徑向鍛技術(shù)的應(yīng)用及其發(fā)展.pdf

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1、重型機械徑向鍛技術(shù)的應(yīng)用及其發(fā)展宋濤，趙升噸，劉洪寶(西安交通大學(xué)機械工程學(xué)院，陜西西安710049)摘要：徑向鍛技術(shù)是一種應(yīng)用廣泛的高性能加工技術(shù)，與其它鍛壓技術(shù)相比，具有很多優(yōu)點。文章介紹了徑向鍛技術(shù)的基本原理和目前的發(fā)展現(xiàn)狀。闡述了徑向鍛設(shè)備，工藝及數(shù)值模擬的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展水平，以及其在各個領(lǐng)域的應(yīng)用狀況。關(guān)鍵詞：機械制造；重型裝備；鍛壓技術(shù)；徑向鍛中圖分類號：TG31文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1001—196X(2012)03—0011—06ApplicationanddevelopmentofradialforgingtechnologySONG

2、Tao，ZHAOSheng—dun，LIUHong—bao(SchoolofMechanicalEngineering，Xi’anJiaotongUniversity，Xi’an710049，China)Abstract：Theradialforgingisawidely—usedhigh—performanceforgingtechnology．Ithasmoreadvantagesincomparisonwithotherforgingtechnologies．Thebsicprincipleanddevelopmentstatusoftheradialf

3、orgingtech—nologyisintroducedinthispaper．Thereseachstatusathomeandabroadofradialforgingequipment，tech—niqueandnumericalsimulation，aswellastheapplicationstatusofradialforgingtechnologyinvariousfieldsaerelaborated．Keywords：machinofacture；heavyequipment；forgingtechnology；radialforging；

4、overview造出可鍛打最大外徑1．2m的徑向鍛機并應(yīng)用于0前言生產(chǎn)。徑向鍛造的基本原理由奧地利科學(xué)家隨著國內(nèi)市場對高性能鍛造的強勁需求，我B．Rralowetz博士于1946年提出。第一臺四錘頭國于上世紀(jì)7O年代中期開始研究液壓式徑向鍛徑向鍛機誕生于上世紀(jì)60年代。到70年代中期機，目前研發(fā)和制造水平都有了很大提高。本文已有6．5MN至25MN的徑向鍛機相繼問世并應(yīng)將從徑向鍛壓的工作原理和特點，論述其在國內(nèi)用于高合金鋼和其他合金的大型坯料和連鑄錠的外的應(yīng)用和發(fā)展。鍛造。目前，全世界不同型號和配置的徑向鍛機1徑向鍛造的工作原理和特點已有數(shù)百臺。國外徑向鍛技術(shù)

5、和設(shè)備的研發(fā)技術(shù)已相對成熟。世界上主要的徑向鍛機和附屬設(shè)備徑向鍛造是一種在同一平面上同時對軸類零制造商，如奧地利的GFM，德國的西馬克·梅件施加多個周向均勻分布的鍛打力的成形方爾(SMSMeer)和意大利的Danieli等公司已制法。徑向鍛機的基本原理如圖1所示。沿零件周向均勻分布的多個錘頭在驅(qū)動機構(gòu)的帶動下在徑向方向進行開合運動，同時零件在夾持機構(gòu)的收稿日期：2012—03—25；修訂日期：2012—05—08帶動下沿軸向送進，在送進的過程中根據(jù)工藝的基金項目：流體徑向沖擊高效可控精密下料過程動態(tài)斷裂力學(xué)要求控制工件旋轉(zhuǎn)的速度。個別徑向鍛機在鍛打行為的研究(

6、項目編號：51175413)過程中錘頭可在軸向進行微小擺動或低速轉(zhuǎn)動。作者簡介：宋濤(1979一)，男，西安交通大學(xué)機械工程學(xué)院，博士研究生，主要從事徑向鍛造機理研究和設(shè)備零件受到均勻分布的高速、高頻、短沖程的鍛壓設(shè)計。力，材料在高靜水壓力的應(yīng)力狀態(tài)下沿軸向、徑·12·重型機械向流動。盡管上述各種優(yōu)點，徑向鍛也有其固有的缺點和不足。由于設(shè)備的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、錘頭往復(fù)運動行程范圍被限定在了特定區(qū)間。在不更換錘頭的情況下，工件的變形空間較小。相比自由鍛液壓機，同噸位的徑向鍛機鍛錘的最大鍛打力相對較小。對高強度材料，高頻的鍛打和設(shè)備的最大鍛打力限制了每次鍛打的變形量，變形

7、區(qū)域容易限定在靠近零件表面的區(qū)域。同時，徑向鍛機結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高、前期投人大、維護成本高，可鍛打的零件多為軸類零件，且坯料的最佳鍛打直徑圖1徑向鍛原理示意圖和尺寸都有限定。雖然徑向鍛的生產(chǎn)效率高，但Fig．1Schematicdiagramofradialforging只針對批量生產(chǎn)，對單件小批量生產(chǎn)經(jīng)濟性不佳。另外，如果坯料冶金品質(zhì)差，徑向鍛造鍛合影響材料可加工性的因素有材料的成分、金坯料芯部缺陷的能力較鍛錘差。相組織狀態(tài)等內(nèi)在因素，以及加工時的應(yīng)力狀態(tài)、溫度、變形速率等外在因素。徑向鍛造在加2徑向鍛的分類過程中在周向同時施加壓力，使得在變形過程根據(jù)鍛打時工

8、件的溫度不同，徑向鍛可分為中材料內(nèi)部產(chǎn)