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碾锻工艺及碾轧工艺

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1、辊锻工艺及楔横轧工艺专业班级：138021学生姓名：张红男学号：13802103任课教师：耿佩设计时间：2015年 12 月航空材料工程学院一、工艺概论及特点二、所用设备目录错误!未定义书签。三、工艺过程及分类、应用四、分类过程及展望错误!未定义书签。一、工艺概念及特点概念：辊锻是回转锻造的一种，是材料在一对反向旋转模具的作用下产生塑性变形得到所需锻件或锻坯的塑性成形工艺。它是成形轧制（纵轧）的一种特殊形式。特点：辊锻工艺兼有锻和轧的特点，其产品精度高，表面粗糙度小，锻件质量好，因为辊锻时的金属纤维组织连续按锻件外廓分布，未被切断，组织均匀，力学性能好，精密辊锻后无需加工，避免了流线切断或外露的不利；辊锻连续转动，生产效率高，设备结构简单，对厂房和地基要求低，模具寿命长，辊锻是静压过程，金属和模具间相对滑动少，因而辊锻模寿命长 5-10 倍；所需设备吨位小，因为辊锻过程是逐步的，连续的变形过程，变形的每一瞬间，模具只与毛坯一部分接触，易于实现自动化，辊锻模具可用球墨铸铁或硬铸铁制造，以节省昂贵的模具钢和减少模具机械加工量。辊锻除有上述特点外，也有其工艺局限性。概念：

2、两个带楔形模的轧辊，以相同的方向旋转，带动圆形坯料旋转，坯料在楔形型的作用下，轧制成各种形状的台阶轴。这种横轧的变形主要为径向压缩和轴向延伸。特点：生产效率高，通常是其它工艺的5-20倍。如果产品的几何形状不太复杂，那么使用对称模具一次就可以加工一对工件。在实际生产中，轧辊的转速通常为10-30rpm,那么每分钟至少可以轧制10-30个工件。材料利用率高。通常，在传统机械加工中（例如切削加工勺有40% 的材料以切屑的形式浪费掉，而在楔横轧工艺中仅有不足10%的材料浪费掉。产品质量好。楔横轧件金属纤维流线沿产品外形连续分布，并且晶粒进一步得到细化，所以其综合机械性能较好，产品精度也高。工作环境得到了改善。由于楔横轧轧制成形过程中无冲击，噪音小，加之无需冷却液的使用，所以其工作环境得到了大大改善。自动化程度高。车I件从成形、表面精整到最后成品都是由机器自动完成，所需操作人员较少。二所用设备（1）单辊弧形板式楔横轧机：只需驱动一个轧辊，并取消了分速机构、万向接轴和相位调整机构。（2）辊式楔横轧机：不仅有效地防止轧件歪斜使轧制过程稳定，而且产品尺寸精度容易保证，其实辊式楔

3、横轧机又有二辊式和三辊两种。三工艺过程及分类、应用辊锻分为制坯辊锻和成形辊锻辊锻过程：辊锻制坯f弯曲f预锻f精密辊锻成形f切边f热矫正等工艺过程。楔横轧主要工艺流程如下：棒材锯切f加热f轧制f （空冷）f正火f抛丸f矫直f产品锯切。四分类过程及展望早在19世纪，人们就开始探讨用楔横轧的方法生产轴类零件，但由于技术水平的限制一直未能用于生产。到1961年，捷克斯洛伐克首先将这项工艺与设备用于工业生产，其主要产品为五金工具坯、小型汽车零件等，从而成为世界上众所周知的轴类零件加工新工艺。随后，英国的雷德曼（Redman）公司引进了这项技术，制造出UL-3 5辊式楔横轧机，东德的耶尔福（Erfurt）公司研发出UWQ40 X 400, UWQ80 X 630两种搓板式楔横轧机，同样得到较为广泛重视。以后，日本、苏联等国家也先后采用这种工艺生产轴类零件毛坯，收到了较明显的技术经济效果。在国外，用楔横轧工艺已生产出上百种零件毛坯，如电机轴、汽车变速箱二轴、汽车四联齿轮等产品的毛坯。产品的直径范围为6-150毫米，长度范围为40-1200毫米。楔横轧既可以生产零件毛坯，又可以为模

4、锻件制坯，还可以实现无切屑的精轧。楔横轧工艺主要以热轧为主，小直径产品也可以实现冷轧。早在20世纪50年代，我国就开始楔横轧的探讨与实验工作。上世纪60年代初，重庆大学等进行楔横轧汽车球销的研究工作，并获得初步成功。70年代初，原东北工学院（现东北大学）在实验室试轧出火车D轴的模拟件，以后与沈阳轧钢厂合作，试轧出火车D轴，但由于种种原因未能应用于生产之中。70年代中期，清华大学与北京电讯工具厂合作，试轧出尖嘴钳毛坯。之后，上海锻压机床厂研制成功了单辊弧形楔横轧鲤鱼钳毛坯新工艺，成功轧制出双头呆板手、鲤鱼嘴钳等，成为国内第一家将楔横轧应用于生产中的单位。但由于单辊弧形式楔横轧在模具制造、工艺调整等方面都十分困难，故一直没能得到推广。从70年代初起，原北京钢铁学院（现北京科技大学）就开展了楔横轧技术的研究开发和推广工作，先后帮助工厂建成楔横轧生产线40多条，开发并应用于生产的零件130多种，包括汽车、拖拉机、摩托车、发动机、油泵与水泵等机器的轴类零件。其研究成果被国家科委列入中华人民共和国重大科技成果（1979-1988），并被国家科委、国家教委以及冶金工业部确立“

5、轴类零件轧制（斜轧与楔横轧）研究与推广中心”。80年代以来，机械部济南铸锻研究所、郑州机械所、北京机电研究所、吉林工业大学，先后开展了楔横轧的研究与开发，并取得了一定进展。通过近几年年来的研究、实践，我国楔横轧技术无论是在设备方面还是在工艺方面都取得了一定的进展，现己成为世界上开发和投产楔横轧产品最多的国家之一，专业化楔横轧厂迅猛发展起来，并带来了显著的经济效益和社会效益。随着我国汽车、摩托车等制造业的发展，楔横轧技术必将为我国在节材、节能、高效生产领域中发挥重要的作用。阶梯轴是多数通用机械中主要传动零件，广泛应用于机械、航空、航海等工业之中。其材质、表面质量及综合机械性能均要求很高，阶梯轴的强度对整台机器寿命影响很大，其质量的优劣，直接影响着机器的工作性能和使用寿命。目前，阶梯轴的加工仍广泛采用传统的切削加工，存在着材料利用率低、能耗大、生产率低、成本高等不足。20世纪60年代出现的一种先进制造技术一楔横轧工艺，以其独特的优点引起了人们的注意，这一轴类零件新成形工艺，与传统的锻造、切削工艺相比有效率高、节材节能、产品精度高、模具寿命长等优点。所以该技术日益受到人们的重视，被广泛地应用于汽车、拖拉机、摩托车、发电机上的轴类件或连杆件的生产中。而且随着工业的快速发展与拓宽，楔横轧产品有着巨大的国内及国际市场，发展前景广阔。

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