1 旋压成形工艺及设备.ppt

旋压成形技术，1概况1.1国内外旋压技术的发展金属旋压是金属塑性成形的加工技术，采用该技术，可以容易地制作各种旋转对称的薄壁旋转部件和各种管部件等。 这也称为旋转成形工艺。 由于金属旋压技术具有节约原材料、成本低廉、设备简单、产品质量高等优点，旋压技术和设备在国防、化工、冶金、电子、机械和民间等方面发挥着越来越大的作用。 特别是火箭、导弹、宇宙飞行等相关部件的制造。 (1)金属变形条件好，旋压时旋转轮与金属接触接近点接触，接触面积小，单位压力高，达到250350kg/mm2以上，旋压适合加工高强度、难以变形的材料。 另外，由于需要的总变形力小，消耗电力也大幅度降低。 加工同样大小的产品，旋压机床的吨位不过是预应力数的1/20左右。 (2)产品范围广，根据旋压机的能力，可制成大直径薄壁管材、特殊管材及变截面管材、球形。 半球形。 椭圆形、曲母线形以及具有高低差和变化壁厚的大多数旋转体零件。 火箭、导弹、卫星鼻锥和机壳等；潜艇渗透密封环和鱼雷壳体；雷达反射镜和探照灯壳体；喷气发动机整流罩和发动机部件；液压缸；压缩机壳体和圆筒； 涡轮轴、喷嘴、电视锥、燃烧室锥和波纹管、干燥机、搅拌机和洗衣机的滚筒浅圆盘状、圆盘状、半球状的盖牛奶罐和家庭用品等。 旋压成形技术、普通旋压成形技术三个方面的重大进展：一是普通旋压设备逐渐机械化，50年代出现了模拟手动旋压的设备，即通过液压增压器等使旋转轮往复运动，实现了进给和返回，减轻了工人的劳动强度。 二是在6070年代出现了能够进行单向多通道输送的电液压程序控制的半自动旋压机。 第三，为了电子工业的发展，60年代后期，国外(首先是德国的莱菲尔德公司)基于自动旋压机发展了NC(NC的CNC控制系统)和录像系统(PNC系统)的旋压机。 这些技术的成熟使普通旋压技术突破了小批量生产的限制，应用于中批量生产和大批量生产。 在普通旋压技术的基础上发展起来的强有力的旋压法，在第二次世界大战前后被用于欧洲(瑞典、德国)的民间工业(如加工锅盘等容器)。 随着科学技术的发展，旋压技术已在许多国家取得了惊人的发展和广泛的应用。 在技术先进的国家，已经开发出约200多种规格的各种旋压机，其中很多都是系列化的。 旋压设备的生产主要集中在美国、德国、俄罗斯、日本、意大利、英国、瑞士等地。 近30年来，国外金属旋压技术发展很大，目前该技术越来越成熟。 成熟的主要标志，旋压设备已经固定，工艺稳定，产品多样，应用广泛。 1.2旋压技术的特征金属旋压技术的原理是，将加工的金属材料套在芯模上，芯模与主轴一起旋转，旋转轮沿芯模移动。 在车轮的压力下，利用金属的可塑性，将金属一点一点地加工成必要的中空旋转体。 在旋压过程中，在几乎不改变壁厚情况下改变形状的情况通常称为旋压过程，在旋压过程中改变形状和壁厚的人称为强力旋压. 一般旋压限于加工塑性好材料和薄材料，尺寸精度难以控制，操作者要求高技术水平。 强力旋压与通常的旋压相比，原材料的凸缘部分在加工时不会收缩变形，因此不会产生褶皱。 旋压机的功率大，可加工成厚度大的材料，同时产品厚度沿母线规则变薄，控制变得容易。 (1)金属变形条件好，旋压时旋转轮与金属接触接近点接触，接触面积小，单位压力高，达到250350kg/mm2以上，旋压适合加工高强度、难以变形的材料。另外，由于需要的总变形力小，消耗电力也大幅度降低。 加工同样大小的产品，旋压机床的吨位不过是预应力数的1/20左右。 (2)产品范围广，根据旋压机的能力，可制成大直径薄壁管材、特殊管材及变截面管材、球形。 半球形。 椭圆形、曲母线形以及具有高低差和变化壁厚的大多数旋转体零件。 火箭、导弹、卫星鼻锥和机壳等；潜艇渗透密封环和鱼雷壳体；雷达反射镜和探照灯壳体；喷气发动机整流罩和发动机部件；液压缸；压缩机壳体和圆筒； 涡轮轴、喷嘴、电视锥、燃烧室锥和波纹管、干燥机、搅拌机和洗衣机的滚筒浅圆盘状、圆盘状、半球状的盖牛奶罐和家庭用品等。(3)材料利用率高，生产成本低。 旋压加工与机械相比，材料节约2050%，最高可达80%，成本可降低3070%。 (4)产品性能显着提高，旋压后材料的组织结构和机械性能发生变化，结晶粒度细小，具有纤维状特点。 抗拉强度、屈服强度、硬度提高，强度提高60%90%，伸长率降低。(5)产品表面粗糙度高，尺寸公差小。 旋压加工品的表面粗糙度一般为56，最好为89。 (6)金属旋压的一个重要特点是整体无缝旋转体中空构件，从根本上消除了与焊接相关的不连续性、强度下降、脆性断裂、拉伸应力集中等弊端。 (7)金属旋压与板材冲压相比，金属旋压大大简化了技术中使用的设备，有需要冲压67次的产品，旋压一次即可制造，而且金属旋压机床的能力比同一冲压机床的价格便宜一半。 (8)金属旋压法是将旋压的筒状部件沿母线方向切开使其平坦的方法，可以制作超宽幅板材。 国外能够旋压2m筒状部件的旋压机不是大设备，利用该设备能够容易地制造6m宽的板材，但用传统的轧制方法生产3m宽的板材需要相当大型的轧制机。 美国用旋压技术制造了宽7.5m、长9m的超宽板材。 (9)旋压过程中，由于旋压的面料逐渐变形，其中容易露出炉渣、三明治、裂纹、砂眼等缺陷。 这样，旋压过程也起着产品检验的作用。 (10 )原材料来源广泛，可采用中空冲压部件、挤压部件、铸件、焊接部件、机械加工锻造部件和轧制部件及圆板作为原材料，还可旋压钛、钼、钨、钽、铌等不易变形的金属及其合金。 旋压成形技术、金属旋压缺陷1、圆筒形、圆锥形、椭圆形等薄壁旋转体部件除外，其他复杂的形状部件用旋压法生产不经济，或者加工困难较多，而且旋压坯料的厚度不能太大， 其权限尺寸如下表(热旋压厚度一般为75100mm)2.金属旋压技术的批次有一定的限制，即使过大也无法计算。 表1-1部件尺寸和材料厚度的权限，1.3旋压技术的应用，(1)美国在导弹、火箭、航天航行中发展导弹、火箭的初期，制造超高强度轻型火箭发动机壳时，很多失败都是焊接关系的缺陷引起的。 容易发生形状的不连续性、强度降低、脆裂、应力集中等。 这些缺陷随着材料厚度的减薄，重量的轻量化和材料强度水平的提高变得更加严重。 随着导弹、火箭技术的发展对材料比强度提出了更高的要求，减少火箭发动机壳体与压力容器的焊