1、特种轧制2011.11.2绪论1、特种轧制是钢材深加工技术深加工技术的重要方式之一，通常是对板带材、线棒材和钢管等轧制材料再次以轧制的方式进行深度加工。特种轧制主要用特种轧制主要用于机械零件的制造，是一种少切屑或无切屑、高质量、高效率的生产方于机械零件的制造，是一种少切屑或无切屑、高质量、高效率的生产方式，式，在材料加工和机械制造等行业中具有愈来愈重要的作用。 2、特种轧制的轧制方式：特种轧制的轧制方式：特种轧制可以采用纵轧、横轧和斜轧纵轧、横轧和斜轧等3种轧制方式，由于产品的种类繁多，所采用的变形方式和设备形式也很多。 纵轧、斜轧和横轧不同之处主要表现在金属的流动金属的流动上，纵轧时金属流动
2、的主要方向与轧辊表面的运动方向相同运动方向相同，横轧时金属的流动方向垂直于变形工具的运垂直于变形工具的运动方向动方向，斜轧则处于纵轧与横轧之间，变形金属的流动方向与变形工具轧辊的运与变形工具轧辊的运动方向成一角度动方向成一角度，金属除了前进运动外，还有绕本身轴线的转动，做螺旋前进运动。1）纵轧：轧辊轴线相平行，旋转方向相反，轧件作直线运动的轧制方法）纵轧：轧辊轴线相平行，旋转方向相反，轧件作直线运动的轧制方法 。2）横轧：轧辊轴线与轧件轴线平行且轧辊与轧件作相对转动的轧制方法）横轧：轧辊轴线与轧件轴线平行且轧辊与轧件作相对转动的轧制方法 。3）斜轧：轧辊相互倾斜配置，以相同方向旋转，轧件在轧辊
3、的作用下反向旋转，）斜轧：轧辊相互倾斜配置，以相同方向旋转，轧件在轧辊的作用下反向旋转，同时还作轴向运动，即螺旋运动的轧制方法。同时还作轴向运动，即螺旋运动的轧制方法。 绪论楔横轧横轧斜轧纵轧3、特种轧制的分类、特种轧制的分类1）按照轧制的变形方式，特种轧制的分类大致为）按照轧制的变形方式，特种轧制的分类大致为2）按照所加工原料的形式可以分为：）按照所加工原料的形式可以分为：盘环件轧制设备线棒管材轧制设备板带材特种轧制设备习题1、特种轧制按照轧制变形方式分为哪几种？各自的主要特点是什么？答：特种轧制的轧制方式：特种轧制的轧制方式：特种轧制可以采用纵轧、横轧和斜轧纵轧、横轧和斜轧等3种轧制方式。
4、1）纵轧：轧辊轴线相平行，旋转方向相反，轧件作直线运动的轧制方法）纵轧：轧辊轴线相平行，旋转方向相反，轧件作直线运动的轧制方法 。2）横轧：轧辊轴线与轧件轴线平行且轧辊与轧件作相对转动的轧制方法）横轧：轧辊轴线与轧件轴线平行且轧辊与轧件作相对转动的轧制方法 。3）斜轧：轧辊相互倾斜配置，以相同方向旋转，轧件在轧辊的作用下反向旋转，）斜轧：轧辊相互倾斜配置，以相同方向旋转，轧件在轧辊的作用下反向旋转，同时还作轴向运动，即螺旋运动的轧制方法。同时还作轴向运动，即螺旋运动的轧制方法。 多辊轧制设备1、多辊轧机的用途（纵轧，板带材） 多辊轧机主要用于高强度钢和精密合金高强度钢和精密合金的冷轧薄板和薄带
5、钢冷轧薄板和薄带钢轧制生产，在薄板带的生产中占有特殊的地位。减小轧辊直径轧制更薄的带材是减小轧辊直径轧制更薄的带材是一个很好的途径。一个很好的途径。2、森吉米尔轧机的主要结构、森吉米尔轧机的主要结构：轧机牌坊、由上相两个塔形支撑辊组构成的辊系、压下装置、磨损补偿机构、轧辊和支撑辊的辊型控制和平衡机构。 1)轧机牌坊：整体框架式构建，有很好的刚性。多辊轧制设备2)辊系结构：1-2-3-4型的塔形辊系。工作辊：工作辊：轧辊的变形工具变形工具，辊型为圆圆柱形平辊柱形平辊。第一中间辊：支撑和横向辊型调节，带辊型；第二中间辊：支撑和传递轧制力矩，辊7带辊型；支承辊：由一组外圈加厚的背衬轴承和心轴组成B、
6、C辊：承担轧机压下和辊型径向调节功能；F、G辊：承担轧制线高度补偿调节；A、D、E、H辊：承担轧辊位置补偿。 多辊轧制设备3) 压下装置压下装置 森吉米尔轧机可以采用机械-液压压下、电电-液压压下液压压下和电传感器-液压压下种形式的压下系统。 上部压下装置的工作原理是：齿齿条由液压缸推动，驱动固定在中部支条由液压缸推动，驱动固定在中部支撑辊心轴上的扇形齿轮。撑辊心轴上的扇形齿轮。 具体过程：电机具体过程：电机15带动滑阀带动滑阀13移移动，当滑阀移动时，液压缸动，当滑阀移动时，液压缸11的上下的上下腔的平衡被打破，液压缸的活塞带动腔的平衡被打破，液压缸的活塞带动齿条齿条10上下移动，齿条与中部
