机械零件轧制培训资料(doc 30页)

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第五章机械零件轧制

第一节机械零件轧制技术的特点、类型与产品748．什么是机械零件轧制技术?

机械零件轧制技术是指用轧制工艺方法，成形机械零件或金属制品的技术。

与传统的冶金轧制工艺不同，机械零件轧制技术轧制出来的是形状不同的零件。例如汽车变速箱中的阶梯轴，人造卫星上的鼻锥等；而传统轧制工艺一般轧制的是等截面材。如型材、板材、管材等。传统的机械零件生产方法是将这些材料，例如圆材锻造成阶梯轴，或者板料冲压成鼻锥。所以机械零件轧制是冶金轧制技术的发展与深度加工。

机械零件轧制与普通轧制由于都属于连续辊压成形，故都属于轧制范畴。但机械零件轧制与普通轧制无论在轧辊形状、机器的结构、成形方式上都有很大差别，故人们又把机械零件轧制称为特殊轧制，其轧机称为特殊轧机。

749．机械零件轧制的优点有哪些?

传统的机械零件大多用普通轧制方法轧制出的型材作原料，经机械加工成零件的。为了提高性能并节约材料，大多经锻造成形，然后再经

切削、磨削等精加工方法成形最终形状的零件。

机械零件轧制与锻造成形零件都属于塑性成形。但成形方式不同，锻造(模锻)为断续整体成形，机械零件轧制为连续局部塑性成形。由于成形方式不同，两者相比，机械零件轧制具有以下一系列突出优点：

(1)载荷大幅度下降。由于将整体成形改变为局部成形，模具与工件的接触面积大幅度减小，故工作载荷随之大幅度下降，一般只有模锻的十几分之一到几十分之一。结果是设备体积小很多，模具寿命高很多。

(2)生产效率显著提高。由于将往复断续成形改变为回转连续成形，生产效率显著提高，一般高出3—10倍。

(3)生产环境显著改善。由于锻造为整体断续打击成形，并且要经多个工步模腔成形零件，工人多在噪声大于100dB条件中工作，环境恶劣。机械零件轧制是在局部连续滚压中成形零件，进出料都能自动完成，工人在噪声小于60dB条件中工作，与锻造相比生产环境显著改善。

(4)节约材料显著。由于轧制的零件比锻造零件尺寸精度高，又没有模锻时的飞边等，材料利

用率平均可以提高20％左右，节约材料显著。

轧制机械零件与锻造零件比较，也存在缺点，如通用性差，需要专门的设备与模具，并且多数模具的设计、制造与生产工艺调整比较复杂等。

综上所述，机械零件轧制特别适合大批量零件的生产，如汽车、轴承等的零件，以及难以用锻造方法生产的特大型零件，如压力容器上的封头等。这些零件用轧制方法生产，具有既大幅度降低成本，又显著提高零件的质量与精度等优点。

750．机械零件轧制的类型有哪些?

不同形状与结构的零件，在不同工艺、模具与轧机上轧制成形，其基本类型有以下几种：

(1)辊锻。主要轧制长度上变截面的杆类零件，如汽车前梁；

(2)齿轮轧制。主要轧制齿轮、链轮类零件；

(3)螺纹轧制。主要轧制带各种牙形的螺纹类零件；

(4)楔横轧。主要轧制阶梯轴类零件，如汽车变速箱中的轴；

(5)螺旋孔型斜轧。主要轧制球柱一类零件，

如轴承钢球；

(6)仿形斜轧。主要轧制长轴类零件，如火车轴；

(7)麻花钻头轧制。主要轧制麻花钻头零件；

(8)碾环。主要轧制环形类零件，如轴承座圈：

(9)摆碾。主要轧制盘形类零件，如齿轮坯；

(10)旋压。主要轧制筒形类零件，如容器封头；

(11)旋转锻造。主要生产轴类零件，汽车直拉杆。

751．齿轮是怎么轧出来的?

如图5-1所示，带齿形的两个轧辊1与圆形轧件2对辊中，实现局部连续成形，轧制成齿轮。这种横轧的变形主要在径向进行，轴向变形很小并受到限制。

横轧齿轮的应用范围包括：直齿、斜齿及人字圆柱齿轮；直齿、斜齿及螺旋圆锥齿轮，还可以轧制链轮等。

横轧齿轮又分为热轧与冷轧：热轧多用于精度不高的大模数齿轮，冷轧多用于精度高的小模数齿轮，也有先采用热粗轧后冷精轧的。

752．螺纹零件是怎么轧出来的?

螺纹轧制又称螺纹滚压，如图5-2所示。两个带螺纹的轧辊，以相同的方向旋转，带动圆形轧件旋转，其中一个轧辊径向进给，将轧件轧成螺纹。这种横轧的变形主要在径向进行。

螺纹横轧广泛应用于冷轧直径为3～20mm 的紧固件的螺纹，其精度可达7级，螺纹表面的粗糙度R a可达0．4μm。

753．仿形斜轧的工作原理是什么?

仿形斜轧零件成形的工作原理如图5-3所示。3个带锥形的轧辊1带动圆形轧件2旋转，由于轧辊轴心线与轧件轴线交叉，故轧件除旋转

外还向前运动。3个轧辊借助于仿形板3改变轧辊距离轧件的径向位置，实现变截面轴的轧制。仿形斜轧的变形主要是径向压缩、轴向延伸。它主要用于长径比大的轴类零件的生产，如纺织锭杆、医疗器械、火车轴等。

754．麻花钻头是怎么轧出来的?

麻花钻头斜轧的运动原理如图5-4所示。4个带扇形板的轧辊(1，2)，其轴心线与轧件3的轴心线交叉，4个轧辊同时旋转并带动轧件作旋转前进运动。轧辊1为钻沟扇形板，轧辊2为钻刃扇形板，通过4个扇形板将圆形轧件轧制成麻花钻头。其变形主要为径向压缩轴向延伸。这种方法主要用于热轧直径为3～13mm的钻头。

755．什么是旋转锻造?

旋转锻造又称径向锻造，是长轴类轧件成形工艺。其工作原理如图5-5所示，工件径向对称布置两个以上的锤头，它以高频率的径向往复运动打击工件，工件作旋转与轴向移动，在锤头的打击下工件实现径向压缩、长度延伸变形。

旋转锻造广泛应用于汽车、拖拉机、机床、机车等各种机器的台阶轴生产，包括直角台阶与带锥度的轴类件；带台阶的空心轴及内壁异形材；各种气瓶、炮弹壳的收口等。

旋转锻造由于是打击成形，不同于轧制连续成形，但它又不同于传统的锻造成形，它打击的次数非常多，而每次打击的面很类似轧制，所以人们还是把它归于轧制成形中。

第二节辊锻

756．什么是辊锻?

辊锻是将轧制工艺引入锻造领域形成的一种锻造新工艺，属于回转成形范畴。其原理为：两个轧辊轴线平行，其旋转方向相反，毛坯在安装于轧辊上的扇形模具带动下，做垂直于轧辊轴线的直线运动，毛坯在模具的作用下截面积和高度减小，横向略有增加，长度延伸达到零件成形(图5-6)。其变形特点为连续局部小变形。它与锻造相比其特点为：