋軋制又稱螺紋滾壓，如圖 5-2所示。兩個帶螺紋的軋輻，以相同的方向旋轉(zhuǎn)，帶動 圓形軋件旋轉(zhuǎn)，其中一個軋輻徑向進給，將軋件軋成螺紋。這種

7、橫軋的變形主要在徑向進行。 螺紋橫軋廣泛應用于冷軋直徑為 3?20mm的緊固件的螺紋，其精度可達 7級，螺紋表 面的粗糙度Ra可達0. 4口。 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 5-3所示。3個帶錐形的軋輻1帶動圓形軋件2旋轉(zhuǎn)， 由于軋輻軸心線與軋件軸線交叉，故軋件除旋轉(zhuǎn)外還向前運動。 3個軋輻借助于仿形板 3改 變軋輻距離軋件的徑向位置，實現(xiàn)變截面軸的軋制。仿形斜軋的變形主要是徑向壓縮、 軸向 延伸。它主要用于長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。 圖5-3坊形斜軋工作原理圖 】一乳理;人軋怦tA怡布被 754

8、.麻花鉆頭是怎么軋出來的 ？ 麻花鉆頭斜軋的運動原理如圖 5-4所示。4個帶扇形板的軋輻 的軸心線交叉，4個軋輻同時旋轉(zhuǎn)并帶動軋件作旋轉(zhuǎn)前進運動。軋輻 (1 , 2),其軸心線與軋件3 1為鉆溝扇形板，軋輻 2為鉆刃扇形板，通過 4個扇形板將圓形軋件軋制成麻花鉆頭。其變形主要為徑向壓縮軸向 延伸。這種方法主要用于熱軋直徑為 3?13mm的鉆頭。 005-4斜軋麻花站頭工柞原理圖") 及孔型示■圖(b) 1T 周?影板式一帖刃■右舞；一幾件 755.什么是旋轉(zhuǎn)鍛造？ 旋轉(zhuǎn)鍛造又稱徑向鍛造，是長軸類軋件成形工藝。其工作原理如圖 5-5所示，工件徑向 對稱布置兩個以上的錘頭

9、，它以高頻率的徑向往復運動打擊工件，工件作旋轉(zhuǎn)與軸向移動， 在錘頭的打擊下工件實現(xiàn)徑向壓縮、長度延伸變形。 S5-5旋幡鍛造原理圖 旋轉(zhuǎn)鍛造廣泛應用于汽車、 拖拉機、機床、機車等各種機器的臺階軸生產(chǎn)，包括直角臺 階與帶錐度的軸類件；帶臺階的空心軸及內(nèi)壁異形材；各種氣瓶、炮彈殼的收口等。 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。 第二節(jié)輻鍛 756.什么是輻鍛？ 輻鍛是將軋制工藝引入鍛造領域形成的一種鍛造新工藝， 屬于回轉(zhuǎn)成形范疇。其原理為： 兩個軋輻軸線平

10、行， 其旋轉(zhuǎn)方向相反，毛坯在安裝于軋輻上的扇形模具帶動下， 做垂直于軋 輻軸線的直線運動，毛坯在模具的作用下截面積和高度減小， 橫向略有增加，長度延伸達到 零件成形(圖5-6)。其變形特點為連續(xù)局部小變形。它與鍛造相比其特點為： 圖5-6窿徽原理圖 ^一上修?卜之一事，上飆白一毛坯I (1)所需工作負荷小。由于其變形特點為連續(xù)局部小變形，總的工作負荷減小。 (2)生產(chǎn)效率高。多型槽輻鍛的生產(chǎn)率與模鍛相當，單型槽一次輻鍛的生產(chǎn)率約為錘上 模鍛的5~10倍。 (3)材料利用率高。輻鍛的材料利用率一般在 80%以上。 (4)產(chǎn)品質(zhì)量好。輻鍛件的內(nèi)在質(zhì)量優(yōu)良，力學性能好，疲勞壽命高

11、。 (5)勞動條件好。輻鍛時無沖擊，噪聲小，易于實現(xiàn)機械化和自動化。 757 .輻鍛可以用來做什么 ？ 輻鍛分為制坯輻鍛與成形輻鍛。制坯輻鍛主要用于模鍛制坯， 即在輻鍛機上按鍛件形狀 尺寸進行金屬預分配(制坯)，然后在曲柄壓力機或摩擦壓力機等設備上模鍛成形。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)。成形輻鍛視 鍛件成形程度分為終成形輻鍛、部分成形輻鍛和初成形輻鍛。截面形狀簡單的鍛件，如墾鋤、 鋼叉、汽車變截面彈簧等多用終成形輻鍛或部分成形輻鍛生產(chǎn)。 截面形狀比較復雜、厚度差 比較大的鍛件，如連桿、汽車前梁等多采用初成形輻鍛 (圖5-7),輻鍛后

12、再在小噸位模鍛設 備上整形。 E M——— ■ b* "iHi-lSfi s 臂 g b 圖5-7連桿.汽車常設疆修毛坯形狀圖 ~4桿;1代車前* 758 .輻鍛變形區(qū)在哪里 ？ 由于輻鍛的變形特點為連續(xù)局部小變形， 所以并不是整個輻鍛工件同時在變形， 而只是 輻鍛模直接壓縮作用下的一部分區(qū)域在變形。 所以直接承受輻鍛模壓縮作用而產(chǎn)生變形的這 一部分金屬體積所占有的空間稱為變形區(qū) (圖5-8)。 759 .輻鍛變形區(qū)的基本參數(shù)有哪些 ？ 輻鍛變形區(qū)的基本參數(shù)有： 變形區(qū)的入口高度 h。、變形區(qū)的出口高度 hi、變形區(qū)長度1、 變形區(qū)接觸弧長度和咬入角”。它

