旋锻技术讲座
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D-轴向顺流 E-横向流动 F-毛边 G-材料的波动旋转 H-打击方向
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1）材料流动趋势并不局限于一个方向，即在旋锻过程中，沿材料轴向两端都 可以有材料流出；同时在材料的横向截面上，也存在横向变宽的流动趋势， 但由于受到模具内椭圆形和后角等结构的限制，材料的横向流动只是少量的。
2）存在材料反流动情况，即在材料送进时，由于是对着模具锥形喇叭口送进 的，所以有部分材料逆送料方向而流动，而呈现反流量大于顺流量的现象。 在模具锥角过大时，送进的材料将在模具锥面部分产生滑动，从而导致送料 时出现严重的轴向振动，给送进带来巨大阻力。所以，模具的锥部锥角要严 格控制在20度以内。
3）有绕自身轴线回转的趋势。前已述及，这是由于旋锻模在旋锻过程中不断 张合，而在旋转速度就是旋转锻造机坯料夹持器所表现出来的速度就是旋转 锻造机坯料夹持器所表现出来的速度。送进的材料如果没有这个回旋动作， 则旋转锻造只会发生在材料的一个固定位置上，在材料上引起圆度误差和毛 边，甚至使材料的回转动作则是由工人手控的。
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四、影响材料可旋锻性能的因素
旋锻是沿材料横断面多向同时锻打的工艺。它在有效限制金属材料横 向外延流动的同时，也就提高了材料轴向延伸的效率。所谓材料的可 锻能力，是在于表述材料在一次旋锻过程中所能达到的最大变形程度。 通常，在一个旋锻工步中所能经受的材料最大断面缩减程度q
1）采用横断面形成的芯棒，可以旋锻出多样内形的管件，这应是旋锻 工艺最明显的特点之一。但是另一方面，当旋锻时锻坯的断面缩减量 增大和其工具尺寸不得不趋小设计时，则工具的寿命就必然成为旋转 工艺发挥的一种限制因素。因为，过快的工具消耗，有时会使旋转工 艺变得不经济。
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2）在操作旋转锻造时，坯料送入模具出现困难的频次相对较高，特别 是在旋锻件锥形部分锥角较大的场合。因为，此锥角偏大，即模具的 入模角较大，从而使坯料的入模送进力增大同时会出现振动，进一步 影响到旋锻件的表面质量，从而会延长此类锻件的生产周期。所以， 生产中有时不得不将一道工序可以完成的工作改为两道工序来完成， 即第一道工序采用入模锥角较小的模具，第二道工序采用入模锥角较 大的模具或采用闭合型模具旋锻，以求平缓过渡。 3）旋转锻造工艺生产的噪声过大，需要考虑对操作者的听力保护。一 般应在设备上加装纤维隔声板框架。操作人员相对容易疲劳。
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图8所示是用于普通电源杆接头与电缆结合；
图8 电源杆接头与电缆结合 a）旋锻结合前 b）旋锻结合后
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图9所示用于电缆之间的相结合等。
图9 电缆之间的相互结合 a）球形结合 b）单臂球形结合 c）双臂球形结合
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2、旋转锻压的劣势
冷旋锻技术讲座
第一节 旋锻过程及特点
一、旋锻过程
旋锻即旋转锻造，也叫径向锻造，常采用两个或两个以上的模具，在 使其环绕坯料（棒材、线材或管材）外径周围旋转的同时，也向坯料 轴心施加高频率的径向力，使坯料受径向压缩而按模具型线成形和沿 轴向延伸的过程。它是一种局部而连续、无屑而且精密的金属成形加 工工艺。所谓冷旋锻工艺，就是在室温下进行的旋转锻造工艺。
图1 进料锻造法示意图
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图2 凹进锻造法示意图
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二、旋锻工程中的材料流动
旋转锻造过程中，材料的流动与旋压方法、模具的型 线结构等有关。兹以图3所示的棒料进给旋转锻造为例， 可以看出材料在旋锻时的一般流动趋势。
图3 棒料旋锻时的材料流动 1—模具 2--坯料 A-坯料送进方向 B-送进量 C-轴向反流
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4）由于冷击压缩的坯料的横截面伴随有加工硬化，而且加工硬化的程 度取决于坯料横截面的压缩率，所以在许多情况下，可因此而采用具 有抗拉强度低的廉价材料通过冷旋锻来取代一些高价材料，或者可以 变实心结构为空心结构，以达到节材的目的。 5）旋转锻件的精度取决于坯料横截面的压缩量、旋锻模的质量和锻件 直径的大小，其公差量约为 ±0.02~ ±0.2mm 范围内。这一精度可 与精密切削的精度相匹配。 6）旋转锻造过程适用的材料品种较多。一般，只要具有一定延性的金 属，都可以进行旋转锻压。
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三、旋锻的工艺优势和劣势
