楔横轧
原理:楔横轧指圆柱形坯料在两轧辊的模具间或在两平板模具之间发生连续局部变形,轧制成的零件形状和模具底部型槽的形状一致。楔横轧大致可以分为两大类:辊式楔横轧和板式楔横轧。其中,辊式楔横轧的成形原理:形模块的轧辊,模块的作用下,以相同方向旋转,带动圆形坯料向相反方向旋转,两个装有楔坯料在楔形径向压缩、轴而使轧制的零件形状和模具底部型槽的形状一致。板式楔横轧则是在上模板和下模板的相对滑动过程中,借助装在上、下模板的模具,使圆柱形的坯料在径向变形的同时产生轴向变形,加工成与模具型腔形状一致的圆柱形或圆锥形零件。
基本信息
- 中文名
楔横轧
- 变形
主要为径向压缩和轴向延伸
- 优点
生产效率高
- 特点
产品质量好
概念
两个带楔形模的轧辊,以相同的方向旋转,带动圆形坯料旋转,坯料在楔形型的作用下,轧制成各种形状的台阶轴。这种横轧的变形主要为径向压缩和轴向延伸。
优点
与传统的锻造或切削工艺相比,楔横轧工艺有如下优点:
生产效率高,通常是其它工艺的5-20倍。如果产品的几何形状不太复杂,那么使用对称模具一次就可以加工一对工件。在实际生产中,轧辊的转速通常为10-30rpm,那么每分钟至少可以轧制10--30个工件。
材料利用率高。通常,在传统机械加工中(例如切削加工)约有40%的材料以切屑的形式浪费掉,而在楔横轧工艺中仅有不足10%的材料浪费掉。
产品质量好。楔横轧件金属纤维流线沿产品外形连续分布,并且晶粒进一步得到细化,所以其综合机械性能较好,产品精度也高。
工作环境得到了改善。由于楔横轧轧制成形过程中无冲击,噪音小,加之无需冷却液的使用,所以其工作环境得到了大大改善。
自动化程度高。车I.件从成形、表面精整到最后成品都是由机器自动完成,所需操作人员较少。
局限性
通用性差,只能生产圆截面的轴类件,需要专门的设备和模具;模具的设计、制造、及生产工艺调整比较复杂,且模具尺寸大。所以,该工艺适合轴类零件的大批量生产,不适合于小批量生产。而且不能轧制大型件,轧制棒料的长度也受到限制。因而pR需进行设计方法的创新与改进,扩大楔横轧的应用范围,充分发挥现有轧机的能力。
制作过程
在楔横轧轧制过程中,轧件成形经历了四个阶段,这四个阶段分别对应着楔形模的四个区段。
整个过程如下:楔形模的起始部分使坯料旋转起来并沿圆周方向在坯料上轧出一条由浅至深的V形沟槽,这一部分称为楔入段,接着在其后的楔形模将由浅而深、由窄而宽的V形沟槽车L成深度和宽度一样的V形沟槽,这一部分称之为楔入平整段,随后楔形模使V形沟槽扩展,这一部分称为展宽段,这是轧件的主要变形区段;最后是精整段,对轧件进行整形,以提高轧件的外观质量和尺寸精度。
发展状况
早在19世纪,人们就开始探讨用楔横轧的方法生产轴类零件,但由于技术水平的限制一直未能用于生产。
到1961年,捷克斯洛伐克首先将这项工艺与设备用于工业生产,其主要产品为五金工具坯、小型汽车零件等,从而成为世界上众所周知的轴类零件加工新工艺。随后,英国的雷德曼(Redman)公司引进了这项技术,制造出UL-3 5辊式楔横轧机,东德的耶尔福(Erfurt)公司研发出UWQ40 X 400, UWQ80 X 630两种搓板式楔横轧机,同样得到较为广泛重视。以后,日本、苏联等国家也先后采用这种工艺生产轴类零件毛坯,收到了较明显的技术经济效果。在国外,用楔横轧工艺已生产出上百种零件毛坯,如电机轴、汽车变速箱二轴、汽车四联齿轮等产品的毛坯。产品的直径范围为6-150毫米,长度范围为40-1200毫米。楔横轧既可以生产零件毛坯,又可以为模锻件制坯,还可以实现无切屑的精轧。楔横轧工艺主要以热轧为主,小直径产品也可以实现冷轧。
早在20世纪50年代,我国就开始楔横轧的探讨与实验工作。
上世纪60年代初,重庆大学等进行楔横轧汽车球销的研究工作,并获得初步成功。