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《三维非回转体薄壁空心零件的旋压成形技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、三维非回转体薄壁空心零件的旋压成形技术夏琴香阮锋任晓龙(华南理工大学机械工程学院广州510640)摘要提出采用旋压技术直接加工出各部分轴线间相互平行或成一定夹角的三维非回转体薄壁空心零件并对该成形技术原理和应用前景进行了阐述文中所提出的旋压成形装置可使旋轮在随机床主轴作回转运动的同时沿垂直于机床轴线方向作径向进给运动关键词非回转体旋压成形装置0前言近年来出现了这样的发展趋势一是随着全球对生态环境保护意识的增加,为减少空气污染,有关国家不断颁布法规来限制汽车尾气中有害物质的排放并开发多种净化技术其中采用在排气歧管里安装催化转化器进行排气后处理的方法是目前减少
2、汽车排放污染的[1]主要措施图1排气歧管的入口管和扩张管的形状极其复杂,这种形状复杂的零件,通常是采用冲压工艺,分别成形出上下两个部件后再采用焊接的方法制成的采取这样的工艺方法进行生产一方面焊接时图1车用催化转化器结构示意图产生的热变形使焊接质量难以保证另一方面加工工序的增加不但使废品率增加并且导致生产工人生产设备和生产场地的增加从而提高了产品的生产成本另一个发展趋势是随着航空航天和军事事业的发展,以提高飞机航天器和战略武器的比强度比密度和飞行速度为目标,在设计和制造上不断要求减轻其自身重量,为此除了通过结构上采取优化设计的途径外,更多的是要求通过以空心件
3、代替实心件的途径来实现所涉及到的三维非回转体零件有时也不得不采用冲压及焊接的方法加工由于焊接结构容易产生脆性断裂疲劳破坏应力腐蚀磨损等失效现象,直接影响着飞机航天器和战略武器的使用寿命和安全保证,一般焊接结构使用在这类用途上时会受到不同程度的限制1问题的提出旋压成形后的产品具有晶粒致密强度高壁厚分布均匀均衡性好等特点,因此在航空航[2]天兵器造船机械建筑及日用工业品中得到广泛的应用但传统的旋压技术在加工零件时是将毛坯固定在机床主轴上与主轴一起旋转的因而其加工的零件必然为空心回转体轴对称零[2]~[4]件而如图2所示的具有一定曲率一定角度和形状的三维非回转体
4、非轴对称薄壁空心零件则无法直接采用传统的旋压方法进行成形_____________________*华南理工大学自然科学基金资助项目E518703工作原理及应用前景本文提出的三维非回转体零件的旋压成形技术是借助于随机床主轴沿同一轴线作旋转运动的旋轮等工具的进给运动,加压于沿机床纵横两个轴线方向作直线进给运动并可以在水平面内进行角度偏转运动的金属毛坯,使其产生连续的局部塑性变形而成为所需薄壁空心非回转体零件的一[5]种全新的成形方法该技术核心是在加工过程中将传统旋压技术图2非回转体偏心倾斜类零件结构示意图中金属毛坯的运动方式加以改变,不是将被加工的毛坯装卡在
5、机床主轴上,而是将旋轮安装在机床主轴上一起旋转旋轮除与工件接触而进行自转外并且与旋轮座一起绕工件公转同时沿公转半径方向作进给运动装卡在机床横拖板上的毛坯不但可沿机床的纵横两个轴线方向作直线进给运动还可以在水平面内进行偏转运动,从而达到利用旋压技术直接加工出三维非回转体薄壁空心零件的目的其工作流程如图3所示装卡毛坯毛坯固定卡盘纵向进给卡盘纵向进给停止主轴旋转旋轮径向进给旋轮或毛坯固定卡盘纵向进给循环开始毛坯固定卡盘横向进给或偏转旋轮复位毛坯固定卡盘复位停主轴拆卸工件图3非回转体偏心倾斜类零件旋压成形流程图图4图5所示分别为倾斜角为的倾斜类工件和偏心量为的偏心
6、类工件旋压成形过程示意图由图可见与传统的旋压技术相比,三维非回转体零件的旋压成形除同样具有逐点变形和局部加载卸载的塑性变形特点外,其变形部分的金属还具有轴向一边承受拉应力另一边承受压应力的弯曲变形特征故此三维非回转体零件旋压成形过程中的塑性变形机理应力应变状态金属的变形和流动规律变形力的计算等理论特性都将有别于传统的旋压成形工艺为实现三维非回转体零件的旋压成形作者申请专利保护的一种旋压成形装置,是由实现旋轮动作的轴向进给部分和径向进给部分的旋轮座,以及实现毛坯动作的平移部分和偏转部分的毛坯固定卡[6]盘两部分所组成图4倾斜类工件旋压成形过程示意图图5偏心类
7、工件旋压成形过程示意图三维非回转体零件的旋压成形研究预计在以下几个方面具有应用前景:1在塑性工程理论上,将突破原有旋压成形工艺的加工范围进一步促进旋压成形技术的发展2)可用于生产航空航天兵器造船车辆机械建筑及日用工业品上的具有一定曲率一定角度和形状的三维非回转体薄壁空心零件3)本文所提出的三维非回转体零件的旋压成形工装可推广应用到一般塑性加工设备上以提高设备的可加工产品的范围4结论本文对三维非回转体零件的旋压成形技术进行了阐述结论如下1可以采用旋压技术直接加工出各部分轴线间相互平行或成一定夹角的三维非回转体薄壁空心零件突破了原有旋压工艺的加工范围2为突破常
8、规旋压只能加工轴对称的回转体类零件的限制必须使毛坯在成形过程中避开