1、旋转锻造的工艺优势
1）经旋转锻造的锻件，具有连续的纤维流线。这一点，明显的优于切削 加工件。
2）旋锻件的表面粗糙度质量，随坯料横截面压缩量的增大而提高，一般 都胜过切削表面。从而有利于提高机件的配合的精度。
3）由于经旋转锻造后的锻件表面存在有附加压缩应力，因而也提高了此 类锻件的抗弯强度；再加上表面光洁的பைடு நூலகம்势，可使此类锻件的切口效 应达到最小。
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；
如图5所示是用于内、外非圆形管端的成形
a a)外六角形
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b b）内六角形
c
c）外方形
d d）内外球形
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图5
用于内、外非圆形管端的成形
如图6所示是用于外形复杂短柱体的成形
图6
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用于外形复杂短柱体的成形
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图7 所示是用于管件与实心轴的旋锻结合；
图7
管件与实心轴的旋锻结合
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通常，旋转锻造有两种基本的锻造方 法：一种是“进料锻造法”，其示意 图如图1 所示。锻造时模具绕坯料 旋转，并对坯料作段冲程、高频率的 锤击。坯料是直接从模具入口端送进， 直至锻出所需的锻件长度为止。这种 方法用在单项锻制细长台阶的场合， 其台阶过渡锥锥角较小，一般最大为 20°。另一种是“凹进锻造法”， 其示意如图2 所示。锻造时，模具 除可绕坯料旋转和对坯料作段冲程。 高频率的锤击外，还可以作“开启” 与“闭合”动作。这种方法用在锻制 双向台阶和中间变细轴的场合，其两 端的台阶过渡锥短而陡峭。
7）冷转转锻造一般可达到的最大截面压缩率：高速钢为40%,、中碳钢 为50%、低碳钢为70%、wc为0.2%的合金钢为50%、Wc为0.4%的合 金钢为40%。
8）利用旋转锻造，还可以简便地取得一些独特的工艺效果：
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如图4所示是用于管壁向内、外局部增厚
图4
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用于管壁向内、外局部增厚
D-轴向顺流 E-横向流动 F-毛边 G-材料的波动旋转 H-打击方向
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1）材料流动趋势并不局限于一个方向，即在旋锻过程中，沿材料轴向两端都 可以有材料流出；同时在材料的横向截面上，也存在横向变宽的流动趋势， 但由于受到模具内椭圆形和后角等结构的限制，材料的横向流动只是少量的。
2）存在材料反流动情况，即在材料送进时，由于是对着模具锥形喇叭口送进 的，所以有部分材料逆送料方向而流动，而呈现反流量大于顺流量的现象。 在模具锥角过大时，送进的材料将在模具锥面部分产生滑动，从而导致送料 时出现严重的轴向振动，给送进带来巨大阻力。所以，模具的锥部锥角要严 格控制在20度以内。
3）有绕自身轴线回转的趋势。前已述及，这是由于旋锻模在旋锻过程中不断 张合，而在旋转速度就是旋转锻造机坯料夹持器所表现出来的速度就是旋转 锻造机坯料夹持器所表现出来的速度。送进的材料如果没有这个回旋动作， 则旋转锻造只会发生在材料的一个固定位置上，在材料上引起圆度误差和毛 边，甚至使材料的回转动作则是由工人手控的。
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四、影响材料可旋锻性能的因素
旋锻是沿材料横断面多向同时锻打的工艺。它在有效限制金属材料横 向外延流动的同时，也就提高了材料轴向延伸的效率。所谓材料的可 锻能力，是在于表述材料在一次旋锻过程中所能达到的最大变形程度。 通常，在一个旋锻工步中所能经受的材料最大断面缩减程度q
1）采用横断面形成的芯棒，可以旋锻出多样内形的管件，这应是旋锻 工艺最明显的特点之一。但是另一方面，当旋锻时锻坯的断面缩减量 增大和其工具尺寸不得不趋小设计时，则工具的寿命就必然成为旋转 工艺发挥的一种限制因素。因为，过快的工具消耗，有时会使旋转工 艺变得不经济。
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2）在操作旋转锻造时，坯料送入模具出现困难的频次相对较高，特别 是在旋锻件锥形部分锥角较大的场合。因为，此锥角偏大，即模具的 入模角较大，从而使坯料的入模送进力增大同时会出现振动，进一步 影响到旋锻件的表面质量，从而会延长此类锻件的生产周期。所以， 生产中有时不得不将一道工序可以完成的工作改为两道工序来完成， 即第一道工序采用入模锥角较小的模具，第二道工序采用入模锥角较 大的模具或采用闭合型模具旋锻，以求平缓过渡。 3）旋转锻造工艺生产的噪声过大，需要考虑对操作者的听力保护。一 般应在设备上加装纤维隔声板框架。操作人员相对容易疲劳。
