旋 压

旋压
一、普通旋压
二、变薄旋压
旋压是借助赶棒或旋轮、压头对随旋压模转动的板料或空心零件的毛坯作进给运动并旋压，使其直径尺寸改
变，逐渐成形为薄壁空心回转零件的特殊成形工艺。

旋
压主要分为普通旋压和变薄旋压两种。

前者在旋压过程
中材料厚度不变或只有少许变化，后者在旋压过程中壁
厚减薄明显，又叫强力旋压。

一、普通旋压
如表5-3所示，普通旋压主要包括缩径旋压、扩径旋压等，可以完成拉深、缩口、胀形、翻边等工序。

图5-9
为常见普通旋压方法示意。

普通旋压优点是机动性好，能用简单的设备和模具制造出形状复杂的零件，生产周期短，适用于小批生产及制造有凸起及凹进形状的空心零件。

旋压件的表面一般留有赶棒或旋轮的痕迹，其表面粗糙度R值约为3.2~1.6。

普通旋压件可达到的直径公差为工件直径的0.5%左右，见表5-4。

表5-4普通旋压件直径精度(单位：mm)
拉深旋压是指用平板通过普通旋压的方法生产空心
零件的方法，是普通旋压中应用最广主要的旋压方法，适用中小批量生产。

拉深旋压的坯料直径可参照拉深有关公式，按等面积原则计算。

但应考虑旋压时壁厚减薄，引起表面积增加，有时增加到20%~30%。

旋压浅形件时面积变化较小，直径可比理论小3%~5%。

拉深旋压的进给量范围通常为0.3~3.0mm/r。

进给量小有利于改善表面糙度，但太小容易造成壁部减薄，不贴模，生产效率低。

旋压形阻力，甚至导致工件的破裂。

转速过高，材料变薄严重。

转数与旋压直径的关系见图
5-10。

图5-10 转速与旋压直径的关系用向线速度
(
)min
m
v
铝、青铜：200~300 纯铜：150~600 碳钢：200~800 不锈钢：600~1000
旋压锥形件可能成形的极限比值为：
3
.0~2.0min
=D
d
旋压筒形件可能成形的比值为：
8.0~6.0=
D d
式中 d —圆筒直径(mm)；
d min—圆锥体的最小直径(mm)；
D
—坯料直径(mm)。

如果零件不能在一道工序中旋压完成，可在不同的胎模上进行连续旋压，但胎模的最小直径是相同的（图
5-11）。

图5-11连续旋压工序
旋压过程材料的硬化程度比在压床上拉深要大得多，故经几个道次后需中间退火。

图5-12为在旋压机上使用的各种旋轮形状，表5-5为旋轮尺寸。

图5-12旋轮的形状
a) 旋压空心零件用 b) 变薄旋压用
c)、d) 缩口、滚波纹管用 e) 精加工用表5-5旋轮尺寸(单位：mm)
旋轮直径D 旋轮宽度
b
旋轮圆角半径R
a b c d e (α°)
140 160 180 200 220 250
45
47
47
47
52
62
22.5
23.5
23.5
23.5
26
31
6
8
8
10
10
10
5
6
8
10
10
10
6
10
10
12
12
12
4 (2)
4 (2)
4 (2)
4 (2)
4 (2)
4 (2)
旋轮材料多选择工具钢或含钒的高速钢制造，并淬火到高硬度和抛光成镜面状态。

表5-6给出了旋压芯模材料。

表5-6旋压芯模材料
为防止坯料与工具因摩擦而粘结，旋压时应该采用润滑剂。

常用旋压润滑剂见表5-7。

表5-7常用旋压润滑剂
此外，为了保持工具、坯料温度平衡，可用有机油、防锈水溶性油以及浮化液作冷却剂。

二、变薄旋压
变薄旋压与普通的区别是变薄旋压壁厚减薄明显。

变薄旋压工序如表5-8所示。

锥形件变薄旋压又称为剪切旋压，用于加工锥形、抛物线形和半球形以及扩张形件。

筒形件变薄旋压又称为挤出旋压或流动旋压，用于筒形件和管形件的加工。

表5-8变薄旋压分类
与普通旋压以及拉深相比，变薄旋压可以得到较高的直径精度。

表5-9给出了筒形变薄旋压件尺寸精度。

表5-9筒形变薄旋压件精度(单位：mm)
锥形件变薄旋压在纯剪切变形进才能获得最佳的金属流动。

此时毛坯在旋压过
程中只有轴向的剪切滑移而无其他变形，因此旋压前后工件的直径和轴向厚度不变。

对具有一定锥角和壁垒森严厚的锥形件进行变薄旋压时，根据纯剪切变形原理，可求出旋压时的最佳减薄率，即合理的毛坯厚度。

变薄旋压时壁厚变化满足所谓正弦律（图5-13）
α
sin 0
⨯=t t
图5-13 锥形件的变薄旋
压图5-14用等断面毛坯旋压半球形零件
正弦律虽由锥形件所推出，但对其他异形体基本上都不得适用。

旋压半球形或抛物线形零件，板坯可用等断面的，也可用变断面的。

等断面毛坯旋压所得零件的壁厚是不相等的。

图5-14即为用等断面毛坯旋压半球形零件的变形原理图，在零件凸缘直径不变的情况下，在不同的位置（不同的α角）上得到不同的壁厚。

变薄旋压的毛坯可用板材、预冲压成形的杯形件、经过车削的锻件或铸件、经预成形或车削的焊接件和管材，也可直接车制。

采用热环轧毛坯可减少旋压前切削量，节约金属。

坯料状态可为退火，调质，正火等。

筒形件的变薄旋压变形不存在锥形件的那种正弦关系，而只是体积的位移，所以这种旋压也叫挤出旋压。

它遵循塑性变形体积不变条件和金属流动的最小阻力定
律。

确定变薄旋压工艺常要考虑以下主要参数：
1) 旋压方向。

分正旋压和反旋压。

正旋压时材料的流动方向与旋轮的运动方向相同，反旋压时材料的流动方向一切工作旋轮方向相反。

异形件、筒形件一般采用正旋压，管形件一般采用反旋压。

2) 减薄率。

它直接影响到旋压力的大小和旋压精度的高低，表示如下：
t t t 00
-=ψ
式中 ψ—减薄率；
t
0—毛坯厚度(mm)； t —零件厚度(mm)。

旋压时各种金属的最大总减薄率见表5-10。

表5-10 旋压最大总减薄率ψ×100(无中间退火)
① 钛合金为加热旋压
试验表明，许多材料一次旋压中常取减薄率≤
30%~40%可保证零件达到较高的尺寸精度。

3) 主轴转速。

它对旋压过程影响不显著，但提高转速可提高生产率和零件表面质量。

对于铝、黄铜和锌最大转速约为1500m/min，对于钢则为此数的35%~50%。

不锈钢常取为120~300m/min。

4) 进给量。

芯模转一周旋轮沿母线移动的距离，即进给量，对旋压过程影响较大。

对大多数体心立方晶格的金属可取03.~3mm/r。

5) 其他如芯模与旋轮之间的间隙、旋压温度、旋轮的结构尺寸等对旋压过程亦有影响。

对壁部特薄的旋转体空心件，可利用图5-15所示的钢球旋压法生产。

图5-15 钢球旋压
a) 正旋压 b) 反旋压 c) 变形区
1—芯模2—管坯3—模环4—钢球。