碾环机碾锻齿圈和齿轮毛坯的锻造工艺主要有一下几个工序:墩粗、拔长、冲孔、扩孔。自由锻和碾环工艺的区别主要在扩孔这个工序上。自由一般采用马杠扩孔,环形锻件加工厂,碾环主要采用辗压扩孔。 自由锻时碾环主要是采用马杠碾环。马杠碾环的应力应变情况近似拔长,与长轴拔长又有区别,它是环形坯料沿圆周方向的拔长,是局部加载,整体受力。马杠扩孔时变形区金属沿切向和宽度方向流动。马杠碾环时变形区金属主要沿切向流动,并增大内、外径。马杠上碾环的锻件一般壁较薄,故对外端变形区金属切向流动的阻力远小宽度方向,马杠与锻件的接触面呈弧形,有利于金属沿切向流动。因此马杠碾环时锻件尺寸变化是壁厚减薄,内、外径扩大,宽度(高度)方向稍有增加。因此,马杠上扩孔可以锻制薄壁的锻件。
目前辗环工艺在国内外的应用都比较广泛,如火车轮毂、轴承内外套圈、齿轮圈、衬套、法兰、起重机旋转轮圈及各种加强环等。加工的零件尺寸和重量范围都比较大:直径自40mm-10000mm,高度自10mm-1000mm,重量自0.2kg-82000kg,具有多种形状的截面,其典型的例子如图1-3所示。环件的材料通常为碳钢、合金钢、铝合金、铜舍金、钛合金、钴合金、镍基合金等,常见的环件轧制产品有火车轮毂、轴承环、齿轮环、衬套、法兰、燃气轮机环、起重机旋转轮环、核反应堆容器环及各种加强环等。
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