7、支承辊上下移动，齿条与中部支承辊心轴上的扇形齿轮心轴上的扇形齿轮9啮合，从而带动上啮合，从而带动上辊系移动。辊系移动。多辊轧制设备4）轧辊位置补偿调整机构）轧辊位置补偿调整机构 由于森吉米尔轧机的机架是框架结构，辊系排列紧凑，压下量很小，当轧辊经过多次重磨后，为了补偿辊径减小所产生的间隙，需要设置轧辊位置补偿设置轧辊位置补偿调整机构调整机构。电动机8驱动蜗轮蜗杆减速器7，经锥齿轮4、5传动齿轮2、3，使安装在支承辊轴头的大齿轮1和6回转，从而带动轴上的偏心环同时转动，使整个辊系向里靠近或向外展开，这样就使工作辊的位置向上或向下，达到补偿的目的。 多辊轧制设备电动机8驱动蜗轮蜗杆减速器7，经锥齿
8、轮4、5传动齿轮2、3，使安装在支承辊轴头的大齿轮1和6回转，从而带动轴上的偏心环同时转动，使整个辊系向里靠近或向外展开，这样就使工作辊的位置向上或向下，达到补偿的目的。 多辊轧制设备5）辊型控制系统）辊型控制系统 为了提高带材的精度，采用第一列中间辊轴向移动机构来调整辊第一列中间辊轴向移动机构来调整辊型型。第一列中间辊的辊身边部呈锥形辊身边部呈锥形，从而保证沿带钢宽度的变形更为均匀。为了对板形进行微调，森吉米尔轧机还设置了支撑辊辊型调整机支撑辊辊型调整机构。构。6）传动系统）传动系统 森吉米尔轧机的传动包括主传动和卷取机传动。主传动和卷取机传动。7）轧辊）轧辊v常用工作辊直径的范围是3160
9、 mm，中间辊直径的范围为5250 mm，支承辊直径的范围是10400 mm。v 根据轧机的用途，轧辊的辊身长度范围一般为601700 mm，最长的辊身长度可达2000 mm以上。v 森吉米尔轧机的轧辊材质多为冷轧辊专用的轧辊钢。轧辊钢。v8）压上装置压上装置v 为了调整轧制线水平位置，保持轧制标高轧制标高不变，森吉米尔轧机设置了压上机构，其工作原理与压下装置相同。习题1、看图2-3说明二十辊轧机各个轧辊的作用。习题2、看图2-6说明二十辊轧机B、C辊压下和辊型调节的工作原理。 习题3、20辊轧机为什么要设置轧辊位置补偿机构？看图说明轧辊位置补偿的过程。 螺旋孔型轧机螺旋孔型轧机v1、螺旋孔型
10、轧制的方法：斜轧斜轧技术之一，基本方法是将斜斜轧机轧机的轧辊加工出螺旋状的沟槽或者是突起，其断面可以是半圆形、梯形或其他形状，从而使变形区形成螺旋状的孔型。在轧制过程中，轧辊使轧件螺旋前进，金属逐渐充满孔型，进而得到所需要的轧件。螺旋孔型轧机螺旋孔型轧机v2、斜轧：斜轧：轧辊相互倾斜配置，以相同方向旋转相同方向旋转，轧件在轧辊的作用下反向旋转，同时还作轴向运动，即螺旋运动的轧制方法。变形金属的流动方向与变形工具轧辊的运动方向成一角度，金属除了前进运动外，还有绕本身轴线的转动，做螺旋前进运动。v3、螺旋孔型轧机的用途：、螺旋孔型轧机的用途：用于钢球、麻花钻头和羽翎翅片管的轧制生产中，也可以用来生
11、产各种环件产品。螺旋孔型轧机螺旋孔型轧机v4、螺旋轧制、螺旋轧制：轧辊轴线不平行而互相交叉，工作时各轧辊绕自轴作同向旋转，由轧辊和轧件的接触摩擦力带动轧件旋转前进，这种轧制称为螺旋轧制。v5、螺旋轧制的特点：生产率高；节约原材料；产品精度高；易于机械自动化；设备：二辊或三辊式斜轧机。二辊或三辊式斜轧机。v6、螺旋孔型轧机的技术参数：、螺旋孔型轧机的技术参数：通常，螺旋孔型轧机的设备能力用能够轧制零件的最大直径最大直径来表示（轧机也是以此命名）。 ZH100型螺旋孔型轧机可轧零件的最大直径为100mm。螺旋孔型轧机螺旋孔型轧机v7、螺旋孔型轧机的、螺旋孔型轧机的形式：v1）穿孔机式：）穿孔机式：
12、适用于大直径工件大直径工件的轧制；v主机座包括：主机座包括：A机架。机架是用于承受轧制力和轧制力矩的部件。螺旋孔型轧机的机架通常采用开式开式结构。vB轧辊装置,包括：轧辊、辊轴、轴承、轴承座等。vC压下装置安装于牌坊的两侧，为了适应轧辊的送进角，压下装置亦倾斜布置，与牌坊的水平中心线呈35角。压下装置由电动机通过减速机构（蜗轮蜗杆）带动前后两个压下螺丝，使轧辊作径向调整。两个压下螺丝可以单独单独调整，以适应轧制工艺的要求。vD导板:为了保持轧件的稳定，在两个轧辊之间设置上下导板vE主传动:主要包括：电机、减速器、主接手、齿轮箱和万向接轴。v2）机床式：）机床式：结构紧凑，质量轻，体积小，适于生
13、产小规格的轧件小规格的轧件。螺旋孔型轧机螺旋孔型轧机v8、螺旋孔型轧机的调整螺旋孔型轧机的调整 ：v 1）轧辊倾角的调整：为了实现螺旋孔型轧制过程，轧辊轴线与轧制线之间有一个倾角，即送进角。v2）轧辊相位角的调整：对于螺旋孔型轧制过程，轧辊的螺螺旋孔型起始位置必须对正旋孔型起始位置必须对正，以避免“端切”或“乱扣”现象v3）轧辊轴向位置的调整：由于轧辊具有螺旋孔型，要保证保证孔型的棱角相对孔型的棱角相对，必须调整轧辊的轴向位置。v4）轧辊径向位置的调整：在改变轧件的规格时，或者在轧制过程中需要调整轧辊的径向位置，通常是采用压下装置压下装置来实现轧辊径向位置调整的。习题习题1、螺旋孔型轧机轧辊除