13、們之間的基本關系是：變形區(qū)入口高度ho=hi+D(1 - cos a) 絕對壓下量？h=D(1 — cos a) 咬人角sin 變形區(qū)長度1 Jr h 丁 Nx 或 H

14、an a 式中：-接觸摩擦系數(shù)。 一旦咬入成功，隨著坯料不斷曳人，變形區(qū)向軋輻中心連線方向擴展。由于徑向力作 用點大體在變形區(qū)中部，所以此時的咬人角也向軋輻中心連線方向靠近， 即咬人角變小，這 意味著剛開始接觸時的咬人條件最苛刻。 一旦曳入成功，在其他條件不變時穩(wěn)定咬入條件隨 之有所降低。 ns^9提0自依值入條件示■闋 761 .輻鍛送料方式有幾種 ？ 輻鍛送料方式有兩種。 一種是順向送料，即順著軋輻轉(zhuǎn)向從軋機一側(cè)軋入， 從另一側(cè)軋 出。另一種是逆向送料， 即逆著軋輻轉(zhuǎn)向從軋機一側(cè)軋入并從同一側(cè)軋出， 輻鍛中多用這種方式送料。 762．如何實現(xiàn)強制咬入 ? 自然咬人受最

15、大咬人角限制，每道次壓下量不大。為了減少輥鍛道次， 增大壓下量，在 實踐中多采用強制咬人措施。 一種強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現(xiàn)開始 咬人。 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。 但為了防止咬入后繼 續(xù)輻鍛時發(fā)生打滑，最大咬人角限制為自然咬人角的 1. 3?1. 5倍。一般自然咬入角不大 于25。，而在中間咬人時最大咬人角可以增大到 32。?37。?？梢姴捎弥虚g咬人措施后咬人條 件大為改善。 另一種強制咬人措施是強迫咬人。 當毛料和輥鍛模的前壁均已有一定斜度時， 水平阻力 帆遠大于水平拉力瓦， 不可能實現(xiàn)自然咬人。

16、 此時也不易采用中間咬人， 否則會破壞毛料前 壁已有的輪廓形狀， 影響輥鍛過程的充滿成形。 在這種情況下必須采取強迫咬入方式， 由送 料機給毛坯一定的推力，使其前壁頂靠在模具凸出部位的前壁上并隨模具的旋轉(zhuǎn)向前移動， 直至被咬入時為止。采用這樣的送料方式，可以保證毛坯在準確的位置上被咬入。 763．什么是前后滑 ? 坯料被輥鍛時，在高度上受到壓縮，橫向有所增加，縱向有大的延伸。在縱向延伸時， 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， 而是向著變形區(qū)的入口和出口兩個方 向流動。 在變形區(qū)內(nèi)一個與模具圓周速度水平分量相同的斷面， 稱為中性面或臨界面， 其位 置偏向出口一側(cè)。

17、在臨界面靠出口一側(cè)， 金屬流動速度大于鍛模圓周速度的水平分量， 這就 是前滑。在臨界面靠入口一側(cè)，金屬流動速度小于鍛模圓周速度的水平分量，這就是后滑。 坯料的延伸是由坯料對鍛輥的相對滑動形成的。 與坯料延伸的同時必然伴隨有前后滑。 發(fā)生 前滑后工件長度要比輥鍛模具型槽周長長， 因此前滑對輥鍛后工件的縱向長度有影響。 要想 獲得滿意的長度尺寸，必須掌握好輥鍛時的前滑量。 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。主要的因素是： (1) 變形程度對金屬前滑的影響。變形程度越大，輥鍛變形區(qū)瞬間壓縮的金屬就越多， 金屬的延伸量就會相應增加。 延伸量越大， 前

18、后滑的金屬越多。 一般情況下前滑量隨變形程 度增加而增加。 (2) 摩擦系數(shù)的影響。實踐表明，前滑隨著摩擦系數(shù)的減少而減少。 (3) 工具及坯料對前滑的影響。在輥鍛中，工具及坯料的截面形狀對前滑有很大的影響， 這主要是因為力學條件發(fā)生了改變。 一般情況下， 有利于限制金屬寬展變形的工具和坯料形 狀均有利于前滑。 (4)坯料溫度對前滑的影響。 坯料加熱溫度對前滑有影響： 溫度在 700℃以下， 前滑與溫 度成正比；溫度在 700?1200c之間，前滑與溫度成反比。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。 (5)坯料寬度對前滑的影響。當坯料寬度小于某一定值時，前滑

19、隨著坯料寬度的增加而 增加。當坯料寬度超過某一定值時，其寬度的變化對前滑不再發(fā)生影響。 (6)輥徑對前滑的影響。隨著輥徑的增加，前滑也增加。 765．寬展有幾種形式 ? 寬展有三種形式。 一種是金屬在橫向流動時沒有或不受型槽側(cè)壁限制的寬展， 稱其為自 由寬展。 第二種是限制寬展， 即金屬在凹型槽中軋制時其橫向流動受到型槽側(cè)壁的阻礙， 使 寬展受到限制。 還有一種是強迫寬展， 它是用模具型槽中凸起部分強制壓人坯料使其產(chǎn)生寬 展。在生產(chǎn)實踐中，強迫寬展和限制寬展是輥鍛中的主要寬展形式。 766．哪些因素影響寬展 ? 影響寬展主要有以下因素： (1)輻鍛道次的影響。寬展量隨著壓下

