第四章__先进锻压技术.ppt

先进锻压技术 随着制造技术的发展，锻压加工涌现出许多新工艺、新技术，极大地提高了制件的精度和复杂度，突破了传统锻压只能成形毛坯的局限，直接锻压成形各种复杂形状的精密零件，实现了少、无切削加工，节省材料；制件具有合理纤维组织，提高零件力学性能；广泛采用电加热、少氧化加热，提高表面质量；使过去难以锻压或不能锻压的材料以及新型复合材料的塑性成形加工成为现实，为锻压成形提供了更为宽广的应用前景。 第一节 精密模锻 精密模锻是在普通模锻设备上直接锻造出形状复杂、精度可达IT10~ IT12、表面粗糙度Ra3.2~0.8μm的锻件的模锻工艺。精密模锻锻件无需或少量进行切削加工即可使用，在加工过程中必须采取一系列相应的工艺措施。 1．工艺流程 精密模锻必须先将原始坯料经普通模锻成为中间坯料，再对中间坯料进行严格的清理， 除去氧化皮和缺陷，最后采用无氧化或少氧化加热后精锻。 锥齿轮精密模锻的工艺流程为：落料→少、无氧化加热到1000~1150℃→预锻→终锻→空冷→切边、清理氧化皮→少、无氧化加热至700~850℃→精压→保护介质中冷却→切边、检验→以齿形定位加工轴孔。 2．工艺特点 （1）需精确计算原始坯料的尺寸，精确落料。 （2）需采用喷砂、酸洗等方法清除坯料表面的氧化皮、脱碳层。 （3）需采用少、无氧化方式加热，以减少坯料表面的氧化和脱碳现象。 （4）需采用精度高、刚度好的摩擦压力机、曲柄压力机或高速模锻锤等锻造设备进行锻造。 （5）锻模精度高，凹模开排气孔；锻模上、下模之间需采用导柱、导套，以保证上、下模精确合模。 （6）锻件采用保护冷却（如坑冷、介质中冷却等），减少氧化。 3．应用 精密模锻近年来发展较快，汽车、拖拉机中的直齿锥齿轮、飞机操纵杆、涡轮机叶片、发动机连杆及医疗器械等复杂零件均采用了精密模锻技术。精密模锻在中、小型复杂零件的大批量生产中得到了较广的应用。 第二节 精密冲载 用普通冲裁所得到的工件，剪切断面比较粗糙，而且还会产生塌角、毛刺等缺陷，并带有斜度，工件的尺寸精度较低。精密冲裁是在专用精冲压力机或普通压力机上使用带V形齿圈压板的精密冲裁法，它是在普通冲裁基础上发展起来的一种冲裁工艺。 精冲件断面平直、光亮、外形平整，尺寸精度可达IT5~IT6级，表面粗糙度Ra值可达0.8~0.4μm，因此不需进行任何加工即可直接使用。 精冲时，齿圈压板2将板料3压紧在凹模5表面，V形齿压人材料，使坯料径向受到压缩，当凸模下压时，板料处于凸模1的下压力、齿圈压板2的压边力及顶板4的反压力的共同作用下，此外由于凸、凹模的间隙很小，坯料处于强烈的三向压应力状态，提高了材料的塑性，抑制了剪切过程中裂纹的产生，使冲裁过程以接近于纯剪切的变形方式进行。 1——凸模 2——齿圈压板 3——板料 4——顶板 5——凹模 第三节 轧制 一、纵轧 轧辊轴线与坯料轴线互相垂直的轧制方法。有型材轧制、辊锻轧制等方法。 辊锻轧制 将坯料在装有扇形模块的一对相对旋转的轧辊中间通过，使坯料受压发生塑性变形，从而获得锻件或锻坯的锻压方法。 辊锻的实质是纵向轧制，根据工件形状的复杂程度，可以一次辊锻成形，也可以分别在轧辊上的几个模槽中辊锻多次。 与模锻件相比，辊锻件力学性能较好，尺寸稳定，可节省材料，但尺寸和形状精度不高并且只能使截面变小，不能使截面变大，故主要适用于生产长轴类、长杆类锻件或锻坯。目前，辊锻工艺已用于制造汽车、拖拉机的前梁、连杆、传动轴、转向节以及涡轮机叶片等零件。 二、横轧 轧辊轴线与坯料轴线互相平行的轧制方法。横轧生产效率高，节省金属材料，常用于生产各种类型的齿轮、螺纹。有齿轮轧制、辗环轧制等方法。 齿轮热轧 辗环轧制 三、楔横轧 楔横轧是一种特殊的横轧工艺，利用两个圆周面上镶有楔形凸块，并作同向旋转的平行轧辊，对轴向送进的坯料进行轧制的方法。 楔横轧主要靠两个楔形凸块压缩坯料，使坯料径向尺寸减小，长度增加。楔形凸块由三部分组成：楔入部分、展宽部分、精整部分。 楔横轧工件尺寸精度高、表面粗糙度值低，并且生产率高，易于实现自动。但轧辊楔形凸块制造较为困难，故适用于大批量生产轴类毛坯。 四、斜轧 轧辊轴线与坯料轴线成一定空间角度的轧制方法。常见的斜轧方式有螺旋斜轧、穿孔斜轧等。 螺旋斜轧有钢球轧制、周期轧制、丝杠冷轧等。两轧辊相交成一定角度，作同向旋转，轧辊上有多头圆弧形螺旋槽，圆柱形坯料在轧辊作用下绕自身轴线旋转，并沿轴线方向前进，在轧辊挤压下产生连续变形。 钢球轧制 周期轧制 穿孔斜轧主要用于生产无缝钢管。 斜轧工艺广泛应用于钢球、热轧麻花钻、汽车防滑钉、多联齿轮以及管类零件或毛坯的生产中。 第四节 多向模锻 将加热的金属坯料置于多分模面的组合