14、了径向调整之外，还要进行哪些调整？目的是什么？v1）轧辊倾角的调整：为了实现螺旋孔型轧制过程，轧辊轴线与轧制线之间有一个倾角，即送进角。v2）轧辊相位角的调整：对于螺旋孔型轧制过程，轧辊的螺旋孔型起螺旋孔型起始位置必须对正始位置必须对正，以避免“端切”或“乱扣”现象v3）轧辊轴向位置的调整：由于轧辊具有螺旋孔型，要保证孔型的棱保证孔型的棱角相对角相对，必须调整轧辊的轴向位置。v4）轧辊径向位置的调整：在改变轧件的规格时，或者在轧制过程中需要调整轧辊的径向位置，通常是采用压下装置压下装置来实现轧辊径向位置调整的。楔横轧设备楔横轧设备v1、楔、楔横轧横轧工艺的主要成形原理工艺的主要成形原理，在两个
15、或三个平行布置（无送进角，工件轴向不前进）的轧辊或平板上安装凸起的楔形变形工具，轧辊或平板相对轧件转动或搓动，所产生摩擦力使轧件转动。变形楔楔入轧件中，使其受到连续压缩变形，轧件的直径减小，长度增加形成所要求的零件形状。轧辊每旋转一周，轧出一件产品。 (加工阶梯轴类零件)楔横轧设备楔横轧设备v2、楔横轧技术的特点、楔横轧技术的特点主要有：v1）能直接生产形状复杂、尺寸精确的阶梯轴类产品，并且可以轧制出纵向沟槽、花键等；2）金属消耗低，仅为25%，在一些情况下材料利用率接近100%；3）产品质量好，由于金属流线连续，提高了零件的综合机械性能；4）生产效率高，一般轧制周期为325s,小时产量能达到
16、1001000件；5）工具寿命长，由于轧件与轧辊相对滚动，磨损量小，加之变形力小，所以工具寿命得以延长。一套工具可以生产510万件产品；6）轧机结构简单，能量消耗少，生产成本低，经济效益好；7）轧制过程平稳，设备冲击振动小，劳动环境好；8）易于连续化自动化生产。 楔横轧设备楔横轧设备v3、斜横轧机的形式、斜横轧机的形式：A:按工具形式分类 1）单辊弧形板式楔横轧机：只需驱动一个轧辊，并取消了分速机构、万向接轴和相位调整机构 2）辊式楔横轧机：不仅有效地防止轧件歪斜使轧制过程稳定，而且产品尺寸精度容易保证，其中辊式楔横轧机又有二辊式和三辊两种； 3）平板式楔横轧机：模具制造容易，结构简单，占地面
17、积小。 楔横轧设备 B:各种形式的楔横轧机有不同的优缺点及相应的适用范围，综合评价其特点，主要有：1）生产效率辊式和单辊弧形板式楔横轧机的生产效率高于板式楔横轧机，由于板式楔横轧机的工具是往复运动，当轧机的速度过快时惯性负荷过大，因而轧制速度（频率）受到限制；2）轧机调整在试轧过程中，轧机调整是十分重要的。辊式楔横轧机的调整方便，准确，而其他两类的轧机调整较为困难，单辊弧形板式楔横轧机的调整最为困难；3）模具加工 对于较短工件，辊式模具加工较为容易，而对于较长的工件，板式模具易于加工。单辊弧形板式的模具加工最为困难； 楔横轧设备4）设备结构 从轧机设备的结构角度比较，单辊弧形板式楔横轧机最为简
18、单，因为只需要一个轧辊，这样，可以省去齿轮分配箱。其次为板式楔横轧机，板式轧机若采用液压传动，则结构可以大为简化，占地面积也小。辊式楔横轧机的机构最为复杂，其结构与二辊轧机相同；5）导板安装 二辊式轧机易于安装导板，其他两种形式不能，因此轧制过程不易稳定，轧制精度不易保证。但是，从轧件与轧辊之间的速度差比较，辊式轧机最大，板式次之，单辊弧形式轧机最小。 楔横轧设备楔横轧设备vC:按照设备布置形式分类v 辊式楔横轧机按照设备的总体布置有分体式和整体（机床）式两种类型。 v1)分体式楔横轧机v 分体式楔横轧机的工作机座与传动部分分开设置，中间通过万向接轴连接轧机。v 主要优点是：寿命长噪音小、凿岩
19、机架强度高、刚性大、使用可靠以及调整维护方便。v 缺点：轧机机座、万向接轴、齿轮机座以及电动机分开布置，设备重量大，占地面积多，车间的设备布置较为困难。v 2)整体式楔横轧机v 整体式楔横轧机将传动系统，包括电动机、减速器、齿轮箱和工作部分都设置在一个机座上，因此设备结构紧凑，占地面积小，轧制精度高。适用于生产小尺寸，高精度的轴类机械零件。楔横轧设备楔横轧设备v5、楔横轧机的结构楔横轧机的结构v1）主机座由左、右机架，上、下轧辊和轧机底座与连杆组成。v2）轧辊安装在轴承座内，上、下轴承座之间用弹簧或液压缸分开，实现上轧辊的平衡平衡。要求轧辊材料应有较高的硬度和强度。楔横轧机多采用辊套式轧辊辊套
