超级军网摆动碾压——航空零部件制造的“神器”！
来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/28 07:35:49
核心提示： 摆动辗压与常规锻造工艺相比，具有连续的局部变形。这样，它的轧制压力仅是常规锻造工艺的1/10~1/20。摆动辗压可以使锻造空白的变形更加均匀，金属线条更加合理，并且可以更大地提高成品的强度。
一、摆动辗压的概述
摆动辗压（Rotary Forging），简称摆辗，也可以称为轴向轧制，是利用一个带圆锥形的、可旋转的上模对毛坯局部加压，从而达到逐步成形目的的一种塑性加工技术。它属于连续局部加载成形方法。
图1摆动辗压
二、摆动辗压的工作原理：
如图2所示，带锥形的上模的中心线OZ与机器主轴中心线OM相交成α角(1°~3°)，称为摆角。当主轴旋转时，OZ绕OM旋转，使上模产生摆动；同时，滑块在油缸的作用下上升，对坯料施压。这样，上模在毛坯上连续不断地滚动，上模每旋转一周，坯料将产生一个压下量，最后达到整体成形的目的。
图2摆动辗压工作原理
图3 摆动辗压工作剖面图
图2中下部“瞬时塑变区”是上模与坯料的接触面积。如果圆锥上模母线是一直线，则辗压出的工件表面是一平面；如果圆锥上模母线是一曲线，则工件表面为一形状复杂的旋转曲面，从而锻件的上表面可以获得各种形状，如图4所示。
图4摆动辗压各种饼类锻件
摆动辗压与常规锻造工艺相比，具有连续的局部变形。这样，它的轧制压力仅是常规锻造工艺的1/10~1/20。摆动辗压可以使锻造空白的变形更加均匀，金属线条更加合理，并且可以更大地提高成品的强度。如图5所示是摆动辗压的加工过程示意图。
图5 摆动辗压的加工过程示意图
三、摆动辗压的分类
四、摆动辗压的优缺点
优点：
（1）省力。摆动辗压是以连续局部变形代替常规锻造工艺的一次整体成形，因此所需变形力小，即所用设备吨位较小。
（2）产品质量高，节省材料。如果模具制造尺寸精度很高，且进行过抛光，则辗压件垂直尺寸精度可达0.025mm，表面粗糙度可达R_(a_(0.4-0.8) ) μm。如采用冷辗压成形，省去了加热设备及有关的能源消耗，又由于摆辗件金属纤维的合理分布，摆辗过程中的加工强化，大大提高了摆辗成形件的机械性能，个别零件通过摆辗后可以达到净成形，不再需要切削加工，节省原材料，可实现少无切削加工。
（3）可以加工外形复杂的零件。尤其适合加工薄而形状复杂的饼盘类锻件、带杆的薄法兰盘状零件。
（4）劳动环境好，劳动强度低。摆动辗压时机器无噪声，振动小，易于实现机械化、自动化。
（5）成本较低。模具的设计较简单，制造容易，安装方便。
（6）设备投资少，制造周期短，见效快，占地面积小，基建费用低。
图6 摆动辗压工艺过程分析
（左上图是材料纤维，左下图是摆辗与常规锻造的轴向力比较，右上图是应力应变分析，右下图是温度分布）
缺点：
（1）加工范围的局限性。不适合加工需要径向变形的长杆类工件。
（2）单工步，单模腔。摆辗的上模只有一个运动中心，而工件轴线必须通过这一运动中心才能保证获得正确的工件外形轮廓。因而模具上只能放一个模腔，也就只能完成一个加工工步。
（3）对制坯要求严格。由于摆辗是偏心加载多次累积变形的毛坯整体成形，毛坯受偏心载荷作用，故要求毛坯高径不宜过大，否则不但效率低，而且也易产生“蘑菇头”形，造成折叠缺陷。
（4）模具寿命低。这是由于摆辗时，坯料在模具中的停留时间较长，模具温度升高，模具热疲劳严重。
图7 在对20CrMnTi合金的冷辗中的3D有限元分析仿真
五、摆辗机
（1）摆辗机的种类
摆动辗压机的总体结构与液压机类似，它是由摆头及其传动系统、封闭的几家部件、液压缸施力部件、液压传动系统和电气控制系统组成。它和一般液压机的不同之处就是多了一套摆头部件。除摆头外，其设计计算和一般液压机基本相同。
图8 液压机（HP30/HP50/HP63）
摆辗机按其机架主轴线安装位置不同分为立式摆辗机和卧式摆辗机两类。
立式摆辗机机架的主轴线与地面垂直，刚性好，适用于成形复杂零件；
卧式摆辗机的机架主轴线与地面平行，结构紧凑，操作方便，但是刚性较差。
（2）摆辗机的选择
摆辗机是非标准设备，还没有定型生产。摆辗机的选择是指根据产品需要设计摆辗机或按现有机型选择摆辗机。选用摆辗机来生产锻件主要考虑以下条件：
零件的形状和产量的大小
辗压力的大小
设备工作空间尺寸
经济性及产品质量
（3）DENN公司的摆辗机类型
DENN公司的特色是增量变形技术，因而基于增量变形理论的摆辗机，与常规的锻造工艺相比，展现出更多的优越性。
图9 RF-100（压力100Tn，毛坯直径最大为250mm，毛坯高度最大100mm，工件高度最大80mm）
