金屬塑性成形工藝及控制鍛造工藝11.3.3閉式模鍛1.閉式模鍛的特點(diǎn)閉式模鍛也稱(chēng)無(wú)飛邊模鍛，即在成形過(guò)程中模膛是封閉的，凸、凹模間隙的方向與模具運(yùn)動(dòng)的方向相平行，在模鍛過(guò)程中分模面間隙大小不變。閉式模鍛的優(yōu)點(diǎn)是：①減少飛邊材料損耗，一般開(kāi)式模鍛件的飛邊金屬約為鍛件重量的10%~50%，平均約為30%；②節(jié)省切邊設(shè)備；③由于間隙很小，金屬流入間隙的阻力一開(kāi)始就很大，有利于金屬充滿(mǎn)模膛，有利于進(jìn)行精密模鍛；④閉式模鍛時(shí)金屬處于明顯的三向壓應(yīng)力狀態(tài)，有利于低塑性材料的成形。(了解)閉式模鍛能夠正常進(jìn)行的必要條件主要是：①坯料體積準(zhǔn)確；②坯料形狀合理，并能在模膛內(nèi)準(zhǔn)確定位；③有簡(jiǎn)便的取料措施或頂料機(jī)構(gòu)；④能夠較準(zhǔn)確地控制打擊能量或模壓力。由于以上條件，閉式模鍛在模鍛錘和熱模鍛壓機(jī)上的應(yīng)用受到一定限制，而摩擦壓力機(jī)、液壓機(jī)和平鍛機(jī)則較適合進(jìn)行閉式模鍛。2.閉式模鍛的變形過(guò)程分析閉式模鍛的變形過(guò)程及模壓力變化情況如圖11.37所示，變形過(guò)程可分為基本成形階段、充滿(mǎn)階段、形成縱向飛邊三個(gè)階段。圖11.37閉式模鍛變形過(guò)程及模壓力變化情況1)基本成形階段該階段由開(kāi)始變形至金屬基本充滿(mǎn)模膛，此階段變形量最大（△H1），但變形力的增加相對(duì)較慢（OA段）。根據(jù)鍛件和坯料的具體情況不同，金屬在此階段的變形流動(dòng)可能是鐓粗成形、壓入成形、沖孔成形或者是擠壓成形。閉式模鍛與擠壓工藝的差別，只是在于前者最終充滿(mǎn)整個(gè)模膛，而后者金屬擠出端是處于無(wú)約束的自由狀態(tài)。2)充滿(mǎn)階段由基本成形階段結(jié)束到金屬完全充滿(mǎn)模膛為止。此階段變形力增加迅速（AB段），結(jié)束時(shí)的變形力比第1段末可增大2~3倍，但變形量△H2卻很小。如圖11.38所示，坯料端部的錐形區(qū)和坯料中心區(qū)都處于三向（或接近三向）等壓應(yīng)力狀態(tài)，不發(fā)生塑性變形。坯料的變形區(qū)（圖中陰影處）位于未充滿(mǎn)處附近的兩個(gè)剛性區(qū)之間，并且隨著變形過(guò)程的進(jìn)行逐漸縮小，最后消失。圖11.38充滿(mǎn)階段變形示意圖3)形成縱向飛邊階段該階段為形成縱向飛邊階段，此時(shí)坯料基本上已成為不變形的剛性體，只有在極大的模壓力作用下，或在足夠的打擊能量作用下，才能使端部的金屬產(chǎn)生變形流動(dòng)，形成縱向飛邊。飛邊的厚度越薄、高度越大，模膛側(cè)壁的壓應(yīng)力也越大，容易使模膛損壞。這個(gè)階段的變形對(duì)閉式模鍛有害無(wú)益，是不希望出現(xiàn)的，它不僅影響模具壽命，而且容易產(chǎn)生過(guò)大的縱向飛邊，清除比較困難。由上述分析可以看出：①閉式模鍛變形過(guò)程宜在第2階段，即形成縱向飛邊之前結(jié)束，允許在分模面處有少量充不滿(mǎn)或僅形成很矮的縱向飛邊；②模壁的受力情況與鍛件的高徑比H/D有關(guān)，H/D越小，模壁受力狀況越好；③坯料體積的精確性對(duì)鍛件尺寸和是否出現(xiàn)縱向飛邊有重要影響；④打擊能量或模壓力是否合適影響閉式模鍛的成形情況；⑤坯料形狀尺寸和在模膛中的位置對(duì)金屬分布的均勻性有重要影響。