20、式轧辊v3）轧辊轴承轧辊轴承承受的单位压力较大，由于楔横轧机的冲击载荷较大，所以多采用双列圆锥或圆柱辊子轴承双列圆锥或圆柱辊子轴承。楔横轧设备楔横轧设备v4）轧辊轴向调整机构轧辊轴向调整机构为了保证两个轧辊的型模的轴向位置对中轴向位置对中。v5）轧辊径向调整机构用以调整上下轧辊的辊缝。调整上下轧辊的辊缝。v6）传动系统v 机床式楔横轧机的主传动系统包括主电机、皮带轮、离合器与制动主电机、皮带轮、离合器与制动器和齿轮箱器和齿轮箱组成。v7）为了保证上、下轧辊的模具位置对称，在传动机构中需要设置轧辊相位（角度）调整机构。习题v1、楔横轧的特点？、楔横轧的特点？v楔横轧技术的特点楔横轧技术的特点主要
21、有：v1）能直接生产形状复杂、尺寸精确的阶梯轴类产品，并且可以轧制出纵向沟槽、花键等；2）金属消耗低；3）产品质量好，由于金属流线连续，提高了零件的综合机械性能；4）生产效率高；5）工具寿命长；6）轧机结构简单，能量消耗少，生产成本低，经济效益好；7）轧制过程平稳，设备冲击振动小，劳动环境好；8）易于连续化自动化生产。 习题v2、从设备结构的复杂程度和轧机调整两个方面比较辊式楔横轧和板、从设备结构的复杂程度和轧机调整两个方面比较辊式楔横轧和板式楔横轧设备。式楔横轧设备。 vP57盘环件轧制设备盘环件轧制设备v1、盘环件轧制用途：盘环件轧制是生产盘类零件和无缝环件的主要盘环件轧制用途：盘环件轧制
22、是生产盘类零件和无缝环件的主要方法。方法。v盘环件轧制设备分类盘环件轧制设备分类：轧环机轧环机、车轮轧机车轮轧机和齿轮轧机齿轮轧机等。 v盘环件轧制设备的用途盘环件轧制设备的用途：轴承环、齿圈、轮毂、回转轴承、法兰、航空器用环形部件、阀体、核反应堆部件等。(纵轧纵轧) v2、环件轧制成形过程环件轧制成形过程：是一个逐步变形的过程。 v在轧制过程中，金属的晶粒排列逐步与环件的周线相一致，因此得到的周向纤维致密均匀，而且在与环件横截面的外轮廓一直保持平行的状态下，沿周线扩展，最后形成与要求形状相接近的晶粒连接体即环件。v3、工艺过程工艺过程：通常的环件轧制工艺是在生产开始时,将圆钢准确地锯锯切或剪
23、切切或剪切成所需体积的钢坯钢坯，加热后，用锻锤锻锤(压力机)拍扁，冲孔冲孔，再放置于轧环机上进行轧制轧制。盘环件轧制设备盘环件轧制设备v4、轧环机的分类轧环机的分类v1）根据工件在轧制状态下的空间放置形式分类：卧式轧环机，立式轧环机盘环件轧制设备盘环件轧制设备v2）根据轧辊的空间分类：径向轧环机，径向-轴向轧环机，特殊用途轧环机 v3）根据芯辊的数量分类:单芯辊轧环机,多芯辊轧环机v4)根据工件的加热温度分类:冷轧轧环机,热轧轧环机v5、根据轧环的用途，轧制过程分为：闭式，开式 v开式轧环机特点是芯辊可以上下运动，以利于环件在轧制前后的上料和下料。径向轧环机适用于轧制轴对称截面的环件。如果环件
24、变形主要集中在环件周向的扩展上，利用闭式孔型轧制效果较好。盘环件轧制设备盘环件轧制设备v6、轧环机的力能参数计算轧环机的力能参数计算v1)环件轧制压力的计算v环件轧制是一种特殊纵轧。基于一般的纵轧理论，并考虑环件轧制的特点.v P=pcFvA:接触面积的计算:环件径v向轧制的特点是两个轧辊直径的不同，即传动的主轧辊直径大于从动的芯辊直径，而且轧件为环状.v F=BLv视主轧辊、芯辊为圆柱形，根据轧制理论，轧件对主轧辊与芯辊的压力大小相等，而方向相反，故两个轧辊和轧件的接触面积相等，接触弧长也相等12021111ihLrrRR盘环件轧制设备盘环件轧制设备vB: 环件轧制时平均单位压力PC的确定v
25、影响平均单位压力PC的因素很多，包括轧件力学性能（轧件力学性能（热力条件的影响因素，即变形温度、变形速度和变形程度（或加工硬化）和v影响金属应力状态应力状态的因素（轧辊尺寸，轧件尺寸、接触摩擦、外区、张力等）。v确定平均单位压力的公式可表达为：v pC=nnbs vs考虑热力学条件影响的单向应力状态下的瞬时屈服极限，即金属的变形抗力；vnb考虑轧件宽度影响的系数；vn考虑中间主应力、外摩擦，外区、外力影响的应力状态系数盘环件轧制设备盘环件轧制设备v2）轧环机传动轧辊所需力矩的计算轧环机传动轧辊所需力矩的计算v根据环件轧制工艺和轧环机结构的不同，传动轧辊所需总力矩的计算方法也应有所差异，但只要掌