20、量的增加而增加，在總壓下量一定時，減少輻鍛 道次就是增加壓下量，所以減少輻鍛道次會導致寬展量增加。 (2)模具工作半徑的影響。輻鍛模具工作半徑與寬展量成正比。 (3)摩擦系數(shù)的影響。摩擦系數(shù)越大寬展量越大。 (4)坯料寬度的影響。相對寬展量隨著坯料寬度的增加而減少。絕對寬展量在坯料寬度 達到某一定值前與其成正比，超過此值后成反比。當坯料很寬時對寬展量無影響。 767.輻鍛型槽選擇的原則是什么 ？ 在選擇輻鍛型槽時要考慮以下原則： (1)滿足鍛模對坯料截面幾何形狀的要求。在選擇輻鍛模型槽時，從有利于模鍛成形出 發(fā)，往往對毛坯截面的幾何形狀有一定要求。 如要求輻鍛毛坯截面為橢圓， 可選

21、“橢圓一方” 或“橢圓一圓”型槽系，而不宜選用其他型槽系。 (2)原始毛坯的幾何形狀的選擇。不同的原始毛坯截面形狀對所選型槽系有直接關系。 在變形允許條件下，通常多選用價格便宜的圓坯。 (3)料在型槽中的穩(wěn)定性要好。坯料截面軸長比越大，變形量就越大，穩(wěn)定性也越差。 可參見圖5-10輻鍛型槽系方案圖。 HS-10穗峨型槽系方餐留 768.成形輻鍛制坯型槽設計的注意要點是什么 ？ 制坯型槽用于分配金屬體積，為成形輻鍛或預成形輻鍛提供毛坯。 形狀簡單、輻鍛道次 少的鍛件，以成形輻鍛件圖作為設計依據(jù)。形狀復雜、輻鍛道次多的鍛件， 一般在制坯后要 進入預成形輻鍛型槽，應以預成

22、形毛坯圖作為設計的依據(jù)。 設計成形輻鍛制坯型槽時應注意 以下幾點： (1)毛坯經(jīng)制坯進入預成形或成形型槽時，應有較好的對中性和穩(wěn)定性。 (2)經(jīng)制坯后的毛坯形狀和尺寸應有利于在下道次成形時的金屬填充性。 (3)相鄰區(qū)段形狀和尺寸的差異性。 (4)送料的穩(wěn)定性。 769.成形輻鍛型槽設計的特點是什么 ？ 除終成形型槽或初成形型槽分別按熱鍛件圖或熱輻鍛件圖設計外， 設計成形輻鍛型槽時 還應首先考慮熱收縮率取值和型槽尺寸確定的特點。 熱收縮率應按輻鍛道次數(shù)考慮成形輻鍛 時的實際溫度在1. 2% ~1. 5%范圍內(nèi)選取。除寬度尺寸外，要根據(jù)輻鍛時的抬輻量和前滑 值相應減少型槽的高度和

23、長度。 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 5-11所示，兩個帶楔形模具的軋輻，以相同的方向旋轉(zhuǎn)并帶動 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階軸。楔橫軋的變形主要是 徑向壓縮軸向延伸。 95-11模橫札原理圖 強附*fl的靈帽以一軋怦;3-衛(wèi)收 771.楔橫軋軸類零件的工藝特點是什么 ？ 楔橫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)運動中成形的，

24、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， 故又統(tǒng)稱它為軸類零件軋制。 軋制零件與鍛造零件在成形方式上不同，前者與后者比較，具有如下突出優(yōu)點： (1)工作載荷小。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。 (2)設備重量輕。由于工作載荷小，所以設備重量輕、體積小及投資省。 (3)生產(chǎn)率高。一般高幾倍到幾十倍。 (4)產(chǎn)品精度高。產(chǎn)品尺寸精度高、表面粗糙度小，具有顯著的節(jié)材效果。 (5)工作環(huán)境好。沖擊與噪聲都很小，工作環(huán)境顯著改善。 (6)易于實現(xiàn)機械化、自動化生產(chǎn)等。 (7)生產(chǎn)成本低。由于生產(chǎn)效率高

25、，節(jié)省材料及能源，模具壽命高，以及設備折舊費低 等，使產(chǎn)品成本平均下降 30 %左右。 楔橫軋技術也有缺點和局限性，一是，工藝及技術復雜不易掌握；二是，模具尺寸大， 加工較困難；三是，只能生產(chǎn)軸類零件 (但可為非軸類零件制坯)。 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， 它適合于批量大的軸類零件。 楔橫軋工藝主要適用于 汽車、拖拉機、摩托車、內(nèi)燃機等軸類零件毛坯的生產(chǎn)。還可以用它為模鍛件提供比其他鍛 造方法更精確的預制毛坯，例如發(fā)動機連桿、五金工具等。已經(jīng)用于： (1)汽車零件。包括東風、解放、 130、212、切諾基、夏利、大發(fā)、五十鈴、黃河等汽 車上

26、的變速箱一軸、二軸、中間軸、后橋主動軸、轉(zhuǎn)向拉桿與球銷、雙聯(lián)、四聯(lián)齒輪、吊耳 軸、半軸等； (2)拖拉機零件。包括手扶、小四輪及大拖拉機上的變速箱一、二、三、五軸、半軸等； (3)發(fā)動機與油泵零件。包括發(fā)動機l - 6缸凸輪軸，油泵二、四、六缸凸輪軸及齒輪泵軸等； (4)其他零件。包括摩托車、自行車、五金工具、電機等機器零件的生產(chǎn)。 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計上， 分為五個區(qū)段：楔人段、楔人平整段、展寬段、 精整段以及剪切段(圖5-12)。下面就每一段的作用與設計計算加以說明： (1)楔入段(A — B)。楔人段模具孔型的楔尖高度，按阿

