金属旋压工艺解析

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▪ 二、对毛坯的要求 ▪ 在旋压过程中,毛坯内部和表层的缺陷会被扩大,
因此对旋压用的毛坯有如下要求: ▪ 1.对毛坯内外层的要求 ▪ (1)毛坯内部不得有隔层、夹杂、裂纹和疏松等
缺陷，否则，旋压件易出现断裂、内裂及微裂等 缺陷。因此，有些大毛坯，有焊缝的毛坯要进行 探伤检查。 ▪ (2)毛坯表面不得有斑痕，加工印记、裂纹和毛 刺等缺陷，否则，旋压件表面会起鳞皮。在变形 量大的情况下，还会发生断裂。 ▪ (3)毛坯表面的污垢和鳞皮应除掉，以免压伤制 件和弄脏润滑剂。
▪ (3)预制毛坯的椭圆度和毛坯不同部位的不同轴度 ▪ (4)毛坯底部与其轴线不垂直度 ▪ (5)毛坯与其芯模间的间隙 ▪ 3.对毛坯材料性能均匀性的要求 ▪ 毛坯的金相组织和应力分布不均匀，会使旋压中的毛坯
变形不均，从而使旋压件鼓包或断裂，使不同部位的材 料强度不相同。此外，旋压件尺寸精度会降低，椭圆度 会增长。
管材不能满足尺寸要求,故采用平板拼焊成大型板坯，或用 长板料冷弯后焊成圆管坯。 ▪ 5.经车削的铸造毛坯 ▪ 强力旋压也有采用经车削的铸造毛坯。有些铸造毛坯经过 适当热处理可以冷旋压。这种铸件多为管状毛坯。 ▪ 6.轧制或挤压的管坯 ▪ 这类管坏经车削后，可旋压出等壁厚、变壁厚、带坯缘或 带筋的零件。 ▪ 7.用粉末冶金法生产的毛坯 ▪ 某些难熔金属及其合金(如钨、铜、锡及其合金)必须用粉末 冶金法和等静压法生产成毛坯，然后用热旋压法旋压成所 需的零件。 ▪ 8.用圆锭作为毛坯 ▪ 用圆锭料旋压一挤压成筒形件、锥形件和盆形件。
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3.7 工艺装备的设计
▪ 3.7.1 主要工艺装备 ▪ 3.7.1.1 旋轮 ▪ 旋轮是旋压加工的主要工具之一,也是使旋压工艺取得良
好效果的一个重要影响因素。旋轮在工作时,承受巨大的 接触压力，剧烈的磨擦和一定的工作温度(尤其是加热旋 压时)。 ▪ 旋轮设计得正确与否，将直接影响工件的成形质量和旋 压力的大小。旋轮工作部分的表面状况(形状尺寸，精度， 硬度和光洁度等)也直接地反映到工件的外表面上。因此， 对于旋轮的要求是具有足够的强度，刚度，硬度和耐热 性，合理的结构形状和尺寸精度以及良好的工作表面。 ▪ 旋轮的具体结构，工作型面，表面状况及尺寸等均与旋 压机的类型，用途，被加工工件的材料，形状，尺寸及 其变形程度等有密切关系。
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a) 普通旋压(拉伸旋压)用的 b)变通旋压与减薄旋压用的
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▪ 2.对毛坯尺寸精度要求 ▪ (1)毛坯壁厚偏差的影响 对于筒形件旋压成形,由于毛坯
壁厚偏差过大,会影响旋压件的直度，甚至会产生弯曲现 象。对于锥形件和曲母线形件，预制毛坯壁厚偏差会使 旋压过程不能严格按正弦规律进行，导致旋压件内外精 度降低，壁厚偏差增大，因此毛坯的壁厚偏差通常应小 于0.1mm。 ▪ (2)毛坯内径偏差 毛坯内径偏差过大，容易造成旋压件 的椭圆度和扩径。
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3.2 毛坯的种类及要求
▪ 1.平板坯
▪ 多用来旋压锥形件、双锥角形件、双向圆形锥形件、阶 梯圆锥件、曲母线形件、筒形件以及组合件等。
▪ 2.由平板坯预成形的毛坯
▪ 这种毛坯可通过普通旋压、冲压或其他成形加工方法得 到,多用来旋压成尖顶锥形件、曲母线锥形件、球形封头 和筒形件等。
▪ 3.经车削的锻造毛坯 ▪ 为了旋出等壁厚零件,减轻零件的重量，使毛坯变形符合
应遵循的变形规律，变形程度不超过极限值，有时需采 用经车削加工的锻造毛坯。这种毛坯多用于旋压成母线 为抛物线或其他曲母线的等壁厚的零件。等壁厚球形封 头或筒形(管形)件等。
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▪ 4.焊接的毛坯 ▪ 为了旋出大型锥形件、封头或筒形件等,由于轧制的板材和
3.5 旋压道次规范和旋轮运动轨迹
对于普通旋压而言,旋压道次规范取决于:旋轮沿毛坯表面 的进给量,道次间距△α，旋轮圆角半径和坯料机械性能， 相对厚比，以及旋轮所走的轨迹设计(对于仿形旋压要进
行仿形板型面设计，对于数控旋压设计出合理的运行轨 迹)。
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3.6 金属旋压的润滑和冷却
▪ 旋压的润滑和其他塑性加工的润滑一样,目的在 于减小加工时的阻力,改善加工表面，增加工具 寿命，控制加工强度以及防止坯料表面与工具粘 着。在强力旋压中，若旋压后毛坯伸长，则可使 用润滑脂，石蜡、牛脂、皂基润滑脂等作为润滑 剂。对薄金属板以较小压力旋压时，可使用水溶 性油。若旋压中放出的热量很大，而需要很大的 加工力，则须分别考虑容易吸热和散热的冷却剂， 以及能减小摩擦力的润滑剂。
3 金属旋压工艺
▪ 3.1 旋压工艺方案的选择
▪ 旋压工艺方案的选择是旋压加工中首先遇到的问 题。在旋压件生产任务确定之后,根据旋压件的 材料性质、结构形式、尺寸精度、表面质量、所 需设备性能和用途以及生产经济性等因素进行综 合考虑,选出最佳的旋压工艺方案。
▪ 3.1.1 旋压方式的选择 ▪ 3.1.2 毛坯的处理 ▪ 3.1.3 旋压设备的选用 ▪ 3.2 毛坯的种类及要求 ▪ 一、毛坯种类
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3.3 毛坯的设计计算
▪ 普通旋压的毛坯设计计算,可参考冲压拉深 中相应的计算公式,但因普通旋压过程中有 一定的延伸率(一般为3～5％)，故普通旋 压的毛坯可比拉伸的毛坯稍小一些。
▪ 3.3.1 一般锥形件的毛坯计算
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▪ 对于需多道次旋压的锥形件,毛坯余量应留大些, 对于旋压道次少的锥形件，毛坯余量留少一些。
由板坯旋制的双锥角形件
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由板坯旋制的双向锥形件
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用板坯旋压不同壁厚与锥角的锥形件
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用板坯旋制的曲母线形件
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用不等厚度毛坯旋压的曲母线形件
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Байду номын сангаас
3.4 旋压过程工艺参数的选择
▪ 合理的选择工艺参数是保证旋压成功的重要条件。旋压 过程中主要的工艺参数有:减薄率、主轴转速、进给量、 芯模和旋轮的间隙、旋轮安装角、旋压角度、旋压道次 规范、旋轮运动轨迹和旋轮的几何形状等。