辊锻技术的发展现状与展望

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1、辊锻技术的发展现状与展望辊锻技术的发展现状与展望.横厨j毛寺.张淑立聪辊锻技术的发展现状与展望吉林大学辊锻工艺研究所(长春130025)黄良驹刘化民李义一,辊锻变形的原理与特点辊锻变形的原理如图1所示,坯料被辊锻模咬人后,高度方向受到压缩,少部分金属宽展,大部分金属沿长度方向流动,其特征表现为连续局部塑性变形.所谓”局部”是指某一瞬问变形区为整体锻件的某个局部区域,”连续”是指整个锻件的成形是由局部变形连续依次叠加而成的.,l,厂,I一,r,}图l辊锻变形原理该特征决定了辊锻工艺具有如下特点:(1)生产效率高一个辊锻周期通常只需卜几秒甚至几秒,适合大批量

2、生产要求(2)省力由于辊锻是连续局部成形过程,模具与坯料接触面积小,因此所需变形力较小,与整体模锻相比,可减小设备吨位70%～90%.(3)劳动环境好由于辊锻是静压变形过程,冲击,振动及噪声小,所以符合环境保护要求.(4)容易与其他模锻设备组成机械化,自动化的生产线.(5)受变形特点的限制,对于复杂锻件,可能产生局部充填不良,尺寸精度较低的现象.辊锻工艺适用于减小坯料截面的锻造过程,如杆件的拔长,板坯的辗片以及沿杆件轴向分配金属体积的变形过程.由于辊锻技术具有高效,节能和环保等特点,因此被列为国家重点推广新技术之一.部分典型辊锻件如图2所示.图2部分典型

3、辊锻件二,辊锻技术在我国的发展与应用由于汽车工业被定位为我国国民经济的支柱产业,其生产规模和品种迅速增长.随着汽车模锻件总量的快速增加,制坯辊锻工艺的应用范围也不断扩大,其配套设备除了热模锻压力机外,近些年还建成多条辊锻制坯一液压锤模锻生产线,所生产的轿车连杆精度优于德国DIN7526的E级(即精密级),质量公差可控制在3%以下.辊锻制坯一摩擦压力机模锻工艺也颇具特色,由于投资低廉.因而发展较快.生产的品种包括连杆,车门铰链,汽车多向弯曲类锻件,如左右弯臂,上下调节臂等.复杂模锻件的成形辊锻可以说是我国的创新,极具特色.如内燃机连杆是形状复杂,质量要求高

4、,需求量大的典型锻件,过去曾因生产能力不足而严重制约了整机生产,出现过飞机空运连杆装机的现象.20世纪60年代连杆辊锻工艺的研制成功,解决了诸如突变截面轮廓成形,多道次变形匹配,型槽约束区内金属前滑规律,成形辊锻中不产生干涉的条件及临界包容角,临界前壁角的计算等一系列关键技术问题,辊锻出了十几种符合要求的柴油机连杆.缸板l热加工2005年第11期MetalForming80年代又在山东淄博建成我国第一条连杆辊锻自动线,年生产能力(两班制)可达80万件,节省材料10%,劳动生产率提高两倍,单位成本降低35%,产品质量为优等品,初显辊锻专业化生产的优越l生.

5、汽车前轴属于形状复杂,质量大的锻件,而万吨锻压机生产线的数量有限,不能满足其生产要求,前轴的成形辊锻工艺和精密辊锻一螺旋压力机模锻复合工艺在这种情况下应运而生.(1)前轴成形辊锻工艺锻件形状完全由辊锻实现,因而设备投资最少,生产成本低,适于多品种中等批量生产,但容易产生局部充填不足的现象.(2)精密辊锻.螺旋压力机模锻复合工艺前轴的工字型和弹簧座由辊锻成形到位,仅两端弯头部分在螺旋压力机上模锻成形,这种复合工艺与整体模锻相比,设备吨位降低3/4,投资降低85%,适于多品种大,中批量生产.汽车变截面钢板弹簧是传统叠板弹簧更新换代产品.变截面弹簧片虽然形状不

6、算复杂,但长而薄,很难用其他方法加工.在90年代中期,我们开展了变截面板簧片精密辊锻工艺及其模具CAD/CAM,辊锻自动化装置等方面的研究,很快在全国推广应用,推广程度达53%,并建立了两个专业化变截面板簧生产厂.我国作为农业大国,农机具的需求量大面广.农机具中许多锻件采用辊锻工艺来制坯或成形.例如垦锄,锄板部分采用4道次辗宽和拔长,产品质量优良,远销许多国家和地区.园艺锹,镐头,钢又及犁刀等部分形状也可采用辊锻工艺成形.机引犁铧以前除个别品种采用周期轧制毛坯的方法制造外,多数品种则采用胎模锻的方法生产,生产率低,能耗大,劳动条件差.80年代中期,机引犁

7、铧成形辊锻工艺的研制成功,解决了横向不对称工件辊锻时产生侧弯,板片类工件展宽与延伸变形协调等技术难题,并建成了多条犁铧辊锻生产线用于生产.联合收割机护刃器以前多用铸件,80年代中期研制成功了辊锻制坯一摩擦压力机模锻复合工艺,用于钢质护刃器的大批量生产.除满足国内需求外,还向多个国家出口.以辊锻代替模锻生产拖拉机中的履带节及履带板,解决了大吨位锻压设备不足,设备投资和模具费用高等问题,在生产中取得良好效果.工具行业的特点是同一品种的产品数量巨大,常以田塑缸板l热加工百万或千万计.由于辊锻工艺具有生产率高的特点,在工具行业得到广泛的应用.例如板钳工具中的扳手

8、柄,钳柄可用辊锻工艺来拔长;大中型麻花钻可用辊锻方法辊锻出直槽和刃部,然后在扭转