3.各類(lèi)鍛壓設(shè)備閉式模鍛的特點(diǎn)（課下了解）1)液壓機(jī)液壓機(jī)閉式模鍛一般不產(chǎn)生飛邊，在合理選用設(shè)備噸位條件下，可以靠控制壓力大小使變形過(guò)程在產(chǎn)生飛邊之前結(jié)束。2)平鍛機(jī)平鍛機(jī)上閉式模鍛，由于采用較高精度棒料，坯料長(zhǎng)度可以準(zhǔn)確地調(diào)節(jié)，靠坯料的不變形部分定位，以及行程一定等，保證了較小的坯料體積偏差△V，因而可以不產(chǎn)生或只產(chǎn)生很小的飛邊。另外，滑塊有自動(dòng)卸載功能，凹模是分開(kāi)式便于取件，這些都保證了平鍛機(jī)上閉式模鍛工藝的穩(wěn)定性。3)鍛壓機(jī)鍛壓機(jī)具有和平鍛機(jī)類(lèi)似的工作特性，但不具有保證閉式模鍛工藝穩(wěn)定性的條件，超載“悶車(chē)”也不能自行卸載和自行恢復(fù)。因此，只有在保證工藝穩(wěn)定性的條件下，才能采用閉式模鍛。4)模鍛錘模鍛錘上閉式模鍛在生產(chǎn)中存在的主要問(wèn)題是鍛模壽命低，常產(chǎn)生較大的縱向飛邊，鍛件也不易脫模等，主要原因是模鍛錘的打擊強(qiáng)度大，打擊能量不易準(zhǔn)確控制，因而常常有較大的剩余能量。5)摩擦壓力機(jī)摩擦壓力機(jī)由于機(jī)床系統(tǒng)剛度的限制，最大打擊力有一定的限制，因此對(duì)產(chǎn)生飛邊也有一定的限制作用。合理設(shè)計(jì)鍛模結(jié)構(gòu)，可具有調(diào)節(jié)△V和吸收剩余能量能力。其頂出機(jī)構(gòu)有助于鍛件出模。6)高速錘高速錘的打擊能量可以比較準(zhǔn)確地控制，也有頂出機(jī)構(gòu)，這些都有利于在該類(lèi)設(shè)備上進(jìn)行閉式模鍛。其缺點(diǎn)是模具壽命低，因此要嚴(yán)格控制打擊能量和坯料體積，并解決剩余能量的吸收問(wèn)題。7)自由鍛錘在自由鍛錘上進(jìn)行胎模鍛時(shí)的打擊強(qiáng)度遠(yuǎn)小于模鍛錘，打擊能量較易控制，而且模具的彈性變形也可以吸收一部分剩余能量，取件也比較方便，因此胎模生產(chǎn)中閉式模鍛應(yīng)用較多。11.4其他鍛造技術(shù)11.4.1精密模鍛1.精密模鍛及工藝特點(diǎn)1)精密模鍛的概念精密模鍛也稱(chēng)為精密鍛造或精密成形，是提高鍛件精度和降低表面粗糙度的一種先進(jìn)的模鍛方法。是當(dāng)前精密成形技術(shù)（近凈成形或凈成形技術(shù)）的主要手段。精密模鍛主要用于生產(chǎn)精化毛坯或生產(chǎn)精密模鍛零件兩個(gè)方面。其分類(lèi)情況如下：(1)按成形溫度?？煞譃闊峋苣ｅ?、冷精密模鍛和溫精密模鍛。熱精密模鍛是坯料采用少無(wú)氧化加熱，然后在高溫下成形，金屬的塑性好，變形抗力小，但防止氧化的效果還不夠理想。冷精密模鍛簡(jiǎn)稱(chēng)冷模鍛，是在室溫下進(jìn)行，不存在氧化、脫碳和熱脹冷縮問(wèn)題，但金屬變形抗力大，塑性較低。溫精密模鍛是將坯料加熱到未產(chǎn)生嚴(yán)重氧化和脫碳的溫度下進(jìn)行的，既可防止坯料表面劇烈氧化，又可避免冷精密模鍛時(shí)變形抗力大的缺點(diǎn)。(2)按變形速度。精密模鍛可分為一般精密模鍛和高速精密模鍛。(3)按變形特點(diǎn)。按精密模鍛時(shí)的變形情況可分為開(kāi)式模鍛、閉式模鍛、擠壓和體積精壓等。2)精密模鍛的工藝特點(diǎn)