26、握了基本原理，就可以解决不同的问题。v轧制时作用在电动机轴上的总力矩 Mz是由轧制力矩、附加摩擦力矩、空转力矩和动力矩组成即：v Mz= +Mf+Mk+Md v式中：M轧制力矩；v Mf传至电动机轴上的摩擦力矩；v Mk空转力矩；v Md动力矩，轧辊运转速度不均匀时，各部件由于有加速或减速所引起的惯性力所产生的力矩；vi电动机到轧辊的速比。Mi盘环件轧制设备盘环件轧制设备v(1)轧制力矩的计算:径向轧制力矩计算vA:采利柯夫计算方法v大多数环件轧机的结构特点是主轧辊直径大，芯辊直径小，主轧辊为传动辊，芯辊为从动辊，根据一般轧制理论，环件对主轧辊和芯辊的压力P大小相等，方向相反。由于芯辊从动，并
27、考虑芯辊辊颈外摩擦的影响所以P力的方向是通过主轧辊接触弧上的合力作用点且切于芯辊辊颈摩擦圆的出口侧的直线方向。M=P(r1+r2+h) sin(1+1)-1+2盘环件轧制设备盘环件轧制设备vB: 简化法v对主轧辊传动，芯辊从动的轧环机，考虑轧辊辊颈摩擦，所以轧件轧件作用于芯辊上的合力作用线必切于芯辊辊径的摩擦圆作用于芯辊上的合力作用线必切于芯辊辊径的摩擦圆，一般热轧方坯时力臂系数取0.5,vP力方向线与两轧辊中心连线间夹角vr1芯辊半径；vr2主轧辊半径vh某道次后的环件径向厚度v1芯辊摩擦圆半径v2主轧辊辊颈的摩擦圆半径12121(2)()2rrhMPLrh盘环件轧制设备盘环件轧制设备v7、
28、轧环机的工作原理轧环机的工作原理v轧环机的主要结构包括机座、主滑块、主轧辊及抱辊装置、轴向轧辊装置和主传动等几部分，依靠轧辊的旋转与压下对轧件进行轧制。盘环件轧制设备盘环件轧制设备v1)主轧辊：主动，传动：两台交流调速电机-减速机-联轴器-主轧辊v2）芯辊：装在箱体中，装在主滑块上又叫芯辊滑座，滑块可水平移动，带动芯辊水平移动；液压控制芯辊升降，调节高度。v3）定心装置：使轧件处于定心位置，又要控制环件的椭圆度。v4）锥辊：安装在轴向立柱中，下轧辊装在轴向立柱中，上锥辊装在轴向滑座中，轴向滑座课再轴向立柱中垂直移动，实现压下完成轴向轧制，压下动作由轴向液压缸完成。上下锥辊分别驱动。盘环件轧制设
29、备盘环件轧制设备v8、卧式轧环机的结构方案卧式轧环机的结构方案盘环件轧制设备盘环件轧制设备va的结构最简单，悬臂的两个轧辊受力情况最不好，底座在轧制时产生弯曲变形，因而轧机的总刚度最低。所以只能生产断面尺寸精度要求不高的变形抗力小的宽度小的环件。vb，c，d属于中间状态。ve的结构复杂，效果较好。它的主要优点是加压缸放在总轧制力作用线附近，上下各部件所承受的载荷和由此而产生的变形比较均匀。因此轧制出的环件厚度和圆柱度的精度均较高。其次是底座不承受轧制载荷。盘环件轧制设备盘环件轧制设备v9、卧式轧环机的主要构成卧式轧环机的主要构成v1)机座：是卧式轧环机的主要部件，通常采用铸钢件，其结构类似两条
30、连在一起的滑轨。通常，由于机座承受较大的纵向拉力，所以应具有较高的强度和刚度v2）主滑块：支撑芯辊，滑块可水平移动，带动芯辊水平移动。v3）定心装置：又叫抱辊装置，由一对可以随动的抱辊组成。为了满足轧制时对环件的正确导向与尽可能减小环件椭圆度的要求v4）轧辊 ：轧环机的轧辊包括主轧辊、芯辊、导向辊及测量辊等：v5）主传动：卧式轧环机采用水平传动，因此必须将传动方向变换为垂直方向。圆柱齿轮减速器和大圆锥齿轮传动，蜗轮蜗杆传动盘环件轧制设备盘环件轧制设备v1、看盘环件轧制变形过程图5-2说明各个编号代表什么？说明各变形工具的作用。v答：1是工件，2是芯辊，3是主轧辊，4是导向辊，5是测量辊。v芯辊
31、和主轧辊是主要变形工具，主轧辊主动，芯辊被动并做进给运动。导向辊和测量辊又称为定心辊，在轧制时使轧件处于定心位置，又控制轧件的椭圆度。盘环件轧制设备盘环件轧制设备v2、比较卧式轧环机的两个结构方案5-15a、b，各有什么优缺点？盘环件轧制设备盘环件轧制设备v3、看图5-4说明轧环机的工作过程。v答：此卧式轧环机是径向-轴向轧环机。主辊由电机带动进行旋转，芯辊6被动旋转并做进给运动，对工件5进行轴向轧制，上下锥辊3,4由端面锥辊装置的传动机构1带动进行旋转，对工件进行径向轧制。 辊锻设备v1、辊锻机的工作原理：工作原理：是由一对装有弧形模具的轧辊连续轧制，使毛坯在轴线方向产生连续周期性的塑性变形
