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现代汽车轴类制造中的关键性指标的加工工艺 旋锻工艺简介
2016-05-06 08:48:47

    使用旋锻工艺能轻松、精准和高效地生产部件。此外,旋锻还开启了高度的设计自由度。这种无屑加工工艺开发于 100 多年前,但是如今仍具有很多优势。在今天的全球汽车行业中,都致力于实现成本优化的同时进行安全生产。旋锻工艺可以使用较少高品质的材料及管坯代替实心不锈钢。成形本身可确保部件的负荷能力和强度,如前轴或转向臂轴,如果使用切削加工工艺会导致明显高得多的成本。同时还可以节省材料,从而降低部件的重量,特别是对于主动轴和导轮轴来说,这一点尤其重要。因为这可以节省燃料和降低车辆排放 - 这是现代汽车制造中的关键性指标。此外,通过使用旋转塑形、进给缩减或心轴,旋锻工艺还适用于塑造各种各样的外部和内部几何形状。除了可以高度精确和快速地生产转向主轴,气囊气缸或调整轮驱动装置,还可以塑造软管接头。因此,为可见和不可见部件和组件创造了最大的设计自由度。
    旋锻的基本原理很容易解释:多个刀具段连续快速地重复作用于一个工件。材料开始流动,并快速连续地进行高精度的成形加工。

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精度

    旋锻设备的精度就像发条装置一样。因为刀具段每分钟作用于部件超过 1000 次行程。因此,所需的成形被分解成许多小步骤完成。实际的行程只有每个挺杆 0.25 至 1.5 毫米。这是一个复杂的作用机制,它主要由设备的锻造机构决定。在锻造机构中,轴驱动多个挺杆和刀具。如果挺杆位于两个压辊之间,则刀具打开;如果压力挺杆位于单个辊下,则刀具闭合 - 并作用于部件。外部的滚柱保持架通过锻轴的旋转和挺杆特定的曲线形状,处于连续运动中。调整板或楔子位于刀具段和挺杆之间。由一个扣环和一个收缩磨损环构成的外座圈,用于接收径向力,并负责机械系统的刚性。它通常又分为两种旋锻设备类型:内部转子和外部转子机床。外座圈既可以是静止的,也可以逆向锻轴驱动,以提高锻造频率。
优化的压力挺杆
    对于旋锻设备内部完美流程来说,重点还在于挺杆的曲线轮廓。优化的设计形式确保了挺杆与滚柱永久接触。其在径向方向上的位移和加速度曲线极为稳定 - 这具有意义深远的优势:可实现平滑的运动过程:没有加速度峰值,冲击频率绝对恒定,刀具的磨损降低。延长开启时间,降低闭合时间:设备达到最优设置。有利于运动性能和机械动力。持续和主动的驱动:滚柱和滚柱保持架无需额外的机械元件即可驱动。根据所需的部件形状,可以在旋锻时采用不同的成型工艺:进给缩减,切入方法或者带和不带内芯的组合方法。

        
旋锻工艺的6大优点和特征:
设计

    旋锻为设计人员提供了高度的设计自由度。相对于其他成形工艺,能行成更多的形状种类。它适用于管道内径和外径的加工。即使是复杂的内部轮廓、花键和要求严格的几何形状,都可生产安装。
重量
    在许多应用中,旋锻管件可以代替原来的实心部件。这大大降低了组件的重量。同时,这种方法还更具有经济性:它不会产生切屑,毛坯的体积就相当于已成形部件的体积(请参阅表 1)。因此,在生产中能节省大量材料。同时还可以更经济地生产复杂部件,而对于其他方法而言,以它们的形状很难使用管坯。

精度
    在进行旋锻加工时,工件可以加工成接近最终形状。外径公差为 0.01 至 0.1 毫米。这相当于 ISO 公差(IT)的 8 至 9 级(请参阅表 2)。直径减小,而精度提高。在加工心轴内径时,公差可达到 0.03 毫米以下。总体而言,精度取决于所使用的方法 - 切入式或进给旋锻 - 以及加工过程中的节拍时间。旋锻表面通常具有极低的粗糙度和很高的承重比率。实际上不会发生缺口效应。在进行进给旋锻时,通常适用 1.0 微米的平均粗糙度 Ra;在进行切入式旋锻时,对应的值为 0.1 微米。可实现相当于精锉加工的表面质量。
        

强度
    在冷成形加工过程中,工件更坚固,从而更稳定 - 几乎均匀地体现在整个工件横截面上。在这种情况下,通常对机械部件的强度设计来说至关重要的屈服极限,通过冷成形,相对于成形材料的拉伸强度来说明显增加(请参阅表 3)。相对于其他实心冷锻成形工艺来说,旋锻能够实现更高的成形度。无需热处理,即可达到高达 90% 的断面收缩。这也意味着:流程链明显缩短。
        

安装就绪
    创造安装就绪或接近安装就绪的条件。在生产精密部件时,通常进行轻微的车削操作。根据需要,此项操作和 Felss 的其他操作可以集成到传输设备中(轴向成形,螺纹成形和螺纹滚压,冲压,铣削,测量/检测等)。
         
        
材料
    基本上来说,所有可成形的材料都适用于旋锻。即使是烧结的材料也可以以这种方法进行压缩。但是 A5 断裂延伸率应至少达到百分之五至百分之十。对于钢材料,适用非合金钢、低合金钢及高合金钢。非铁金属,如铝、铜、黄铜、青铜、钛及其合金材料,也完全可以进行加工。
         
        
        

 

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