27、基米德螺線，由零 (模具基圓)增 至楔頂高h處。 楔入段的作用是實現(xiàn)軋件的咬人與旋轉(zhuǎn)，并將軋件壓成由淺人深的 V形槽，其最深處 為△r=r0一門。如圖5-12中的I —I截面所示。 楔頂高八與^ r關系為： h=A r+ 8 式中：&-―軋件外徑至軋輻基圓的距離，其數(shù)值一般為 0. 3~2rm。 楔人段的長度Li用下式進行計算 Li=hcot ocot 3 楔入段成形角”與展寬角3的選擇，主要考慮軋件的旋轉(zhuǎn)條件。為了簡化模具的設計與 加工，常常讓楔入段的成形角 a與展寬角3等于展寬段的數(shù)值。 KS-12橫橫軋哀理橫具的區(qū)廢國 為了防止楔人段軋件不旋轉(zhuǎn)， 除在斜楔面上

28、刻痕外還需要在楔人段開始處的前后基圓面 上刻平行于軋輻軸線的刻痕。 (2)楔入平整段(B-C)o楔人平整段模具孔型形狀保持不變，即此段的楔尖高 h不變， 展寬角p=0o 楔入平整段的作用是將軋件在整個圓周上全部軋成深度為^ r的V形環(huán)槽，如圖 5-12 所示的n - n截面。其目的為改善展寬段開始時的塑性變形。 楔人平整段的長度 L2用下式進行計算： L2> 粒/2 一般取L2=0. 6 4k即保證在二輻楔橫軋機上軋件滾動半圈以上。 實踐已經(jīng)證明，在模具設計中取消這一楔人平整段， 對軋制過程的穩(wěn)定與產(chǎn)品的質(zhì)量均 無多大影響。取消楔人平整段，不僅可以減少模具的長度，而且簡化了

29、機械加工。 楔入平整段與展寬段交接處 (圖5-12的C處)，由于楔人平整段的展寬角 3=0,而展寬段 的展寬角3為某一角度，若不將模具在此交接處分開是很不好加工的。 (3)展寬段(C —D)。展寬段模具孔型的楔頂高度不變，但楔頂面與楔底的寬度由窄變寬。 展寬段是楔橫軋模具完成變形的主要區(qū)段， 軋件直徑壓縮，長度延伸這一主要變形是在這里 完成的，軋件的這段形狀如圖出一出截面所示。 楔橫軋的主要工藝設計參數(shù) a與&主要依據(jù)這一段的斷面收縮率 少等因素確定，模具的長度與軋輥的直徑大小也主要受它的影響。 展寬段的長度 L3 用下式進行計算： L3=1/2licot 3 式中：li—

30、—軋件軋后以di為直徑部分的長度。 楔橫軋的軋制壓力與力矩， 在五個區(qū)段上是不相同的。 在一般情況下， 展寬段的壓力與 力矩在這些區(qū)段中是最大的。 (4)精整段(D —E)。精整段模具孔型的楔頂高與楔頂面與楔底的寬度都不變化，即展寬 角 3=0 精整段的作用有兩個： 一是將軋件在整周上全部軋成所需的尺寸； 二是將軋件的全部尺 寸精度與表面粗糙度精整后，達到產(chǎn)品的最終要求。軋件在這段的形狀如圖 5-12的W — IV 截面所示。 精整段的長度 L4 用下式進行計算： L4> ndK/2 L 4=0 ． 6 出，即保證在二輥楔橫軋機上軋件滾動半圈以上。 由于軋機機座是一個彈性體

31、， 離、 兩個模具間的距離是變化的。 具的一瞬間， 由于壓力突然消失， 軋制時軋制壓力大小是變化的， 軋件在精整段中有一定的壓力， 兩個軋輥的軸心線將突然靠攏， 所以兩個軋輥的軸心間距 當軋件完成精整并離開模 將給軋件表面留下軸向壓 痕。為此，需在精整段的最后部分設計一個卸載段。 (5)剪切段 (E— F)。 剪切段的作用是將軋好的軋件切斷。 既可以把切刀放在中間把軋件一 切為二或更多件，也可以放在兩頭， 切去多余的料頭。因切刀的壽命低，切刀多單獨做好再 固定在模具上。剪切段都放在孔型的最后，與卸載 774．楔橫軋模具設計的基本原則有哪些 ? 在設計楔橫軋模具時，一般應遵

32、循下述 4 個原則或者條件，即對稱原則、旋轉(zhuǎn)條件、縮 頸條件、疏松條件。下面就每一原則加以說明： (1)對稱原則。楔橫軋模具上的左右兩條斜楔，在工藝上希望完全對稱。這樣，在軋制 過程中模具兩邊作用于軋件兩邊的 x 、 y 、 z 三個方向力是對稱的， 因而軋件不會由于軸向力 不等而竄動，也不會由于軋件兩邊轉(zhuǎn)速不一致而扭曲。 如果軸類件本身在長度上就是對稱的， 那么只要在制造上與工藝調(diào)整上加以注意， 就自 然地滿足這一對稱軋制原則。 但是， 多數(shù)軸類件在長度上是不對稱的， 為了使作用于軋件兩邊的力符合對稱原則， 有 4 種解決辦法： 第一種， 成對軋制。 將不對稱的兩個軸類件相

