旋压成型技术研究进展

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1、旋压成型技术研究进展材料142王瑞仙3140102205摘要：主要介绍了旋压成型工艺的概念、特点、分类以及发展。同时，着重介绍了普通旋压成型技术和强力旋压成型技术。最后介绍了国内外旋压成型技术的现状以及展望。关键词：旋压成型；概念；分类；进展前言旋压技术是一项传统技术,据文献记载，最早起源于我国唐代，由制陶工艺发展出了金属的旋压工艺[1]。到20世纪中叶以后，随着工业的发展和航空航天技术的开拓，旋压工艺开始大规模应用于金属板料成型领域，从而促进了该工艺的研究和发展[2]。由于旋压工艺的先进性、经济性和实用性,且该工艺具有变形力小,节

2、约原材料等特点,在近年中,又得到了长足的发展,并已经成为金属压力加工中的一个新的领域[3]。随着旋压成形技术的突飞猛进,高精度数控和录返旋压机不断出现并迅速推广应用,目前正向着系列化和标准化方向发展。在许多工业发达国家,己生产出先进的、标准化程度很高的旋压设备,这些旋压设备己基本定型,旋压工艺稳定,产品多种多样,应用范围日益广泛[4]。1.旋压成型1.1旋压成型的概念旋压是综合了锻造、挤压、拉伸、弯曲、环轧、横轧和滚压等工艺特点的少、无切削的先进加工工艺，广泛地应用于回转体零件的加工成形中。是根据材料的塑性特点，将毛坯装卡在芯模上并

3、随之旋转，选用合理的旋压工艺参数，旋压工具(旋轮或其他异形件)与芯模相对连续地进给，依次对工件的极小部分施加变形压力，使毛坯受压，并产生连续逐点变形而逐渐成形工件的一种先进的塑性加工方法[5]。1.2旋压成型的特点1)在旋压过程中，旋轮(或钢球)对坯料逐点施压，接触面积小，单位压力可达250～350kgf/mm2以上，对于加工高强度难变形材料，所需总变形力较小，从而使功率消耗大大降低。2)坯料的金属晶粒在三向变形力的作用下，沿变形区滑移面错移，滑移面各滑移层的方向与变形方向一致，因此，金属纤维保持连续完整。3)强力旋压可使制品达到较

4、高的尺寸精度和表面光洁度。在旋压过程中，旋轮不仅对被旋压的金属有压延的作用，还有平整的作用，因此制品表面光洁度高。4)制品范围很广。根据旋压机的能力可以制作大直径薄壁管材、特殊管材、变截面管材以及球形、半球形、椭圆形、曲母线形以及带有阶梯和变化壁厚的几乎所有回转体制件，如火箭、导弹和卫星的鼻锥和壳体潜水艇渗透密封环和鱼雷外壳；雷达反射镜和探照灯外壳；喷气发动机整流罩和原动机零件；液压缸、压气机外壳和圆筒涡轮轴、喷管、电视锥、燃烧室锥体以及波纹管。5)同一台旋压设备可进行旋压、接缝、卷边、缩颈、精整等加工，因而可生产多种产品。同时产品

5、规格范围大。6)坯料来源广，可采用空心的冲压件、挤压件、铸件、焊接件、机加工的锻件和轧制件以及圆板作坯料，能旋压有色金属、黑色金属以及含钛、钼、钨、钽、铌一类难变形的合金金属，7)在旋压过程中，由于被旋压坯料近似逐点变形，因此，其中任何夹渣、夹层、裂纹、砂眼等缺陷很容易暴露出来，这样旋压过程也附带起到了对制品的自动检验的作用。8)金属旋压与板材冲压相比较，金属旋压能大大简化工艺所使用的装备，一些需要多次冲压的制件，旋压一次即可制造出来。1.3旋压成型技术的分类1)按照旋压的变形特点，旋压工艺可分为普通旋压和强力旋压(变薄旋压)，简称

6、普旋和强旋，普通旋压属材料形状改变，强力旋压属于材料厚度变化。2)按照旋压的变形条件，旋压工艺可分为热旋压和冷旋压两类。冷旋压在室温状态下进行，热旋压则是将工件加热到一定温度下进行。热旋压主要是用于塑性差的难成形材料及旋压变形量大的场合。3)按照旋压件的形状特点，旋压工艺可分为简形件旋压和异形件旋压两类。由于旋压件都是在其自身的旋转运动中成形的，因此所有的旋压件都是旋转体零件，例外的只是旋出母线的形状及其与旋转轴线的相互位置关系不同而已。4)由于旋压设备的自动化程度的不断提高，旋压工艺技术的不断改进，使得旋压技术在原有基础上又派生出

7、了多种旋压成型方法，例如超旋压法、通用芯模旋压法、斜花式旋压法、多旋轮的错距旋压法、劈开旋压法、射流旋压法等。1.4旋压成型技术的发展最古老旋压设备主要是由人力驱动，使用棒形工具使坯料成形。后来又借助于水利和蒸汽动力驱动。初级阶段，主要用于薄壳零件的批量生产因受限于操作者技术的熟练程度和体力，发展受到制约。我国早期的工艺品制胎和铜铝制品曾采用手工旋压成型。电动机的出现，使得旋压机的主轴可以采用电机驱动，进而旋压工具也由原来的木质擀棒逐渐改用金属旋轮，使得旋压技术有了重大的突破，其应用范围和加工能力大大地扩大和提高。在18世纪60年代

8、末期，德国出现了第一个金属旋压技术的专利。我国旋压技术发展始于20世纪60年代初期，先后有北京有色金属研究总院、北京航空工程研究所、中国兵器工业第五五研究所等单位率先开展旋压技术工艺和设备的研究。随后，兵器、航空、航天、核工业、汽车等