(1)鍛件的余量和公差小。鍛件精度一般可達(dá)±0.2mm，表面粗糙度Ra可達(dá)到0.8~3.2μm以上，能部分或全部代替零件的機(jī)械加工，能節(jié)約大量的機(jī)械加工量，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和材料利用率，大大地降低了零件的成本。(2)鍛件力學(xué)性能好。采用精密模鍛方法生產(chǎn)的零件，由于金屬流線(xiàn)不僅沒(méi)有被切斷，而且流線(xiàn)分布更合理，因此力學(xué)性能比采用切削加工的零件高，使用壽命也長(zhǎng)。(3)復(fù)雜零件的生產(chǎn)。采用精密模鍛的方法，可以成批生產(chǎn)某些形狀復(fù)雜、使用性能高，而且難于用機(jī)械加工方法制造的零件，如齒輪、帶齒零件、葉片、航空零件等等。(4)毛坯質(zhì)量要求較嚴(yán)格。毛坯的形狀和尺寸直接影響到鍛件成形、金屬充滿(mǎn)效果及模具壽命，因此要求毛坯尺寸精確、形狀合理，同時(shí)表面要進(jìn)行清理，去除氧化皮、油污、銹斑、腐蝕點(diǎn)等，以保證鍛件質(zhì)量和延長(zhǎng)模具使用壽命。(5)毛坯加熱質(zhì)量要求高。為了得到尺寸精確、表面光潔的鍛件，要求采用少無(wú)氧化加熱的方法。如在帶有保護(hù)氣氛的加熱爐中加熱、感應(yīng)爐中加熱、以及在電爐中快速加熱，或采用在毛坯表面上涂刷玻璃滑潤(rùn)劑后進(jìn)行加熱等。(6)鍛件冷卻方法要求高。精鍛后的鍛件需要在保護(hù)介質(zhì)中冷卻，如在砂箱、石棉粉或在無(wú)焰油中進(jìn)行冷卻等。2.精密模鍛所用的設(shè)備和模具1）精密模鍛所用的設(shè)備精密模鍛可在摩擦壓力機(jī)、熱模鍛壓力機(jī)、高速錘、液壓螺旋壓力機(jī)等設(shè)備上進(jìn)行，為了減少模鍛斜度，提高鍛件精度和模具使用壽命，采用裝有上頂出裝置的模鍛設(shè)備，有利于鍛后鍛件的脫模。2）精密模鍛所用的鍛模在整個(gè)精密模鍛過(guò)程中，一般都需要兩套或兩套以上的鍛模，對(duì)于形狀簡(jiǎn)單的鍛件也可只用一套鍛模。采用兩套或兩套以上鍛模時(shí)，其中一套用于預(yù)鍛（或稱(chēng)粗鍛），另一套用于終鍛（或稱(chēng)精鍛），有時(shí)為了進(jìn)一步提高鍛件精度往往再加一套精密鍛模。為了保證鍛件質(zhì)量，精鍛型腔的精度和表面粗糙度要求應(yīng)比鍛件高1~2級(jí)，一般粗鍛模要為精鍛模留有0.5~1.2mm的余量（即粗鍛型腔深度要比精鍛型腔大0.5~1.2mm）。若只用一套鍛模，則在粗鍛時(shí)應(yīng)欠壓0.5~1.2mm，然后用同模精鍛至所要求的尺寸。精密模鍛對(duì)于模具材料的紅硬性、耐磨性、強(qiáng)度要求都更高，而且還要求有優(yōu)良的抗熱疲勞性、良好的工藝性和物理性能。