33、對在一起軋制。 這種辦法不僅將非對稱軸 類件變?yōu)橥耆珜ΨQ的軋制， 并且使軋機的生產(chǎn)率提高一倍， 但對某些長軸類件， 往往受到模 具尺寸的限制而無法采用。 第二種，分段對稱軋制。將非對稱軸分段用對稱楔軋制。 第三種，長棒料預軋楔軋制。用預軋楔的方法將非對稱軸類件變?yōu)閷ΨQ軋制。 第四種，對稱力軋制?？蓪⒆笥覂蓷l斜楔的工藝參數(shù) (成形角a與展寬角 份采取不等數(shù) 值，使其作用于軋件的力，尤其是軸向力盡可能相等的辦法。 (2)旋轉(zhuǎn)條件。設計楔橫軋模具時，軋件在模具孔型的帶動下能正常地旋轉(zhuǎn)，是楔橫軋 必須的先決條件。 楔橫軋軋件的整體旋轉(zhuǎn)條件， 由于問題比較復雜， 還寫不出判別式。 建議

34、用最不利截面 的旋轉(zhuǎn)條件判別式進行判斷，其判別式為： 2 tan tan di dK 1 di Di 式中：di——軋件軋后的直徑； Di ——軋輻上模具的楔頂直徑； dK ——軋件的滾動直徑。 從旋轉(zhuǎn)條件判別式中可以看出： 1）模具與軋件間的摩擦系數(shù) W越大，旋轉(zhuǎn)條件越好，而且是平方關系的影響。所以增加 摩擦系數(shù) 科是保證旋轉(zhuǎn)條件最重要最有效的因素， 為此，在楔橫軋模具的入口處和斜楔面上 均刻有平行于軸線刻痕， 這樣做可以把熱楔橫軋的摩擦系數(shù) W從0. 2 — 0. 3提高到0. 35 0. 6。 1 ）模具的成形角 外展寬角3、軋件的軋后直徑與模具楔

35、頂直徑之比 di/Di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。 2 ）縮頸條件。在設計楔橫軋模具時，應滿足軋件不因軸向力過大將軋件拉細這個條件。 軋件不被軸向力 Pz拉細的判別條件為： 2Pz< Tdi2 d4 di2 8sin 式中：o——軋件材料的變形阻力。 從上式中可以看出：當軋件的材料、軋制溫度及軋后直徑 di等確定后，軋件是否會拉 細，主要決定于成形角 a的大小，a角越大越易拉細。 當斷面收縮率比較大時，容易產(chǎn)生拉細現(xiàn)象，故成形角 a應取小的數(shù)值。 3 ）疏松條件。楔橫軋的軋件，由于金屬纖維沿零件的外形連續(xù)分布，晶粒細化等，使軋

36、后零件的質(zhì)量得到提高。 實踐與理論都說明： 橫軋時，圓形毛坯在連貫轉(zhuǎn)動中徑向小變形量壓縮時， 毛坯除軸向 延伸外，徑向也產(chǎn)生擴展，因而在毛坯的心部產(chǎn)生拉應力。 當毛坯旋轉(zhuǎn)時，若軸向阻力過大； 毛坯橫向擴展積累，心部的拉應力增加，當達到材料強度極限時，心部就出現(xiàn)超過允許級別 的疏松甚至空腔，這是不允許的。 所以，在設計楔橫軋模具時，為避免這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，應作如下考慮： i）斷面收縮率小時，容易產(chǎn)生疏松。因為 少小時，變形不易透人中心，多是表面變形， 故軸向變形小而橫向變形大，形成較大的心部拉應力。 4 ）成形角小時，容易產(chǎn)生疏松。因為口小時，斜楔給毛坯的軸向拉力小，軸向變形小， 易造

37、成較大的橫向變形，形成較大的心部拉應力。 5 ）展寬角過小時，相當于徑向壓下量過小與同一位置拉壓次數(shù)增加， 容易產(chǎn)生橫向變形 及心部的較大拉應力。當展寬角過大 （特別是在曲較?。r毛坯表面金屬不容易碾軋出去，這 部分多余金屬在孔型頂面反復揉搓下， 毛坯心部產(chǎn)生較大的拉力。 以上兩種情況都容易產(chǎn)生 疏松。 775 .楔橫軋階梯軸的內(nèi)直角臺階是怎樣軋出的 ？ 在楔橫軋的產(chǎn)品中，經(jīng)常遇到帶內(nèi)直角臺階的階梯軸，如圖 5-i3所示，對這類零件， 在設計模具時，都存在一個軋齊曲線問題。即模具的孔型按軋齊曲線設計與加工才能軋出內(nèi) 直角的臺階軸。 如果模具孔型設計不按軋齊曲線進行設

38、計加工，而按如圖 5-14所示的AB斜線一直寬 展到內(nèi)直角，點，然后從 I點過渡到D點，這樣的設計與加工雖然簡單，但軋不出帶內(nèi)直 角的階梯軸，而是帶螺紋的錐體。 留5-M 餐/軋帶內(nèi)亶前臺防 的物梆”■具禮型及宣圖 所以，在設計模具孔型時，不能以 BID這條折線，而以斜面 AB與垂直面BB〃的交點 形成的曲線，即這條曲線一一軋齊曲線才能軋出內(nèi)直角的階梯軸。 776 .楔橫軋階梯軸模具設計工藝參數(shù)有哪些 ？ 楔橫軋階梯軸模具設計工藝參數(shù)主要有：斷面收縮率 如成形角”和展寬角 ,下面就 每一參數(shù)的作用加以說明： (1)斷面收縮率 ”又稱斷面壓縮率)，是楔橫軋中一個基本工藝參