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图8所示是用于普通电源杆接头与电缆结合；
图8 电源杆接头与电缆结合 a）旋锻结合前 b）旋锻结合后
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图9所示用于电缆之间的相结合等。
图9 电缆之间的相互结合 a）球形结合 b）单臂球形结合 c）双臂球形结合
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2、旋转锻压的劣势
冷旋锻技术讲座
第一节 旋锻过程及特点
一、旋锻过程
旋锻即旋转锻造，也叫径向锻造，常采用两个或两个以上的模具，在 使其环绕坯料（棒材、线材或管材）外径周围旋转的同时，也向坯料 轴心施加高频率的径向力，使坯料受径向压缩而按模具型线成形和沿 轴向延伸的过程。它是一种局部而连续、无屑而且精密的金属成形加 工工艺。所谓冷旋锻工艺，就是在室温下进行的旋转锻造工艺。
图1 进料锻造法示意图
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图2 凹进锻造法示意图
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二、旋锻工程中的材料流动
旋转锻造过程中，材料的流动与旋压方法、模具的型 线结构等有关。兹以图3所示的棒料进给旋转锻造为例， 可以看出材料在旋锻时的一般流动趋势。
图3 棒料旋锻时的材料流动 1—模具 2--坯料 A-坯料送进方向 B-送进量 C-轴向反流
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4）由于冷击压缩的坯料的横截面伴随有加工硬化，而且加工硬化的程 度取决于坯料横截面的压缩率，所以在许多情况下，可因此而采用具 有抗拉强度低的廉价材料通过冷旋锻来取代一些高价材料，或者可以 变实心结构为空心结构，以达到节材的目的。 5）旋转锻件的精度取决于坯料横截面的压缩量、旋锻模的质量和锻件 直径的大小，其公差量约为 ±0.02~ ±0.2mm 范围内。这一精度可 与精密切削的精度相匹配。 6）旋转锻造过程适用的材料品种较多。一般，只要具有一定延性的金 属，都可以进行旋转锻压。
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三、旋锻的工艺优势和劣势
1、旋转锻造的工艺优势
1）经旋转锻造的锻件，具有连续的纤维流线。这一点，明显的优于切削 加工件。
2）旋锻件的表面粗糙度质量，随坯料横截面压缩量的增大而提高，一般 都胜过切削表面。从而有利于提高机件的配合的精度。
3）由于经旋转锻造后的锻件表面存在有附加压缩应力，因而也提高了此 类锻件的抗弯强度；再加上表面光洁的பைடு நூலகம்势，可使此类锻件的切口效 应达到最小。
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如图5所示是用于内、外非圆形管端的成形
a a)外六角形
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b b）内六角形
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c）外方形
d d）内外球形
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图5
用于内、外非圆形管端的成形
如图6所示是用于外形复杂短柱体的成形
图6
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用于外形复杂短柱体的成形
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图7 所示是用于管件与实心轴的旋锻结合；
图7
管件与实心轴的旋锻结合
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通常，旋转锻造有两种基本的锻造方 法：一种是“进料锻造法”，其示意 图如图1 所示。锻造时模具绕坯料 旋转，并对坯料作段冲程、高频率的 锤击。坯料是直接从模具入口端送进， 直至锻出所需的锻件长度为止。这种 方法用在单项锻制细长台阶的场合， 其台阶过渡锥锥角较小，一般最大为 20°。另一种是“凹进锻造法”， 其示意如图2 所示。锻造时，模具 除可绕坯料旋转和对坯料作段冲程。 高频率的锤击外，还可以作“开启” 与“闭合”动作。这种方法用在锻制 双向台阶和中间变细轴的场合，其两 端的台阶过渡锥短而陡峭。
7）冷转转锻造一般可达到的最大截面压缩率：高速钢为40%,、中碳钢 为50%、低碳钢为70%、wc为0.2%的合金钢为50%、Wc为0.4%的合 金钢为40%。
8）利用旋转锻造，还可以简便地取得一些独特的工艺效果：
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如图4所示是用于管壁向内、外局部增厚
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用于管壁向内、外局部增厚