對(duì)于常用的模具鋼很難滿(mǎn)足上述要求，目前，我國(guó)某些工廠(chǎng)已在生產(chǎn)中采用新型的耐熱模具鋼如RM2（5Cr4W5Mo2V）等來(lái)制造凹模。模具結(jié)構(gòu)應(yīng)采用鑲塊模，這樣可以節(jié)約模具材料。為了保證得到輪廊清晰的鍛件，在凹模型腔中應(yīng)開(kāi)設(shè)Φ2mm的排氣孔，以保證金屬更好地充滿(mǎn)型腔。3.常用精密模鍛方法1)閉塞式鍛造閉塞式鍛造是近年來(lái)發(fā)展迅速的精密成形方法，圖11.39是其鍛造過(guò)程示意，先將上下凹模閉合，并施以足夠的合模力，然后用一個(gè)或多個(gè)沖頭，從一個(gè)或多個(gè)方向?qū)π筒蹆?nèi)的坯料進(jìn)行擠壓成形。該成形方法也稱(chēng)為閉模擠壓，是具有可分凹模的閉式模鍛。閉塞式鍛造是從徑向擠壓發(fā)展而來(lái)，最初用于十字軸、十字接頭等帶有枝杈的鍛件，近年來(lái)已開(kāi)始用于生產(chǎn)錐型齒輪、輪轂螺母等零件，目前國(guó)外已開(kāi)發(fā)了錐型齒輪冷態(tài)閉塞式鍛造新工藝，精度達(dá)到了轎車(chē)齒輪的要求。圖11.39閉塞式鍛造2)等溫模鍛等溫模鍛是指坯料在幾乎恒定的溫度條件下模鍛成形。等溫模鍛常用的成形方法有開(kāi)式模鍛、閉式模鍛和擠壓等。為了保證恒溫成形的條件，模具也必須加熱到與坯料相同的溫度，模具常采用電感應(yīng)法或電阻法加熱，如圖11.40所示。如圖11.40等溫模鍛模具圖1—下模板；2—中間墊板；3、8—隔熱層；4、5—加熱圈；6—凸模；7—上模板；9—凹模；10—頂桿；11—墊板等溫模鍛常用于航空、航天工業(yè)中鈦合金、鋁合金、鎂合金等零件的精密成形。主要原因是：①在普通鍛造條件下，這些金屬材料的鍛造溫度范圍比較窄，尤其是鍛造薄壁、高筋等零件時(shí)，坯料溫降快，變形抗力迅速增加，塑性急劇降低，不僅設(shè)備噸位提高，也易造成鍛件和模具開(kāi)裂；②某些鋁合金和高溫合金對(duì)變形溫度很敏感，若變形溫度較低，變形后為不完全再結(jié)晶組織，固溶處理后易形成粗晶或組織不均勻，使鍛件性能達(dá)不到要求。3)超塑性模鍛超塑性模鍛也是在恒溫條件下成形，但是要求在更低的變形速度和適宜的變形溫度下進(jìn)行，要求設(shè)備的行程速度更慢，而且超塑性模鍛前坯料需要進(jìn)行晶粒超細(xì)化處理。超塑性模鍛的生產(chǎn)效率低，晶粒超細(xì)化處理工藝復(fù)雜，目前主要用于個(gè)別鈦合金零件的成形。4)小飛邊和無(wú)飛邊模鍛為減小模鍛時(shí)飛邊部分的金屬消耗，可將飛邊設(shè)置在變形較困難端部，并迫使金屬首先充滿(mǎn)模膛，因此既大大減小了飛邊金屬消耗，又充分保證鍛件的成形質(zhì)量。無(wú)飛邊模鍛即閉式模鍛，由于金屬容易充滿(mǎn)型槽，因此有利于進(jìn)行精密模鍛。11.4.2冷鍛技術(shù)在再結(jié)晶溫度以下進(jìn)行的鍛造加工簡(jiǎn)稱(chēng)為冷鍛加工，其主要操作工藝方式有冷鐓、鍛造、擠壓、壓印、冷模鍛等。冷鍛與熱鍛的不同之處在于：冷鍛所用坯料不進(jìn)行加熱，冷鍛所用設(shè)備屬于壓力機(jī)類(lèi)設(shè)備。1.冷鐓冷鐓是利用冷鍛設(shè)備通過(guò)冷鍛模具對(duì)金屬坯料施加軸向壓力，使其產(chǎn)生軸向壓縮、橫向加粗的冷鍛成形方法。