39、數(shù)。 斷面收縮率 少為軋件前面積凡減去軋后面積 Fi與軋前面積之比，即 2 Fo Fi Fo do2 di2 ~2 0 di do 式中：do——軋件軋前直徑； di——軋件軋后直徑。 楔橫軋一次的斷面收縮率 也一般應小于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。如果軸類件產(chǎn)品直徑相差很大，斷面收縮率 少大于75%, 一般采用在同 一軋輻模具上兩次楔入軋制，即每次楔人軋制的壓縮率小于 75%,兩次總壓縮率大于 75% 的方法；在個別情況下，可采用局部堆積 (毛坯直徑增大)軋制的方法使 少大于75%。 需要指出的是，斷面收縮率 小小于35%

40、時，若工藝設計參數(shù)選擇不當，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。因為 少過小時，金屬只產(chǎn)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(chǎn)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 蛆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： 3=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”是楔橫軋模具設計兩個最重要、最基本的工藝設計參數(shù)之一。 成形角a對軋件的旋轉(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，a角越大3角越大、旋轉(zhuǎn)條件

41、越差，容易產(chǎn)生縮頸，但中心疏松條件改善。 根據(jù)理論與實踐，成形角 a大多在以下范圍內(nèi)選擇： 18 y 34 斷面收縮率 少不同時，成形角 a應選擇不同的數(shù)值。理論與實踐告訴我們，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 a應選擇較小值。 (3)展寬角3與成形角a一樣，是楔橫軋模具設計中最重要、最基本工藝設計參數(shù)。 展寬角3對軋件的旋轉(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，3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)理論與實踐，展寬角大多在以下范圍內(nèi)選擇： 4y 年 1

42、2 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 3角。 斷面收縮率 少對展寬角3的影響比較復雜，一般情況是：當 少＞70%時，應該選擇較小 的3值，否則容易產(chǎn)生縮頸；當 心35%時，也應該選擇較小的 3值，否則容易產(chǎn)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(shù)值。 777 .楔橫軋機的基本類型有哪些 ？ 在國外與國內(nèi)只有三種基本類型的楔橫軋機， 如圖5-15所示：單輻弧形式(簡稱弧形式卜 輻式和板式楔橫軋。 a b 明S-

43、1S模橫軋機的三科■本類威 L單位如出?格式;「?履式旗?機 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(jié)構(gòu)簡單、重量輕、設備造價低。 它與輻式楔橫軋機相比較， 只需驅(qū)動一個軋輻，可以省掉將一個傳動轉(zhuǎn)換為兩個同向轉(zhuǎn) 動的分齒機(又稱齒輪座)部分，以及萬向接軸、相位調(diào)整機構(gòu)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(chǎn)率高，每分鐘能生產(chǎn) 10—25個(注:寸)產(chǎn)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(chǎn)品精度也難以控制。 (2)

44、其中一支楔形模具為內(nèi)弧形，加工制造相當困難。 (3)軋機的工藝調(diào)整困難，尤其是徑向與喇叭口的調(diào)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(nèi)、國外都應用較少。主要用于 那些尺寸不大、形狀較簡單產(chǎn)品的生產(chǎn)。 779 .輻式楔橫軋機的特點是什么 ？ 輻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(chǎn)率高，一般為 6—25個(^^)/min。 (2)設有導板裝置。上下兩個軋輻軋制時，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(chǎn)品的尺寸 精度，有利于精密楔橫軋工藝的實現(xiàn)。 (3)一

45、般都設有徑向、軸向、相位及喇叭口調(diào)整機構(gòu)，能方便、準確地實現(xiàn)工藝調(diào)整等。 輻式楔橫軋機的缺點是：設備結(jié)構(gòu)龐大、 重量大、占地面積大；模具加工需要大型機床 等。 輻式楔橫軋機按軋輻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(nèi)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，與弧形式及輻式楔橫軋機比較， 最突出的優(yōu)點是模具制造比較容易， 由 于它是平板的，只需一般的刨床或銃床就可以完成。 板式楔橫軋機，由于是往復運動，有空行程，與輻式、弧形式比生產(chǎn)率是最低

46、的，一般 為4?10個(又^)/min。此外，板式軋機還存在無法施加導板，以及調(diào)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(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(chǎn)品 質(zhì)量有保證；氧化鐵皮損失?。?生產(chǎn)機動靈活；生產(chǎn)環(huán)境好以及節(jié)省人力與地方； 容易實現(xiàn)

47、 機械化、自動化生產(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： 長棒科f定尺下料 f加熱->軋制f空冷-> 正火-> 拋丸->矯直f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(jīng)檢驗，主要內(nèi)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(chǎn)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(chǎn)品兩頭需軋細并去掉料頭的產(chǎn)品。 用帶

48、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(chǎn)品質(zhì)量有保證；氧化鐵皮損失小； 生產(chǎn)機動靈活；生產(chǎn)環(huán)境好以及節(jié) 省人力與地方； 容易實現(xiàn)機械化，自動化生產(chǎn)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(chǎn)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?1200C。 對利用楔橫軋工藝制坯， 緊接著模鍛成形零件 (如生產(chǎn)發(fā)動機連桿 ) ， 一

49、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(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。空冷經(jīng)檢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(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(nèi)部組織的要求以及消除零 件的內(nèi)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

50、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(zhì)量檢驗的目的在于保證產(chǎn)品質(zhì)量符合鍛件的技術標準。其檢驗的內(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 5-16 所示， 兩個帶螺旋孔型的軋輥， 其軸心線 相互

