輾環(huán)鍛造的技術(shù)動向

文/品川一彌·小島鐵工所

譯/張立

輾環(huán)鍛造的技術(shù)動向

文/品川一彌·小島鐵工所

譯/張立

與其他鍛造技術(shù)相比較，輾環(huán)鍛造具有只需其幾分之一的外加壓力即可實現(xiàn)鍛造的特點。另外，其成品合格率也可達到最佳狀態(tài)。為此，在高級合金材料的鍛造領(lǐng)域正受到越來越多的注目。鍛造后工件均勻的板厚使后面的機加工工時大幅降低，與壓力機或電錘鍛造那樣切斷斷流線不同，它最大的特點是出類拔萃的圓周方向的機械性能。下面，介紹一下輾環(huán)鍛造近幾年的技術(shù)動向。

輾環(huán)機的構(gòu)造

最新的輾環(huán)機的主流不僅僅是圓周方向的壓延，而且還具備了在高度方向壓延的功能，輾環(huán)機各個部位的名稱如圖1所示，實際生產(chǎn)中輾環(huán)機的工作如圖2所示。

輾環(huán)機各個部位主要有以下功能：

⑴主輥在電機驅(qū)動下在承受工件徑向方向壓延力的同時進行旋轉(zhuǎn)。

⑵邊輥在電機驅(qū)動下進行高度方向壓延，以防止發(fā)生凹陷。此設(shè)備具備上輥驅(qū)動和上下輥同時驅(qū)動的功能。

⑶芯軸向工件直徑方向給力，在工件變薄的同時向主輥方向移動。它的直徑要比主輥小，通過主輥與工件摩擦進行旋轉(zhuǎn)和移動。

圖1 輾環(huán)機各部件

圖2 輾環(huán)機的工作圖

圖3 使用了伺服閥的反饋控制系統(tǒng)

⑷導向輥的作用是穩(wěn)定工件，保持其圓度。強大的保持力度和相對剛性較弱的工件在成形過程中鈍化，如果保持力度不夠的話，會使工件產(chǎn)生多角形狀，從而得不到理想的圓度。

芯軸控制

在輾環(huán)機鍛造過程中，操作人員技術(shù)水平的高低，對工件的精度影響極大。為了消除這類問題，小島鐵工所開發(fā)了幫助不熟練的操作人員也能容易掌握操作的控制系統(tǒng)。通過對外徑擴張速度控制（可設(shè)定多個檔次）的軟件，使即便是初次生產(chǎn)的產(chǎn)品，也可以生產(chǎn)出與操作人員技能高低無關(guān)的高精度產(chǎn)品來。使用了伺服閥的反饋控制系統(tǒng)的簡圖如圖3所示。

導向輥的控制

導向輥的控制，一般情況下是對壓力和位置的控制。壓力控制是使一定的力度通過導向輥作用到工件上。但是，一旦壓力不正確就會分散力度，使工件損壞。所以，需要具有力度的經(jīng)驗值。為此，控制位置時要根據(jù)時刻變化著的工件外徑尺寸按照幾何學進行定位，使導向輥強制后退，通常在與工件輕輕接觸時，基本沒有壓力。這種方法對于剛性較弱的工件是有效的，但是如果工件端面是異形成形的話，要讓導向輥時刻保持正確位置就困難了。為此，最近小島鐵工所開發(fā)了可根據(jù)工件大小自由確認導向輥位置，可自動調(diào)節(jié)和補償邊輥旋轉(zhuǎn)速度的軟件。

邊輥的控制

如圖4所示，邊輥的軸在與工件中心交匯的同時進行旋轉(zhuǎn)。即使工件的內(nèi)徑和外徑旋轉(zhuǎn)的周速度有差異，成形中的邊輥也不會滑脫。

圖4 壓延成形過程

工件成形穩(wěn)定，可以防止邊輥磨損。當大口徑的工件成形時，無法實現(xiàn)工件穩(wěn)定成形的狀態(tài)。如果鍛造大口徑工件時，要保持如圖4所示的狀態(tài)，讓工件外徑擴張的同時讓邊輥后退。此時，邊輥的周速度要與工件肉厚位置要合拍，控制與補償?shù)恼撍俣葹榱恪Ｖ绷麟姍C所驅(qū)動的是邊輥上部，下部一般情況下是從動。由于，目前對高度控制的要求，因此產(chǎn)生了交流電機和連鎖裝置控制的機種。

輾環(huán)工作臺高度的控制

承載工件的工作臺與下部邊輥的相對上下位置對壓延工作會 有很大影響。工作臺高度調(diào)節(jié)一般采用的是墊片或螺栓調(diào)節(jié)。為了方便操作，最近采用了如圖5所示的在操作板上就可以調(diào)節(jié)工作臺高度的工作方式。

圖5 在操作板上調(diào)節(jié)工作臺高度的簡圖

圖6 主輥單元化簡圖

各軋輥和芯軸的更換

為將更換的停機時間壓縮至最短，考慮到了各種各樣的方法。在生產(chǎn)多種異形部件時，將主輥單元化就是一種有效的方法，其簡圖如圖6所示。

結(jié)束語

輾環(huán)鍛造技術(shù)由于軟件的進步，使得可以對多種類型的產(chǎn)品進行自動操作。為此，在異形材料和大型工件加工時，使得不依賴操作者的技能成為可能。隨著溫度分散而產(chǎn)生的尺寸變化進行補償?shù)能浖牟粩噙M步，對于輾環(huán)鍛造技術(shù)未來的研究方向?qū)⒅饕旁?，不依賴操作者技能的自動運轉(zhuǎn)上。

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