根據(jù)坯料變形部位的不同以及模具工作部分形狀的不同，冷鐓可分為鐓粗、頂鐓、中間鐓粗等工藝方法，如圖11.41所示。冷鐓常用來(lái)生產(chǎn)螺釘、螺母、螺桿、齒輪軸類(lèi)零件毛坯。圖11.41鐓鍛冷鐓工藝要考慮零件材料的塑性（許用鐓粗率）、零件形狀結(jié)構(gòu)、尺寸精度及避免加工缺陷等因素。整體鐓粗是使整個(gè)壞料由軸向壓縮轉(zhuǎn)為橫向擴(kuò)展的一種鐓鍛工藝，如圖11.41(a)、(b)所示。鐓粗變形的主要工藝參數(shù)是高徑比和鐓粗率。高徑比是指坯料的鐓粗變形高度H0與其直徑D0的比值，H0是坯料總高度減去坯料在上下模膛內(nèi)斷面不發(fā)生擴(kuò)張部分的高度。通常一次鐓粗的H0/D0值不能大于2~2.5。鐓粗率是指鐓鍛前后高度變化與原始高度之比。頂鐓是在坯料一端的頭部產(chǎn)生軸向壓縮、橫向擴(kuò)展的鐓鍛工序，如圖11.41(c)、(d)所示。為防止頂鐓成形時(shí)坯料易出現(xiàn)的開(kāi)裂、彎曲、折疊等缺陷，頂鐓成形的沖擊次數(shù)一般按坯料未夾持部分的自由高度h與其直徑D0之比確定：①當(dāng)h/D0≤2.8時(shí)，需要進(jìn)行一次沖擊；②當(dāng)h/D0=3~5.5時(shí)，需要進(jìn)行二次沖擊；③當(dāng)h/D0=5.6~8時(shí)，需要進(jìn)行三次沖擊。中間鐓粗是指使坯料的中間部位產(chǎn)生軸向壓縮、橫向擴(kuò)展的鐓鍛工序，如圖11.41(e)、(f)所示。其變形實(shí)質(zhì)與鐓粗基本相同。2.型鍛型鍛是利用冷鍛設(shè)備通過(guò)模具對(duì)金屬坯料施加壓力使其產(chǎn)生橫向壓縮變形的冷鍛成形方法。型鍛的特點(diǎn)是坯料的橫截面變薄。實(shí)際生產(chǎn)中，型鍛通常在鍛錘的型砧上進(jìn)行的，故取名為型鍛。根據(jù)坯料變形部位的不同，型鍛可分為端部拔長(zhǎng)和中間壓扁兩種基本工序：(1)端部拔長(zhǎng)。端部拔長(zhǎng)是使坯料的一端沿其橫向壓縮、軸向伸長(zhǎng)的一種型鍛工序。(2)中間壓扁。中間壓扁是在坯料的中間部位沿其橫向壓縮而變薄的一種型鍛工序，如圖11.42所示，包括軸向伸長(zhǎng)壓扁和展寬壓扁。圖11.42中間壓扁3.壓印壓印是利用冷鍛設(shè)備通過(guò)模具對(duì)金屬坯料施加壓力使之產(chǎn)生軸向壓縮、橫向不明顯擴(kuò)展的冷鍛成形方法。壓印的特點(diǎn)是壓縮量不大，橫向變形量及總體變形量不大，但壓力很大。依據(jù)坯料形狀的不同以及所用模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的不同，壓印可以分為壓花打印、壓凹及精壓三種基本形式。4.冷模鍛冷模鍛是利用冷鍛設(shè)備通過(guò)帶有型槽的凸模和凹模，對(duì)金屬坯料施加壓力并使之充滿(mǎn)模具型腔的冷鍛成形方法。根據(jù)金屬坯料流動(dòng)方式的不同，冷模鍛也可以分為：開(kāi)式模鍛、半閉式模鍛和閉式模鍛三種，如下圖所示。