51、交叉，軋輥以相同方向旋轉(zhuǎn)并帶動圓形軋件即旋轉(zhuǎn)又前進，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。 ?旋孔型餌軋原理圖 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?？仔托避埵枪ぜ诨剞D(zhuǎn)運動中成形的， 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)的成形工藝一一鑄造、鍛造和切削等相

52、比，有以下優(yōu)點： (1)單機生產(chǎn)率高。軋輻每轉(zhuǎn)一圈生產(chǎn)一個產(chǎn)品 (單頭)或多個產(chǎn)品(多頭)。軋輻轉(zhuǎn)速一般 為40?500r/min ,即每分鐘生產(chǎn) 40?3000個產(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 95%以上， 即可達到少切削無切削的目的。 (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) (無切削斷頭)；二是軋后晶 粒細化。因而產(chǎn)品的力學性能提高，某些斜軋產(chǎn)品的靜載強度較之切削產(chǎn)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

53、續(xù)自動完成，加上進出料容易實現(xiàn)自動化， 因而改善了勞動條件，降低了工人的勞動強度。 (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，設備重量輕、體積小及投資省等。斜軋軋輻的壽命比鍛模的壽命長 5? 20倍，同時可以大幅度減少生產(chǎn)人員、設備臺數(shù)、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(chǎn)回轉(zhuǎn)體零件；二是模具設計與制造比較復雜； 三是工 藝調(diào)整難度大等。 由此可見，孔型斜軋是一項高產(chǎn)出、 低消耗、可生產(chǎn)出高質(zhì)量產(chǎn)品的先進制造技術，但 模具復雜，調(diào)整困難，故它一般適合于軋制產(chǎn)品形狀簡單，長度小于 200mm。一般情況

54、下， 單個零件重量為1kg時，孔型斜軋的年經(jīng)濟批量是 20萬件以上。 785.哪些零件可用斜軋工藝生產(chǎn) ？ 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(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(jīng)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

55、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保持為一個常數(shù)， 此常數(shù) 為需軋出產(chǎn)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(nèi)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(xiàn)連接頸金屬多余，

56、 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(xiàn)不旋轉(zhuǎn)， 又可能出現(xiàn)強迫將其扭斷 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(jù)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)

57、孔型凸棱單側(cè)變導程法?？仔屯估鈫蝹?cè)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(cè)變導程， 另一側(cè)為基本導程。 凸棱左側(cè)導程 T 是隨孔型展角變化 的，而右側(cè)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

58、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(cè)同步變導程法?？仔碗p側(cè)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(cè)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(cè)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。鑒于軋輥錐角和凸棱寬

59、度值均不大，可將凸棱頂視為平直的， 計算誤差甚小，這樣設計和制造就簡單得多。 其孔型特點為： 1)無基本導程，球形型腔中無平直段存在，對球形底部來說只有一條變 導程，對凸棱兩側(cè)來說是雙側(cè)變導程，且無基本導程； 2) 凸棱寬度由寬一窄一寬變化，凸棱 寬度的最窄處靠近切斷區(qū)，之后凸棱寬度又增加了； 3)軋輥制造必須用專用機床，采用凸輪 或液壓等仿形法加工。輥坯的制造精度取決于加工工藝過程。 (3) 孔型凸棱雙側(cè)不同步變導程法?？仔碗p側(cè)不同步變導程法是由北京科技大學提出的， 該設計方法兼收了孔型凸棱單側(cè)變導程法和孔型雙側(cè)變導程法的優(yōu)點， 是這兩種設計方法的 發(fā)展。該方法能很好地滿足第

60、一原則，較好地滿足第二原則，適用于各種形狀的零件設計， 但加工工藝性差，必須在專用數(shù)控機床上進行加工。 其孔型特點為：1）雙側(cè)不同步變導程，凸棱兩側(cè)螺旋導程是變化的，但變化規(guī)律及變化 量不等；2）凸棱寬度由窄變寬。凸棱寬度從入料口到出料口是由窄變寬的； 3）軋輻制造難, 必須在專用數(shù)控機床上進行加工。 788 .鋼球是如何軋制成形的 ？ 將加熱的坯料沿軋輻軸向送人具有相應球形的螺旋軋輻間， 軋輻的軸線與軋件的軸線互 成一個不大的夾角，坯料被咬入到同向旋轉(zhuǎn)的軋輻后， 旋轉(zhuǎn)的螺旋軋輻使軋件一邊旋轉(zhuǎn)， 邊成形、前進，即軋件一邊成形，一邊呈螺旋式前進，軋出鋼球。成形過程見圖 5-17。

61、 a 圖5-17?旋孔型斜軋鋼球示意圖 l幾幅生視圖一運動好視圖 789 .帶螺紋的零件是如何軋制成形的 ？ 斜軋螺紋時，為使軋輻上的齒紋和軋件螺紋方向一致， 軋輻的軸線與軋件的軸線互成一 個不大的夾角，軋制時，旋轉(zhuǎn)的軋輻使軋件沿軸線運動， 呈現(xiàn)螺旋式運動，逐漸軋出軋件的 螺紋。成形過程見圖 5-18。 S5-18 ?旋孔型斜軋蝶墳示意圖 l軋轅圭視圖ib一運動解視圖 790 .常用的斜軋軋輻材料有哪些 ？ 由于斜軋軋輻輻形棱角突出，軋制時單位壓力大、速度差大，所以軋輻材料要求選用高 溫、高壓工作條件下耐磨損的。我國常用的材料如下： 熱軋：35CrMnSi

