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常用的扩孔方法有哪些?主要工艺特点是什么?

提示:

扩孔变形可以减小空心毛坯的壁厚而增加其内、外径。常用的扩孔方法有冲头扩孔、芯轴扩孔、碾压扩孔。 如图1-6所示,冲头扩孔是使用直径大于毛坯孔径的冲头将毛坯孔胀大。扩孔冲头前端一般有带锥度的引导段以便于插入毛坯孔。由于孔扩张时毛坯受到很大的周向拉应力,很容易胀裂,所以,每次扩孔量不宜过大。冲孔后可以直接


    扩孔变形可以减小空心毛坯的壁厚而增加其内、外径。常用的扩孔方法有冲头扩孔、芯轴扩孔、碾压扩孔。

    如图1-6所示,冲头扩孔是使用直径大于毛坯孔径的冲头将毛坯孔胀大。扩孔冲头前端一般有带锥度的引导段以便于插入毛坯孔。由于孔扩张时毛坯受到很大的周向拉应力,很容易胀裂,所以,每次扩孔量不宜过大。冲孔后可以直接扩孔12次,需要多次扩孔时,应该进行中间加热。冲头扩孔适用于D/d>1.7H0.125D的壁不太薄、高度不太矮的锻件。

 图1-16 冲头扩孔

1-16  冲头扩孔

    对于薄壁大孔的窄(矮)圈形锻件,可以采用芯轴扩孔。如图1-17所示,将带孔毛坯穿在由支架支撑的芯轴上,一面将毛坯转动一面用上砧对毛坯压下。芯轴扩孔时毛坯变形情况相当于沿圆周方向的拔长,被砧子压住的区域是变形区。变形区在厚度方向被压下,壁厚减薄,金属沿周向和宽度方向流动,金属流动受到变形区周向两侧的不变形的刚端的限制,限制阻力的大小主要取决于相对壁厚(td)t/d越大时,阻力也大。

 图1 17芯轴扩孔

  1 17芯轴扩孔

1芯轴;2锻件;3支架

    芯轴扩孔时,变形区金属主要沿周向流动,减少壁厚而增大内外径。其原因是:变形区沿周向的尺寸远小于宽度尺寸,周向是质点流动的最小阻力方向;扩孔毛坯壁厚一般较薄,td较小,刚端对变形区周向流动的限制阻力比宽度方向小;芯轴与锻件接触面呈圆弧形,有利于金属沿周向流动。

    芯轴扩孔后,锻件宽度有所增大。扩孔程度(d/do)越大、锻件宽径比(H/D)越小,宽展越大。扩孔前毛坯的宽度H。应该比扩孔后的锻件宽度H小些:Ho =1. 05KH,其中,K为宽展系数,见图1 18

    扩孔前毛坯的外径D。以体积不变原理计算:

 
图1-18宽展系数

 

1-18宽展系数

    若毛坯孔径do大于芯轴直径,便可直接套在芯轴上扩孔。否则,需要先用冲头扩孔,再进行芯轴扩孔。芯轴扩孔所用芯轴直径,应能保证芯轴强度和锻件质量,芯轴过细,在锻造时容易折断,还会使锻件内壁形成梅花压痕。为了获得内壁较光滑的锻件,芯轴直径应随孔径扩大而更换增大,一般在扩孔过程中最多可更换三次芯轴。

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