图10 RF-350（压力350Tn，毛坯直径最大为500mm，毛坯高度最大300mm，工件高度最大250mm）
图11 RF-550/2（压力550Tn，毛坯直径最大为700mm，毛坯高度最大400mm，工件高度最大350mm）
图12 RF-850（压力850Tn，毛坯直径最大为800mm，毛坯高度最大400mm，工件高度最大300mm）
六、摆动辗压的应用
凡是具有一定塑性的金属材料均可用于摆动辗压，如碳钢、不锈钢、轴承钢、工具钢、18CrMnTi、20CrNiMo、铝、铅、铜等材料。
摆动辗压主要用来成形各种饼盘类、环类及带法兰的长轴类锻件，如法兰盘、齿轮坯、铣刀坯、蝶形弹簧坯、汽车后半轴、扬声器导磁体、带齿形的伞齿轮、端面齿轮、链轮、涡轴等。
图13 扬声器导磁体
图14端面齿轮
图15 端面凸轮摆辗成形模具
图16不锈钢法兰盘
图17冷辗齿轮零件的3D有限元模型
http://www.cannews.com.cn/2016/0330/150992.shtml
核心提示： 摆动辗压与常规锻造工艺相比，具有连续的局部变形。这样，它的轧制压力仅是常规锻造工艺的1/10~1/20。摆动辗压可以使锻造空白的变形更加均匀，金属线条更加合理，并且可以更大地提高成品的强度。
一、摆动辗压的概述
摆动辗压（Rotary Forging），简称摆辗，也可以称为轴向轧制，是利用一个带圆锥形的、可旋转的上模对毛坯局部加压，从而达到逐步成形目的的一种塑性加工技术。它属于连续局部加载成形方法。
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图1摆动辗压
二、摆动辗压的工作原理：
如图2所示，带锥形的上模的中心线OZ与机器主轴中心线OM相交成α角(1°~3°)，称为摆角。当主轴旋转时，OZ绕OM旋转，使上模产生摆动；同时，滑块在油缸的作用下上升，对坯料施压。这样，上模在毛坯上连续不断地滚动，上模每旋转一周，坯料将产生一个压下量，最后达到整体成形的目的。
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图2摆动辗压工作原理
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图3 摆动辗压工作剖面图
图2中下部“瞬时塑变区”是上模与坯料的接触面积。如果圆锥上模母线是一直线，则辗压出的工件表面是一平面；如果圆锥上模母线是一曲线，则工件表面为一形状复杂的旋转曲面，从而锻件的上表面可以获得各种形状，如图4所示。
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图4摆动辗压各种饼类锻件
摆动辗压与常规锻造工艺相比，具有连续的局部变形。这样，它的轧制压力仅是常规锻造工艺的1/10~1/20。摆动辗压可以使锻造空白的变形更加均匀，金属线条更加合理，并且可以更大地提高成品的强度。如图5所示是摆动辗压的加工过程示意图。
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图5 摆动辗压的加工过程示意图
三、摆动辗压的分类
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四、摆动辗压的优缺点
优点：
（1）省力。摆动辗压是以连续局部变形代替常规锻造工艺的一次整体成形，因此所需变形力小，即所用设备吨位较小。
（2）产品质量高，节省材料。如果模具制造尺寸精度很高，且进行过抛光，则辗压件垂直尺寸精度可达0.025mm，表面粗糙度可达R_(a_(0.4-0.8) ) μm。如采用冷辗压成形，省去了加热设备及有关的能源消耗，又由于摆辗件金属纤维的合理分布，摆辗过程中的加工强化，大大提高了摆辗成形件的机械性能，个别零件通过摆辗后可以达到净成形，不再需要切削加工，节省原材料，可实现少无切削加工。
（3）可以加工外形复杂的零件。尤其适合加工薄而形状复杂的饼盘类锻件、带杆的薄法兰盘状零件。
（4）劳动环境好，劳动强度低。摆动辗压时机器无噪声，振动小，易于实现机械化、自动化。
（5）成本较低。模具的设计较简单，制造容易，安装方便。
（6）设备投资少，制造周期短，见效快，占地面积小，基建费用低。
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图6 摆动辗压工艺过程分析
（左上图是材料纤维，左下图是摆辗与常规锻造的轴向力比较，右上图是应力应变分析，右下图是温度分布）
缺点：
（1）加工范围的局限性。不适合加工需要径向变形的长杆类工件。