62、、5CrMnMo、 5CrNiMo、3Cr2W8V。 冷軋：9CrSi、Crl2MoV、W18C14V。 熱精軋：W6M05Cr4V2Al、5W2Cr4V20 為了避免軋輻與軋件由于相對滑動造成軋輻表面粘料， 除用液體強力冷卻和潤滑外，還 要求軋輻的表面有較高的硬度。對于斜軋軋輻要求 HRC>52,最好是HRC=60?68。上述材 料有的通過熱處理可以達到，有的則達不到，例如 5CrMnMo、5CrNiMo、3Cr2W8V直接熱 處理達不到 HRC>52的要求，為此常采用軋輻表面軟氮化或表面滲碳處理，這樣做對提高 軋輻壽命，避免軋輻表面粘料有明顯的效果。 791 .軋輻的傾斜方向與

63、旋轉(zhuǎn)方向，螺旋孔型旋向的關系是什么 ？ 斜軋軋輻的傾斜方向、旋轉(zhuǎn)方向與螺旋孔型旋向 （左右）三者之間必須保持一定的關系才 能實現(xiàn)正常軋制。即軋輻傾斜方向與旋轉(zhuǎn)方向所決定的軸向運動， 必須同軋輻螺旋孔型旋向 與轉(zhuǎn)動方向產(chǎn)生的軸向運動一致。從人料方向看過去，如果是右旋孔型軋輻 （圖5-19）,應該 是右邊的軋輻人口端往下傾斜，左邊軋輻入口端往上傾斜，旋轉(zhuǎn)方向為逆時針。 如果是左旋孔型軋輻（圖5-20）,則相反，應該是右邊的軋輻入口端往上傾斜，左邊軋輻 人口端往下傾斜，旋轉(zhuǎn)方向為順時針。 圖5-19右旋孔型軋輻的博科方向 與旋轉(zhuǎn)方向圖 圖5-20左旋孔型軋鞋的隙斜方向與旋轉(zhuǎn)方

64、向圖 792,斜軋機有哪些基本類型 ？ 目前，無論國內(nèi)或國外，在斜軋機總體結(jié)構(gòu)的配置上，可以分為兩大類：一類是將電動 機、傳動裝置及工作機座等分別安裝在地基基礎上； 另一類是將電動機、傳動裝置及工作機 座等配置在一起。前者是從軋制無縫鋼管的斜輻式穿孔機發(fā)展來的， 我們把這種類型的斜軋 機稱為穿孔式斜軋機。后者是從機器制造廠的機床，特別是從輻式無心磨床發(fā)展來的， 我們 把這種類型的斜軋機稱為機床式斜軋機。 除上述兩種基本類型的斜軋機外， 還有一種機架做 成鉗式、可調(diào)整的斜軋機，我們把它稱為鉗式斜軋機。 793 .斜軋設備上有哪些調(diào)整機構(gòu) ？ 斜軋設備上的調(diào)整機構(gòu)有： 軋輻的徑

65、向調(diào)整機構(gòu)、傾角調(diào)整機構(gòu)、 軸向調(diào)整機構(gòu)、相位 調(diào)整機構(gòu)、喇叭口調(diào)整機構(gòu)、導板調(diào)整機構(gòu)。通過這些調(diào)整機構(gòu)使軋輻和導衛(wèi)板處于正確的 位置，順利地實現(xiàn)軋件的塑性變形，軋出合格的產(chǎn)品。 794 .什么是軋機中心線和軋制中心線 ？ 斜軋機的中心線是指過兩軋輻中心距的中心線， 它是由軋機設計與安裝所決定的。 而軋 制中心線是指軋件作螺旋運動的回轉(zhuǎn)軸線， 它是由上下導板的位置確定的。 軋制中心線可與 軋機中心線重合，也可高于或低于軋機中心線。 795. 2輻斜軋設備中導衛(wèi)板的作用是什么 ？ 2輻斜軋機必須設有導板，它是斜軋成形工藝的重要工具之一，對軋件的成形起著重要 的作用。它與軋輻孔型一起

66、構(gòu)成軋件變形的空間。 通過變動導衛(wèi)板的上下、 左右位置，可使 軋件處于合理的塑性變形狀態(tài)，軋制出合格的產(chǎn)品。 796．如何在軋制過程中判斷出斜軋孔型軸向是否錯位 ? (1)從產(chǎn)品形狀判斷孔型軸向是否錯位。若軋輥孔型軸向發(fā)生錯位，那么可以從軋出產(chǎn) 品的頭尾形狀來判斷。 當孔型軸向錯位時， 軋出的產(chǎn)品幅短， 而且兩端均帶有圓柱形的凸臺。 當采用深淺孔型軋制時 (即一個軋輥型腔凸棱高于軋制中心線，另一個軋輥型腔凸棱低于軋 制中心線 )軋輥型腔錯位后，就會使軋件的前端或后端出現(xiàn)小凸臺，并且軋件的幅短。當右 軋輥超前時，圓柱形小凸臺在鋼球的頭部；當右軋輥滯后時，圓柱形小凸臺在鋼球的尾部。 (2)從軋件運動狀態(tài)判斷孔型軸向是否錯位。以軋制鋼球為例，軋輥孔型產(chǎn)生軸向錯位 時， 右軋輥型腔較左軋輥型腔錯向出口， 這樣就會使軋件與右軋輥型腔的后部接觸， 而與左 軋輥型腔的前部接觸， 出現(xiàn)左軋輥型腔的后半部與右軋輥型腔的前半部與軋件接觸不上的狀 態(tài)。軋件與軋輥孔型在這種狀態(tài)下接觸，在軋件的斜對角線方向，右軋輥將軋件往下帶動， 左軋輥將軋件往上帶動， 在軋件最后出孔型時，就