冷模鍛示意圖(a)開(kāi)式模鍛；(b)半閉式模鍛；(c)閉式模鍛5.冷擠壓目前，除高碳鋼、高合金鋼、鎳鋼、鈷合金及鈦合金之外，大多數(shù)金屬材料都可以用冷擠壓技術(shù)進(jìn)行生產(chǎn)性加工。冷擠壓制品形狀也從簡(jiǎn)單的環(huán)形發(fā)展到截面形狀較為復(fù)雜的電動(dòng)機(jī)、汽車(chē)、縫紉機(jī)及儀器的零件。冷擠壓不僅適用于正擠壓和反擠壓，也適用于復(fù)合擠壓（如下圖所示）。冷擠時(shí)擠壓力非常高，因此要求冷擠壓模具強(qiáng)度很高，必要時(shí)可采用三層組合凹模形式，用過(guò)盈熱配合將各層裝配在一起，以提高模具的承載能力和使用壽命。潤(rùn)滑效果對(duì)冷擠壓加工有非常大的影響，鋼坯冷擠壓時(shí)，可以采用磷化-皂化的工藝潤(rùn)滑處理。

冷擠壓的基本工藝類(lèi)型(a)實(shí)心件正擠壓；(b)空心件正擠壓；(c)反擠壓；(d)復(fù)合擠壓11.4.3特種鍛造技術(shù)1.旋轉(zhuǎn)鍛造旋轉(zhuǎn)鍛造是使棒、管類(lèi)坯料減少斷面積、增加長(zhǎng)度的一種鍛造工藝。鍛打時(shí)坯料與錘頭間有相對(duì)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和軸向移動(dòng)，這種工藝靠輪轉(zhuǎn)鍛機(jī)或徑向精鍛機(jī)這類(lèi)設(shè)備來(lái)進(jìn)行。其工作原理簡(jiǎn)圖如圖11.43所示。旋轉(zhuǎn)鍛造時(shí)，坯料周?chē)脙蓚€(gè)以上的錘頭，沿徑向從幾個(gè)方向?qū)?zhǔn)坯料軸線(xiàn)進(jìn)行對(duì)稱(chēng)的高速鍛打，使坯料成形。通過(guò)選取模具長(zhǎng)度方向的形狀，可以鍛成臺(tái)階狀的棒、管類(lèi)鍛件或錐形件等。圖11.43滾柱式旋轉(zhuǎn)鍛造示意圖1—外環(huán)；2—滑塊；3—滾柱；4—錘頭；5—調(diào)整墊片；6—夾圈；7—主軸；8—毛坯2.輥鍛輥鍛是伸長(zhǎng)類(lèi)工序，它是由軋制工藝發(fā)展過(guò)來(lái)的一種鍛造工藝。輥鍛是使坯料在裝有扇形模塊的一對(duì)旋轉(zhuǎn)的軋輥中通過(guò)時(shí)產(chǎn)生塑性變形(圖11.44)，從而獲得所需要的鍛件和鍛坯。它既可作模鍛前的制坯工序，亦可將坯料直接輥鍛成形。輥鍛不同于一般軋制，因?yàn)楹笳叩目仔椭苯涌淘谲堓伾?，而輥鍛的扇形模塊可以從軋輥上裝拆更換。輥鍛近似于小送進(jìn)量情況下的拔長(zhǎng)，即軸向的伸長(zhǎng)應(yīng)變較大，橫向的寬展較小。采用輥鍛工藝可以生產(chǎn)的鍛件如扳手、剪刀、鋤頭、麻花鉆、柴油機(jī)連桿、履帶拖拉機(jī)的鏈軌帶、渦輪機(jī)葉片等。圖11.44輥鍛工作過(guò)程1—扇形模塊；2—軋輥；3—坯料；4—擋板2.楔橫軋圖11.45為常見(jiàn)楔橫軋機(jī)及其工作原理示意圖，在兩個(gè)滾動(dòng)模具或兩塊平板模具表面上設(shè)計(jì)成形狀相同的楔形突起，模具對(duì)坯料作相對(duì)運(yùn)動(dòng)(坯料本身也運(yùn)動(dòng))，結(jié)果坯料沿軸向（橫向）產(chǎn)生直徑的變化而制成各種階梯形狀的軸類(lèi)零件。這種工藝與一般鍛造相比，具有生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品精度高、材料利用率高、生產(chǎn)中無(wú)沖擊、噪聲小、工作條件好、以及工具壽命高等優(yōu)點(diǎn)。