32、，形成具有所要求形状的工件。v2、与锻造过程相比辊锻工艺有以下优优点点：v1)设备重量轻，驱动功率小设备重量轻，驱动功率小v2)生产效率高，产品质量好生产效率高，产品质量好 3)劳动强度低，工作环境较好劳动强度低，工作环境较好 4)材料和工具消耗少，工件尺寸稳定材料和工具消耗少，工件尺寸稳定辊锻设备v3、辊锻工艺分类辊锻工艺分类v1）根据工件的用途：制坯辊锻和成形辊锻v2）根据辊锻温度：热辊锻和冷辊锻。v3）根据型槽的形式：开式型槽和闭式型槽。v4）按照坯料的送进方式：顺向送进和逆向送进v4、辊锻机的类型辊锻机的类型 v1）根据送料方向分类v辊锻机的送料方向可以与水平面平行、垂直或倾斜。相应地
33、，设备的形式有卧式、立式和斜式辊锻机v2）根据锻辊的支撑结构分类v根据锻辊的支撑结构可以将辊锻机分为悬臂式、双支撑式和复合式三种形式辊锻设备悬臂式辊锻机锻辊的结构特点：锻辊工件部分悬伸在床身外部，模具装在锻辊上，传动部分在封闭的床身中，设有中心距、模具角度及轴向调整机构辊锻设备双支撑式辊锻机的锻辊均有轴承支撑，机架为牌坊式，刚性好，辊锻精度高。辊锻设备复合式辊锻机是将双支撑式辊锻机的非传动侧的辊端伸出机架，形成一对悬臂锻辊。机架内的部分成为内辊，机架外的部分成为外辊。外辊除了能够进行辊锻工作，还可以用于工件的切断、弯曲和矫直等工序辊锻设备v3）根据辊锻机传动部分的设置分类v分置式辊锻机和机床式
34、辊锻机。v4）按照生产产品的品种和批量分类v专用辊锻机和通用型辊锻机。v5、辊锻机主要技术参数辊锻机主要技术参数 v辊锻机的主要技术参数包括锻模的公称直径D、公称压力Pg、锻辊直径d、锻辊辊身长度L、锻辊转数n、锻辊的开口度A等v1）锻模公称直径D：锻模分模面处的公称回转直径v2）公称压力Pg：辊锻机能够承受的最大径向辊锻力。v3）锻辊直径d：安装辊锻模处的辊轴直径。v4）辊身长度L：能够安装模具的实际锻辊的轴向长度。v5）锻辊转数nv6）锻辊开口度A：两个锻辊中心距的调节范围，一般是上辊的移动量。辊锻设备v6、辊锻机主要结构辊锻机主要结构v包括机架、锻辊轴、锻模调整装置和主传动系统。v1）机
35、架：有整体式、组合式和分置式等三种形式。v整体式机架整体式机架：将底座、左右机架和横梁做成一体，有焊接件和铸件两种加工方式。整体式机身的特点是结构紧凑，有较高的强度和刚度，设备总体尺寸小，只用于悬臂式辊锻机。辊锻设备 组合式机架组合式机架：左、右机架(牌坊)和设备的传动部分和底座是单独加工，然后组装在一起。左、右机架之间由于距离较大，需要由横梁或拉杆连接在一起，以提高设备的轴向刚度。由于传动部分对机架有倾翻力矩，所以机架的安装应有足够的强度和刚度。 辊锻设备 分置式机架分置式机架：左、右机架与设备的传动部分不采用共同的底座，类似于二辊轧机的形式，机架和传动部分有联轴器连接在一起。大规格的辊锻机
36、采用分置式机架，小规格的辊锻机一般采用组合式机架或整体式机架。 2）锻辊与轴承锻辊与轴承v锻辊相当于轧钢机的轧辊，其作用是传递扭矩和承担辊锻力。锻辊轴承一般采用非液体摩擦的滑动轴承非液体摩擦的滑动轴承，这是由于辊锻机间歇式轧制，转速低，冲击大的工作特点所决定的。v3）锻辊及模具的调整）锻辊及模具的调整v辊锻机的锻辊和模具的调整是为了补偿由于加工、安装和零部件的变形所产生的间隙和误差。从而保证上、下模具之间的正确位置，满足辊锻精度的要求。常用的调整机构有中心距调整、角度调整和轴向调整三种机构。辊锻设备vA中心距调整中心距调整v中心距调整机构与轧钢机的压下机构类似，只是调整量很小。除了补偿微小的间
37、隙和弹性变形外，主要是为了安装模具和排除故障方便。v中心距调整装置有压下螺杆机构、偏心套机构和斜楔调整机构等。vB角度调整角度调整v目的是保证上下模具在圆周方向上的偏差，使工件的成型准确。vC轴向调整轴向调整v是保证辊锻精度的重要环节。轴向调整可以通过调整模具的轴向位置或锻辊的轴向位置来实现v7、辊锻机的传动系统辊锻机的传动系统v有足够的辊锻力矩、准确的转速并保证上下辊同步、传动机构能够满足锻辊和模具调整的要求、能够正反转并且有过载保护装置。v辊锻机的传动系统可以采用液压传动和机械传动两种方式习题v1、辊锻机锻辊中心距调整方式有哪几种？各有什么特点？v中心距调整机构与轧钢机的压下机构类似，只是
38、调整量很小。除了补偿微小的间隙和弹性变形外，主要是为了安装模具和排除故障方便。v中心距调整装置有压下螺杆机构、偏心套机构和斜楔调整机构等。v1）压下螺杆机构，压下通过手动完成，由蝶形弹簧起平衡作用。压下螺丝下面设置安全臼，以防止过载时的事故发生。v2）下锻辊的轴颈装在偏心套中，轴颈中心与偏心套外圆有偏心距e，偏心套端部装有扇形齿块与小齿轮啮合，传动轴转动使小齿轮及偏心套转动，从而使上锻辊和下锻辊之间的中心距A发生变化。偏心套调整机构的优点是结构简单、调整方便，并且刚性好，使用于各类辊锻机。缺点是调整量小，调整后会引起模具在圆周方向的错移和辊锻线的微小倾斜。v3）斜楔调整机构，通过手轮调整斜楔移
