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辗环机

王朝百科·作者佚名 2010-06-16

环件轧制（亦称辗环、环件辗扩、扩孔、轧环）是借助辗环机（亦称轧环机、环轧机、扩孔机）使环件产生连续局部塑性变形，进而实现壁厚减小、直径扩大、截面轮廓成形的塑性加工工艺。该工艺适用于生产各种形状和尺寸的环形机械零件，如轴承环、齿圈、法兰、轮毂、薄壁筒形件、风电法兰、高颈法兰等各类无缝环形锻件。环件产品广泛应用于机械、汽车、火车、船舶、石油化工、航空航天、原子能、风力发电等众多工业领域。环件的材料通常为碳钢、合金钢、不锈钢、钛合金、铜合金、铝合金、钴合金、镍基合金、高温合金等。

辗环工艺特点：

①设备吨位小，加工范围大。辗环成形过程是局部加压连续小变形的累计，工件与模具的接触面积小，因此需要的变形力小，设备吨位小。

②材料利用率高。环件轧制的截面形状更接近于成品，加工余量小。

③产品质量好。轧制环件的金属纤维沿圆周方向连续分布，与零件使用时的受力及磨损相适应。多数情况下，轧制环件内部组织致密、晶粒细小，综合机械性能明显高于其它方法加工的环件。

④劳动条件好，生产率高。环件轧制类似静压轧制，基本无冲击、振动，噪声低，易于操作，机械化、自动化程度高，工人劳动强度大幅降低。

⑤生产成本低。与自由锻相比，材料消耗低，能源消耗低，综合生产成本低，具有较好的经济效益。

按设备型式，可分为径向轧制与径－轴向双向轧制（径－轴向轧制，国内设备代号D53K系列）。其中径向轧制又可分为立式径向轧制（国内设备代号D51系列）与卧式径向轧制（国内设备代号D52系列）。

按成形工艺（环件轧制时的温度），可分为冷辗压、温辗压与热辗压。

本世纪初，一批高科技技术企业的涌现，极大地推动了D53K系列径－轴向数控辗环机工艺、设备及自动化控制的发展进步。某公司专门致力于D53K系列数控辗环机的轧制工艺、设备大型重载化、电气系统自动化控制等领域的研究与开发，其研发的国内首台D53K－6300数控辗环机，2008年在张家港市某公司试机合格，顺利投入生产。该机为目前国内首台轧制能力最大的热辗环设备，是国产机型中，轧制风电法兰等大截面、大尺寸环件的最佳解决方案。该机器具有以下特点：

1．动力配置大。最大辗压力为径向4000kN/轴向3150kN，轧制最大成品直径6300mm，最大成品高度900mm（中碳钢热锻条件下）。

2. 轧制能力强。加工成品外径6300mm、重量20000kg的环件，预制坯料外径2500mm以内、单边壁厚800mm、高度方向轧制量200mm以上，加热环坯一次上机即可完成轧制。

3. 锥辊（轴向轧辊）国内独家采用目前国际最先进的30度锥角设计结构（与德国瓦格纳公司同步）。有效减小模具磨损，发挥更大的轧制能力。

4. 自动化控制水平及轧制环件下机热态精度等技术指标，达到或部分超过本世纪初国际先进水平。轧制环件端面平整、精度高，可完全替代进口机型。

5. 全新三维优化设计的机器结构，更有利于机器轧制能力的发挥，机器使用、维护、更换模具等更为方便。

6．机器关键部位采用进口元器件，极大地提高整机稳定性与可靠性。

7.自主研发的CACS计算机辅助控制系统，以硬件环境为基础，较国外机型更适应国内坯料及加热一般条件。

2009年4月，相同轧制力的机型在山东某重工公司投产，为全球风力发电设备制造业的巨擘维斯塔斯（Vestas）、歌美飒（Gamesa）、苏斯兰(Suzlon)、GE等公司提供环件产品。

国产D53K系列径－轴向数控辗环机的主要技术参数见下表。

D53K系列

D53K-800

D53K-1600