因此，楔橫軋生產(chǎn)的產(chǎn)品成本比一般鍛造加工大約低30％左右。利用楔橫軋工藝可以軋制出電機(jī)軸、汽車(chē)四聯(lián)齒輪、火車(chē)D軸、汽車(chē)變速箱二軸、雙頭吊板手、鯉魚(yú)鉗毛坯等上百種產(chǎn)品，產(chǎn)品的直徑范圍為6~150mm，長(zhǎng)度范圍為40~1200mm(甚至更長(zhǎng))。楔橫軋可以生產(chǎn)零件毛坯，又可為模鍛制坯，還可以實(shí)現(xiàn)無(wú)切屑、少切屑的精軋。楔橫軋工藝以熱軋為主，小直徑產(chǎn)品也可以實(shí)現(xiàn)冷軋。圖11.45常見(jiàn)楔橫軋機(jī)的類(lèi)型及原理4.斜軋軋輥互相傾斜配置，以相同方向旋轉(zhuǎn)，坯料在軋輥?zhàn)饔孟路聪蛐D(zhuǎn)，同時(shí)還作軸向運(yùn)動(dòng)，即螺旋運(yùn)動(dòng)，這種軋制稱(chēng)為斜軋，又稱(chēng)為螺旋軋制或螺旋橫軋。坯料靠摩擦力矩咬入，坯料經(jīng)過(guò)徑向壓縮，沿軸向和徑向流動(dòng)充填軋輥型槽而成形。斜軋法生產(chǎn)的零件很多，從軋輥及運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)基本分為以下兩大類(lèi)：(1)孔型斜軋。兩個(gè)或三個(gè)帶有螺旋孔型的軋輥，相互傾斜，同方向旋轉(zhuǎn)，棒料在孔型的作用下作螺旋運(yùn)動(dòng)，并被連續(xù)制成若干件變斷面回轉(zhuǎn)件的成形方法。可用于生產(chǎn)鋼球、滾柱、錐型軸承內(nèi)環(huán)、絲杠、滾刀體、螺旋翅片等。(2)仿形斜軋。呈三角形配置的三個(gè)錐形或蘑菇形軋輥（見(jiàn)圖11.46），相互傾斜配置同方向旋轉(zhuǎn)，坯料在軋輥?zhàn)饔孟伦餍D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，仿形板與坯料同步軸向移動(dòng)，通過(guò)仿形板控制三輥輥縫開(kāi)合而軋制變斷面回轉(zhuǎn)件的成形方法。

圖11.46仿形斜軋

5.擺動(dòng)輾壓擺動(dòng)輾壓屬于增粗類(lèi)變形，適用于盤(pán)類(lèi)、餅類(lèi)和帶法蘭的軸類(lèi)零件的成形，特別適用于較薄工件的成形。擺動(dòng)輾壓是一種局部加載、整體受力、局部變形的鍛壓工藝。擺動(dòng)輾壓的工作原理如圖1l.47所示，圓錐形上模的中心線(xiàn)oo’與擺軸中心線(xiàn)oz成γ角，稱(chēng)為擺角。當(dāng)擺軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，擺頭中心線(xiàn)oo’繞擺軸中心線(xiàn)oz作旋轉(zhuǎn)，于是擺頭產(chǎn)生回?cái)[運(yùn)動(dòng)，同時(shí)坯料在下模里由進(jìn)給油缸推動(dòng)作等速度垂直送進(jìn)，擺頭的母線(xiàn)便在工件上連續(xù)不斷地滾動(dòng)，局部地、順次地對(duì)工件施加壓力。隨著坯料不斷地送進(jìn)，最后達(dá)到整個(gè)坯料在下模膛內(nèi)充滿(mǎn)成形。一般情況下，圓錐母線(xiàn)是一直線(xiàn)，所以壓出的工件上表面為一平面。