39、动使锻辊轴承座向下移动，靠弹簧来复位。这种装置的刚性好，结构简单，但是调整量小。 习题v2、辊锻机根据锻辊的支撑方式可以分为哪三种形式？各有什么特点？ v根据锻辊的支撑结构锻辊的支撑结构可以将辊锻机分为悬臂式、双支撑式和复合式悬臂式、双支撑式和复合式三种形式。v悬臂式辊锻机锻辊的结构特点悬臂式辊锻机锻辊的结构特点：锻辊的一端支撑，工作部分悬伸在床身外部，另一端悬空。这种辊锻机结构紧凑、操作方便、更换模具容易、不需要特殊地基、可以任意移动。适于大批量生产，多用于辊制供模锻用的毛坯，在侧面操作时，可使毛坯得到较大的横向宽展。v双支撑式辊锻机的锻辊：双支撑式辊锻机的锻辊：锻辊两端均由轴承支撑，机架为
40、牌坊式，刚性好，辊锻精度高。适用于生产成形辊锻或冷辊锻产品。双支撑的锻辊机的刚性好，可以进行多槽辊锻，所以有较广的应用范围。 v复合式辊锻机复合式辊锻机：将双支撑式辊锻机的非传动侧的辊端伸出机架，形成一对悬臂锻辊。机架内的部分成为内辊，机架外的部分成为外辊。外辊除了能够进行辊锻工作，还可以用于工件的切断、弯曲和矫直等工序，有些情况下可以为辊锻操作机提供动力。 旋压设备v1、旋压成型又称回转成形，是一种无切削、压力加工工艺，使板材或壳体类工件作回转运动，辊轮作为工具进行的成形。在成形过程中辊轮逐渐将板材压成芯模的形状。v2、回转成形工艺、回转成形工艺可分为两种：即只减小圆板坯料外径而不减壁厚的普
41、普通旋压法通旋压法和不改变外径只减少板厚的强力旋压强力旋压法 。v普通旋压普通旋压：局限于加工塑性较好和较薄的材料，尺寸精度不易控制，要求操作者具有较高的技术水平。强力旋压强力旋压：坯料凸缘部在加工时不产生收缩变形，因而不会产生起皱现象，旋压机床功率较大，对厚度大的材料也能加工，同时制件的厚度沿母线有规律地变薄，较易控制。 旋压设备v3、金属旋压工艺的原理、金属旋压工艺的原理：将被加工的金属毛坯套在芯模上，芯模随主轴旋转，旋转沿芯模移动，在旋转的压力下，利用金属的可塑性，逐点将金属加工成所需要的空心回转体制件。v4、旋压技术的优点优点：1)尺寸精确，表面质量好；2)力学性能高，产品质量好；3)
42、工艺灵活，生产成本低；4)材料利用率高，适应范围广。v5、旋压工艺可以根据工件和旋轮的运动方式加以分类，通常分为拉深拉深旋压旋压、剪切旋压剪切旋压（锥形变薄旋压）、筒形变薄旋压筒形变薄旋压、收颈收颈、胀形、切边、胀形、切边、卷边翻边、压纹或压筋以及表面光整和强化等。卷边翻边、压纹或压筋以及表面光整和强化等。旋压设备v(1)拉深旋压：拉深旋压：将一块圆板装在芯模上，使主轴旋转，推压旋轮使其沿着芯模运动并进行成形。如果以一次成形达到最终形状，则板材往往起皱或开裂而使成形失败。可以使旋轮沿固中所示的虚线轨迹往复若干次，逐渐成形出最终形状。这种方法叫做多道次拉深放压。v（2）剪切旋压）剪切旋压(锥形变
43、薄旋压锥形变薄旋压)：只经过一次旋压就能由板坯成形出锥形件。毛坯的外径保持不变，成品的壁厚变薄，固有变薄旋压之称。当旋压件的形状不是圆锥体时毛坯的外径仍然能够保持不变。板坯也不一定都是圆形的。这种旋压方式的成形时间短，成形精度高。旋压设备v（3）筒形变薄旋压）筒形变薄旋压 (流动旋压流动旋压)：用旋轮将圆筒形或管形毛坯旋薄旋长的成形方法。它能轻而易举地将冲压或切削难于加工的长而薄的圆筒件制造出来，并且达到较高的精度。旋压设备v(4)旋压收颈旋压收颈:使管材或圆筒形毛坯的端部或中间通过拉深产生直径收缩的旋压方法。和拉深旋压一样，旋轮沿毛坯的轴向移动同时逐次拉深毛坯而得到最终形状。旋压设备v(5)
44、扩径旋压扩径旋压(胀形胀形):在这种工艺过程小旋轮深入大口径管材或圆锥体内，与其内壁接触并使直径扩大。下图是利用外模对圆锥体毛坯扩径成形的示例。由于材料受的是拉伸变形因而不能象拉深旋压那样产生大的变形。当毛还直径小时旋轮就伸不进去，因此这种旋压方式的使用范围有限。 旋压设备v6、旋压设备的分类、旋压设备的分类v1)加工方式：手工旋压机和自动旋压机 v2)材料的变形情况 ：普通旋压机和强力旋压机 v3)产品的类型 :通用旋压机和专用旋压机 v4)设备能力 :轻型旋压机（一个旋压轮的旋压力小于100kN）、中型旋压机（一个旋压轮的旋压力在100400kN）和重型旋压机（一个大于400kN） v5)
