輾環工藝生產環形件過程中模具粘結金屬的解決方法

安徽省小小科技實業有限責任公司 江立權

輾環工藝生產環形件過程中模具粘結金屬的解決方法

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輾環是環形件特有的成形方法，本文通過對輾環工藝原理和模具結構的分析和闡述，解決了生產過程中模具粘結金屬的現象。

一、輾環工藝原理

輾環又叫擴孔，是環形件特有的成形方法之一。工作原理如下圖所示。輾壓輪與芯輥旋轉中心軸平行，輾環時，電機通過減速箱驅動輾壓輪旋轉，輾壓輪通過它與環坯件之間的磨擦力曳入毛坯并連續地施壓，環形坯件之間的磨擦力帶動芯輥轉動，同時輾壓輪與芯棒之間的中心距逐漸縮小，直至變形結果。經輾環變形的工件，截面積和徑向厚度都減小，環形件外徑和孔徑都相應地增加。因此，輾環主要是每項向壓縮切向延伸的鍛造過程。當工件與信號輥接觸時，表示已達到預定尺寸，信號輥發出停碾的信號，碾壓輪完成碾壓任務退回到原始位置。

輾環工作原理圖

二、輾環的模具結構

輾環的模具包括輾壓輪、芯軸輥、信號輥和托料板等。結構如下圖所示：

三、粘結金屬現象

一個外錐環環形件在試模階段一切正常，生產一段時間后，發現在托料板靠近圓弧的外端面結了一層象柏油一樣的金屬，而且越積越多，工件的接觸面也凹凸不平，外形尺寸也超出了控制范圍，根本無法再生產。剛開始認為可能是托料板端面不平整，與工件接觸面小所造成，就把托料板端面加工平整。安裝后再試，開始幾件正常，之后又出現同樣的問題。

四、原因分析

托料板在輾壓過程中支撐工件，使工件軸心線與芯輥、輾壓輪軸心線保持平行，具有穩定輾制的作用，通過觀察對比，粘結的金屬主要是托料板和工件的磨損造成。輾壓外錐體環件是大端靠托料板，環坯靠緊托料板，輾壓平穩，但同時磨擦力也增大，增加了托料板表面磨損，而且生產過程中沒有及時潤滑和冷卻，與高溫的坯料接觸，托料板表面已退火，硬度低或冷卻不夠，表面磨損使粗糙度提高而粘結金屬。經洛氏硬度計檢測，托料板接觸面硬度值僅10HRC，甚至更低，無法滿足正常生產所需硬度45-20HRC的要求。

五、解決方法

經過原因分析，采取如下措施：托料板的材料碳素結構鋼45和50，硬度45-20HRC；為提高輾壓件的質量，增加模具的使用壽命，輾壓時要對模具進行潤滑；潤滑劑具備隔離工件與模具表面，減少模具磨損，有助于工件脫模，保證工件與模具接觸時間最短，對輾環有較好的隔熱性能，避免因熱傳導使托料板溫度升高退火而硬度降低。

六、結束語

改進后再生產，沒有出現類似現象，而且工件表面光滑、平整。實踐證明，方法可行有效。