塑性成形工艺与模具设计第3版高锦张电子课件教学课件 第十四章 特种模锻.ppt

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1、第十四章特种锻造辊锻环形件碾压斜轧和横轧多向模锻粉末锻造电热镦锻径向锻造摆动碾压液态模锻返回特种模锻特点：1.实现锻件精密化，满足少无切削加工的要求；2.采用比较简单的、容易制造的设备代替复杂笨重的设备，提高劳动生产率，适合大批量生产；3.采用先进的加热方法，提高锻件精度和表面质量，改善工人的劳动条件。第一节辊锻辊锻：使冷态或热态的毛坯在装有扇形模块的一对旋转的轧辊通过时产生塑性变形，获得所需要的锻坯或锻件。（如图14-1）变形实质：近似小送进量的拔长。辊锻方法：制坯辊锻成形辊锻。图14-1辊锻1—工件2—辊锻3—模块一、辊锻的工艺特点1．辊锻变形是局部接触的、逐步

2、的、连续地变形过程，设备吨位小。2．辊锻设备构造简单、容易制造，对厂房的条件要求不高。3．辊锻过程空行程短，生产效率高。4．金属连续变形，纤维方向按锻件的轮廓分布，锻件力学性能好，质量高。5．辊锻模具可用球墨铸铁或冷硬铸铁制造，节约了模具钢，减少模具机械加工量。6．工人劳动条件好，容易实现机械化和自动化。局限性：适用于截面减小的长轴类锻件，对于截面变化复杂的锻件，还需在压力机上整形。二、辊锻工艺参数1．咬入条件（如图14-2）由平衡条件：ΣFx=0，得：2FNsinα－2FTcosα=0，∴　μ＝tgα若要咬入，FTx＞FNx即：μ＞tgα才能咬入由图可知：OC=D

3、/2cosαBC=△h/2=D/2（1-cosα）为保证咬入，最大压下量：△h最大≤（1-cosα最大）/D图14-2轧制开始时咬入条件2．辊锻的送料方式顺向送料（如图14-3）：毛坯顺辊锻方向送进，扇形模从毛坯端部实现咬入。逆向送料（如图14-4）：毛坯逆辊锻方向送进，扇形模从毛坯中部实现咬入。图14-3顺向送料1—送进方向2—辊锻方向图14-4逆向送料1—送进方向2—辊锻方向三、制坯辊锻制坯辊锻工艺包括：根据锻件图设计辊锻毛坯图选择型腔系确定辊锻道次设计辊锻模(1)根据锻件图设计辊锻毛坯图设计原则是尽可能使辊锻毛坯的形状接近锻件形状。(3)辊锻道次的确定辊锻道次

4、n可按下式确定：(2)选择型腔系当辊锻道次多于一时，型腔系的选择影响辊锻件的质量和效率。(4)辊锻模具　（如图14-5）图14-5辊锻模结构四、成形辊锻成形辊锻适用于截面变化不大、形状比较复杂的轴杆类及板片类中小型锻件。如柴油机连杆、涡轮叶片、拖拉机履带节、钳子、医用镊子、锄头等锻件。五、辊锻机选用主要考虑辊制件的形状、尺寸及复杂程度，生产批量和工艺方案等因素。第二节环形件辗压环形件辗压：将环形毛坯在旋转的模具中进行轧制，使毛坯的壁厚减薄，内径和外径同时扩大。主要生产环形锻件，内、外表面可有各种环形凸缘和沟槽；还可用于套筒、齿圈、法兰盆、轮箍等。碾扩的部分锻件形状如

5、下图：一、工艺特点1．环形件辗压工艺是毛坯旋转、变形连续和压下量小，并且有表面变形的特征；2．锻件精度较自由锻高；3．生产周期短，投资低，工人劳动条件好。可生产的环形件尺寸范围广。二.辗环工作过程（如图14-7）图14-7辗环过程１—毛坯　２—心辊　３—辗压辊４—导向辊　５—信号辊三、辗扩的方式1．径向辗扩（如图14-8）2．径向—轴向辗扩（如图14-9）图14-8环形件断面图ａ）毛坯　ｂ）辗压时孔型不封闭ｃ）辗压时孔型封闭图14-9径向—轴向扩孔ａ）辗压开始　ｂ）随动开始　ｃ）辗压终了第三节斜轧和横轧一、斜轧主要用于生产球、麻花钻、电机轴等。孔型斜轧：轧辊中心距固

6、定，主要靠轧辊上的不同孔型来轧出各种工件。仿形斜轧：轧辊的中心距随仿形板变化而变化，同一轧辊用不同的仿形板可轧出不同的工件。斜轧过程：以孔型斜轧为例。（如图14-10）图14-10螺旋斜轧速度矢量图二、楔形横轧1、主要用于生产回转体变截面的制件。2、楔形横轧机：辊式、平板式和行星式。3、楔形横轧原理（如图14-11）。图14-11楔形横轧原理ａ）两辊式　ｂ）平板式　ｃ）行星式１—楔形模具　２—轧件　３—切断楔4、楔形模具基本形状及所轧零件形状如图14-12所示。图14-12楔形模具基本形状及所轧零件形状Ⅰ-Ⅰ～Ⅱ-Ⅱ压入段Ⅱ-Ⅱ～Ⅲ-Ⅲ延展段Ⅲ-Ⅲ～Ⅳ-Ⅳ整形段第

7、四节径向锻造一、径向锻造的成形过程（如图14-13）工件的运动有三种形式:1．边绕轴线，边作轴向送进。2．只作轴向移动。3．只作转动图14-13径向锻轴示意图二、径向锻造的工艺特点１.多向同时锻打，有效限制金属横向流动，提高轴向的延伸效率；２.变形区处于三向压应力状态，有利于提高金属塑性；３.脉冲加载频率高，使金属变形摩擦力小，变形均匀且易深入内部，金属塑性好；４.每次金属变形量小，变形速度快，变形力小，设备吨位小，模具寿命高；５.能提高锻件精度和降低表面粗糙度。三、径向锻造的工艺应用可进行热锻、温锻和冷锻。图14-19径向锻造的典型零件ａ）带内形的管件　ｂ）实