（2）单工步，单模腔。摆辗的上模只有一个运动中心，而工件轴线必须通过这一运动中心才能保证获得正确的工件外形轮廓。因而模具上只能放一个模腔，也就只能完成一个加工工步。
（3）对制坯要求严格。由于摆辗是偏心加载多次累积变形的毛坯整体成形，毛坯受偏心载荷作用，故要求毛坯高径不宜过大，否则不但效率低，而且也易产生“蘑菇头”形，造成折叠缺陷。
（4）模具寿命低。这是由于摆辗时，坯料在模具中的停留时间较长，模具温度升高，模具热疲劳严重。
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图7 在对20CrMnTi合金的冷辗中的3D有限元分析仿真
五、摆辗机
（1）摆辗机的种类
摆动辗压机的总体结构与液压机类似，它是由摆头及其传动系统、封闭的几家部件、液压缸施力部件、液压传动系统和电气控制系统组成。它和一般液压机的不同之处就是多了一套摆头部件。除摆头外，其设计计算和一般液压机基本相同。
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图8 液压机（HP30/HP50/HP63）
摆辗机按其机架主轴线安装位置不同分为立式摆辗机和卧式摆辗机两类。
立式摆辗机机架的主轴线与地面垂直，刚性好，适用于成形复杂零件；
卧式摆辗机的机架主轴线与地面平行，结构紧凑，操作方便，但是刚性较差。
（2）摆辗机的选择
摆辗机是非标准设备，还没有定型生产。摆辗机的选择是指根据产品需要设计摆辗机或按现有机型选择摆辗机。选用摆辗机来生产锻件主要考虑以下条件：
零件的形状和产量的大小
辗压力的大小
设备工作空间尺寸
经济性及产品质量
（3）DENN公司的摆辗机类型
DENN公司的特色是增量变形技术，因而基于增量变形理论的摆辗机，与常规的锻造工艺相比，展现出更多的优越性。
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图9 RF-100（压力100Tn，毛坯直径最大为250mm，毛坯高度最大100mm，工件高度最大80mm）
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图10 RF-350（压力350Tn，毛坯直径最大为500mm，毛坯高度最大300mm，工件高度最大250mm）
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图11 RF-550/2（压力550Tn，毛坯直径最大为700mm，毛坯高度最大400mm，工件高度最大350mm）
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图12 RF-850（压力850Tn，毛坯直径最大为800mm，毛坯高度最大400mm，工件高度最大300mm）
六、摆动辗压的应用
凡是具有一定塑性的金属材料均可用于摆动辗压，如碳钢、不锈钢、轴承钢、工具钢、18CrMnTi、20CrNiMo、铝、铅、铜等材料。
摆动辗压主要用来成形各种饼盘类、环类及带法兰的长轴类锻件，如法兰盘、齿轮坯、铣刀坯、蝶形弹簧坯、汽车后半轴、扬声器导磁体、带齿形的伞齿轮、端面齿轮、链轮、涡轴等。
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图13 扬声器导磁体
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图14端面齿轮
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图15 端面凸轮摆辗成形模具
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图16不锈钢法兰盘
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图17冷辗齿轮零件的3D有限元模型
http://www.cannews.com.cn/2016/0330/150992.shtml
锻造这方面中国应该是世界领先吧
我兔也不见得都玩的很转吧
锻造这方面中国应该是世界领先吧
每年从日本进口大量模锻设备。
每年从日本进口大量模锻设备。
据说有世界最大锻压机的二重倒闭了。
spaceX1 发表于 2016-3-30 21:06
据说有世界最大锻压机的二重倒闭了。
还没正式的消息吧
据说有世界最大锻压机的二重倒闭了。
还没正式的消息吧
二重的设备赌的是核电建设
可惜输了
可惜输了