3-69 曲面体旋压工艺

周南强 龙 波 柏艳辉

　　旋压的成型原理是根据塑性变形机理，在变形区利用旋轮的一点接触旋转的工件，旋轮按一定轨迹前进，在横向和纵向给工件施加压力，使金属变形、变薄，最终成型为所需的回转体工件。因此，旋压工艺更适宜加工那些型面复杂，采用常规机械及压力加工难以成型的零件，且有省材、效率高、改善材料性能等优点。试验情况和结果如下。

　　(1)铝（半球壳）包套旋压试验。铝包套用板坯多道次普旋成型，坯料f 200~ f 230mm，厚4.9mm。工艺参数见表1。模具外形面基本按零件内型面留有少量加工余量。

　　（2）外壳旋压不同于铝包套旋压，工件超长，1.083m。大端直径f 300mm，壁厚4mm，半锥角小10° ～0° ，曲面复杂，曲线方程为下式。

　　此类零件的旋压关键是确定旋压坯料形状及工艺，本次试验对旋压坯料形状对成型工艺的影响作了详细的研究。对板坯采用普旋预制＋强旋成型工艺，对锥形坯、异形坯采用强力旋压一次成型工艺，旋压坯料用20^＃钢。芯模材料为40Cr，其外型面按零件内型面尺寸计算，单边留1.5mm余量。

　　根据坯料不同选择了不同的工艺参数，其试验结果是： (1)板坯旋压采用的多道次普旋，由于零件锥角太小，旋压时坯料受过度拉伸，导致断裂而未获成功。(2)锥坯采用的一次强旋成型，坯料根据正旋律t=t₀Sina 计算，算出的坯料已接近零件型面，只需旋压将工件擀长至需要长度即可，与板坯相比，很显然锥坯更适合此类零件的旋压。旋压时，虽然有金属堆积，但经车床车掉堆积金属后，再经继续旋压而获得成功。(3)异形坯旋压试验情况与锥形坯相同，只是异形坯型面计算复杂，且坯料必须经数控加工，不宜批量生产。

　　上述两种零件的旋压工艺研究，涉及到普旋、强旋工艺。其中铝半球壳体的旋压工艺，比资料介绍的普旋预制坯，再强旋成型的方法进了一步。外壳旋压工艺既有剪切旋压又有挤出旋压因素，是较难掌握的一种旋压工艺，目前工艺尚未成熟，还需作更深层次研究。