径向锻技术的应用及其发展.pdf

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1、重型机械径向锻技术的应用及其发展宋涛，赵升吨，刘洪宝(西安交通大学机械工程学院，陕西西安710049)摘要：径向锻技术是一种应用广泛的高性能加工技术，与其它锻压技术相比，具有很多优点。文章介绍了径向锻技术的基本原理和目前的发展现状。阐述了径向锻设备，工艺及数值模拟的国内外研究现状和发展水平，以及其在各个领域的应用状况。关键词：机械制造；重型装备；锻压技术；径向锻中图分类号：TG31文献标识码：A文章编号：1001—196X(2012)03—0011—06ApplicationanddevelopmentofradialforgingtechnologySONG

2、Tao，ZHAOSheng—dun，LIUHong—bao(SchoolofMechanicalEngineering，Xi’anJiaotongUniversity，Xi’an710049，China)Abstract：Theradialforgingisawidely—usedhigh—performanceforgingtechnology．Ithasmoreadvantagesincomparisonwithotherforgingtechnologies．Thebsicprincipleanddevelopmentstatusoftheradialf

3、orgingtech—nologyisintroducedinthispaper．Thereseachstatusathomeandabroadofradialforgingequipment，tech—niqueandnumericalsimulation，aswellastheapplicationstatusofradialforgingtechnologyinvariousfieldsaerelaborated．Keywords：machinofacture；heavyequipment；forgingtechnology；radialforging；

4、overview造出可锻打最大外径1．2m的径向锻机并应用于0前言生产。径向锻造的基本原理由奥地利科学家随着国内市场对高性能锻造的强劲需求，我B．Rralowetz博士于1946年提出。第一台四锤头国于上世纪7O年代中期开始研究液压式径向锻径向锻机诞生于上世纪60年代。到70年代中期机，目前研发和制造水平都有了很大提高。本文已有6．5MN至25MN的径向锻机相继问世并应将从径向锻压的工作原理和特点，论述其在国内用于高合金钢和其他合金的大型坯料和连铸锭的外的应用和发展。锻造。目前，全世界不同型号和配置的径向锻机1径向锻造的工作原理和特点已有数百台。国外径向锻技术

5、和设备的研发技术已相对成熟。世界上主要的径向锻机和附属设备径向锻造是一种在同一平面上同时对轴类零制造商，如奥地利的GFM，德国的西马克·梅件施加多个周向均匀分布的锻打力的成形方尔(SMSMeer)和意大利的Danieli等公司已制法。径向锻机的基本原理如图1所示。沿零件周向均匀分布的多个锤头在驱动机构的带动下在径向方向进行开合运动，同时零件在夹持机构的收稿日期：2012—03—25；修订日期：2012—05—08带动下沿轴向送进，在送进的过程中根据工艺的基金项目：流体径向冲击高效可控精密下料过程动态断裂力学要求控制工件旋转的速度。个别径向锻机在锻打行为的研究(

6、项目编号：51175413)过程中锤头可在轴向进行微小摆动或低速转动。作者简介：宋涛(1979一)，男，西安交通大学机械工程学院，博士研究生，主要从事径向锻造机理研究和设备零件受到均匀分布的高速、高频、短冲程的锻压设计。力，材料在高静水压力的应力状态下沿轴向、径·12·重型机械向流动。尽管上述各种优点，径向锻也有其固有的缺点和不足。由于设备的结构复杂、锤头往复运动行程范围被限定在了特定区间。在不更换锤头的情况下，工件的变形空间较小。相比自由锻液压机，同吨位的径向锻机锻锤的最大锻打力相对较小。对高强度材料，高频的锻打和设备的最大锻打力限制了每次锻打的变形量，变形

7、区域容易限定在靠近零件表面的区域。同时，径向锻机结构复杂、造价高、前期投人大、维护成本高，可锻打的零件多为轴类零件，且坯料的最佳锻打直径图1径向锻原理示意图和尺寸都有限定。虽然径向锻的生产效率高，但Fig．1Schematicdiagramofradialforging只针对批量生产，对单件小批量生产经济性不佳。另外，如果坯料冶金品质差，径向锻造锻合影响材料可加工性的因素有材料的成分、金坯料芯部缺陷的能力较锻锤差。相组织状态等内在因素，以及加工时的应力状态、温度、变形速率等外在因素。径向锻造在加2径向锻的分类过程中在周向同时施加压力，使得在变形过程根据锻打时工

8、件的温度不同，径向锻可分为中材料内部产