45、旋压轮数量 :单轮、双轮和多轮 旋压设备v通用旋压机通用旋压机主要有卧式和立式两种形式 v7、卧式旋压机、卧式旋压机（机床型旋压机 ）v由装卡芯模的主轴箱主轴箱、安装旋压轮的旋轮架旋轮架、顶紧板料的尾座尾座和床身床身。v结构上的主要特点：v1)：芯模与主轴的安装：芯轴的安装要保证工件的稳定芯轴的安装要保证工件的稳定，通常是利用锥锥形体和法兰形体和法兰来安装芯轴。为了便于卸下成形后的旋压件便于卸下成形后的旋压件，旋压机上装有顶件装置。顶件装置。旋压设备v2)旋轮与旋轮架的安装v采用轴向固定方式轴向固定方式将旋轮装在旋轮臂上，再将旋轮臂装在旋轮架上。v三种旋轮臂的安装方式。a）结构的刚性好，安装位
46、置不变，适用于大批量生产。b）和c）结构的旋轮外伸量和倾斜度可调，适应性强。旋压设备v3)旋轮的控制装置v旋压轮的控制大多采用仿形装置仿形装置来实现。该装置一般采用液压伺液压伺服阀或电液伺服阀服阀或电液伺服阀，可以实现多道次的循环仿形旋压。活动模板控制着仿形器的运动，从而控制与其联动的旋压轮的运动，直到旋压轮的运动与固定模板一致为止。旋压设备v为了防止板料在拉深旋压初期起皱防止板料在拉深旋压初期起皱，需配置反推辊使板料逐步变形反推辊使板料逐步变形。一个形状复杂的工件从板料的安装定位和旋压成形，完成必要的辅助工序，直到卸下工件的全过程可以采用顺序控制。还可以采用更为先进的微型计算机进行程序控制，
47、更方便地改变工艺顺序。旋压设备v8、立式旋压机（压力机型旋压机）、立式旋压机（压力机型旋压机）v立式旋压机特点立式旋压机特点：高度大，开敞性好，便于一些大型工件和工具的装卡和卸下。由于主轴安装位置的限制，主轴的驱动功率和承载能力不能太大，所以普通立式旋压机多用来加工轻薄的工件，也可以对冲压件、薄壁管件进行再加工。立式旋压机的操作空间比较大，可以安装两个或三个旋压头和仿形装置。这样使板料的变形较为均匀，生产效率也较高。 旋压设备v9、专用自动旋压机专用自动旋压机 v有些旋压产品形状复杂，要求的设备专用性很强，难以用于生产其他产品，必须的使用专用自动旋压机。专用自动旋压机主要有以下常用的几种：v1
48、)轻型板料成形旋压机轻型板料成形旋压机v该类型的专用旋压机主要用于板料的边部成形板料的边部成形，可以生产盘类零件盘类零件。最常用的是皮带轮旋压机。v2)筒形件变薄专用旋压机筒形件变薄专用旋压机v各种直径的变截面的管件各种直径的变截面的管件都可以用旋压的方法进行加工。与机加工工艺相配合，可以制造各种机械零件。v3)管端成形专用旋压机管端成形专用旋压机v缩径、增厚以及封底等是管端加工的主要形式缩径、增厚以及封底等是管端加工的主要形式.v4)封头成形专用旋压机封头成形专用旋压机v大多数封头封头都是采用旋压方法生产的。常用的封头生产设备是立式旋压立式旋压机机旋压设备v10、旋压机的主要技术参数旋压机的
49、主要技术参数v旋压机的技术参数是设备设计制造和工艺设计中设备选型的主要依据。v1)工艺因素工艺因素va)工件的工艺性vb)旋压件材料和变形参数vc)工件的几何尺寸与形状工件的几何尺寸与形状v2)技术参数技术参数va)力能参数：包括旋压轮径向压力、旋轮座的纵向推力和尾座对工件的顶推力等。对于强力旋压，旋压力与板料的材质、厚度以及变形量有关。vb)速度与位移参数：包括主轴转速、旋轮座的纵向进给速度。转速和进给量是旋压机生产能力和旋压质量的重要参数。vc)几何参数：是指所加工工件的径向和轴向尺寸。几何参数决定了旋压机的设备尺寸和重量。 旋压设备v11、旋压力能参数计算旋压力能参数计算v1)旋压力计算
50、旋压力计算v有内模旋压(强力旋压)过程，变形金属处于三向压力状态，而无内模旋压则为两压一拉应力状态。v三向压力状态下的旋压力可以分解为切向力Pt、径向力Pr和轴向力Pz三个分量。v2)尾座顶力的计算v尾座顶力的作用是不使坯料与芯模之间产生相对转动，为了使旋压过程顺利进行，尾座必须有足够的顶紧力。v3)主轴转速选择v主轴的转速范围应能够满足最大和最小工件对旋压速度的要求，最低转速应使最大工件能在最低线速度下旋压，最高转速应使最小工件能在最高线速度下旋压。v4)主电机功率计算主电机功率计算v5)旋压轮的进给速度:纵向进给量S应与主轴转速n及每转进给率s相适应旋压设备v12、旋压机的基本结构旋压机的