若圓錐母線(xiàn)為一曲線(xiàn)，則工件上表面也可以獲得相應(yīng)的形狀。圖1l.47擺動(dòng)輾壓的工作原理圖6.輾環(huán)輾環(huán)是制造有精確加工尺寸和周向流線(xiàn)的無(wú)縫環(huán)形鍛件的金屬成形工藝。在圖11.48所示的輾環(huán)中，將加熱的環(huán)坯放置在比環(huán)坯孔徑稍小的心軸上，心軸（被動(dòng)輥）和較大直徑的輾壓輥（主傳動(dòng)輥）之間軋制間隙逐漸減小，輾壓輥和環(huán)坯之間的摩擦引起環(huán)坯旋轉(zhuǎn)，再帶動(dòng)心軸旋轉(zhuǎn)。當(dāng)環(huán)坯的徑向截面減小時(shí)，環(huán)坯厚向受壓縮，直徑增大。輾壓加工按其坯料受壓變形方向的不同，可分為徑向輾壓、徑向-軸向輾壓和軸向輾壓。圖11.50輾環(huán)示意1—輾壓輥；2—心軸；3—環(huán)坯；4—端面輥7.電鐓在一些零件的鍛造過(guò)程中，有時(shí)為了給頭部聚積足夠的金屬，當(dāng)聚積工步次數(shù)達(dá)四次以上時(shí)，生產(chǎn)率就較低。為了解決這一工藝問(wèn)題，出現(xiàn)了電加熱鐓粗工藝，簡(jiǎn)稱(chēng)電鐓。聚積金屬可一次完成，提高了生產(chǎn)率。如圖11.49所示，電鐓工藝是在接觸加熱的同時(shí)對(duì)毛坯進(jìn)行鐓粗，毛坯加熱和鐓粗是局部連續(xù)進(jìn)行的，因此毛坯被鐓粗長(zhǎng)度不受鐓粗規(guī)則限制，一次鐓粗的最大長(zhǎng)徑比l/d可達(dá)15~20。電鐓后可在頭部得到合理的纖維分布，組織致密，晶粒度可達(dá)6~7級(jí)。電鐓工藝采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)的工夾具，也適用于中小批量生產(chǎn)。圖11.49電加熱鐓粗過(guò)程7.液態(tài)模鍛液態(tài)模鍛是利用液態(tài)金屬進(jìn)行模鍛的一種方法。它和壓鑄不同之點(diǎn)是，壓鑄時(shí)金屬靠散熱冷卻來(lái)結(jié)晶，而液態(tài)模鍛是在壓力作用下結(jié)晶，因此其結(jié)晶組織和相應(yīng)的力學(xué)性能比壓鑄好，甚至超過(guò)軋材。因?yàn)橐簯B(tài)模鍛時(shí)，金屬液體溫度很高，且在模具中需要停留一段時(shí)間，故對(duì)模具鋼要求有高的紅硬性和熱疲勞強(qiáng)度。對(duì)有色金屬及其合金，當(dāng)其熔點(diǎn)不高時(shí)，采用液態(tài)模鍛效果顯著。而對(duì)于黑色金屬及其合金，由于模具壽命不好解決，推廣受到很大的限制，因此，國(guó)內(nèi)外均還處于發(fā)展階段。【本章關(guān)鍵詞】鍛造工藝forgingtechnology熱鍛hotforging冷鍛coldforging自由鍛造freeforging模型鍛造dieforging開(kāi)式模鍛closeddieforging閉式模鍛flashlessdieforging精密模鍛precisiondieforging【本章小結(jié)】鍛造工藝按金屬變形時(shí)的溫度來(lái)分，可以分為熱鍛、溫鍛和冷鍛三種。根據(jù)金屬變形所采用的設(shè)備和工具，鍛造可以分為自由鍛、胎模鍛、模鍛和特種鍛造