超长筒形件同步旋转张力旋压成形技术

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1、制造技术研究2016年10月第5期超长筒形件同步旋转张力旋压成形技术马世成王东坡汪宇羿吾志岗张月倩张晨（航天特种材料及工艺技术研究所，北京100074）摘要：针对超长或特薄壁筒形件旋压成形过程中出现的问题，提出了超长筒形件同步旋转张力旋压技术。采用了短的浮动芯模，引入了工件轴向牵引力和工件两端同步旋转等技术，能够有效地解决超长或特薄壁的筒形件弯曲变形、扭转变形、刚度不足及超长芯模制造等技术难题，对提高此类零件的加工精度和质量具有重要意义。关键词：超长；特薄；筒形件；张力；浮动芯模；同步旋转；旋压SynchronousRotarySpinningFormingTechno

2、logyofSuper-longTubesMaShichengWangDongpoWangYuyiWuZhigangZhangYueqianZhangChen(AerospaceSpecialMaterialsandProcessingTechnologyInstitute,Beijing100074)Abstract：Thesynchronousrotaryspinningformingtechnologyofsuper-longtubesprovidedthecorrespondingsolutionforseveralquestionsofspinningofsu

3、per-longorultrathin-walltubes.Inthisarticle,thenewspinningtechnologyusedashortfloatingmandrelandintroducedaxialtractionandsynchronousrotationonbothendsofthework-piece.Iteffectivelysolvedtheproblemsofbendingdeformation,torsiondeformation,insufficientstiffness,super-longmandrelmanufacturin

4、gandothertechnicalproblems.Italsohadasignificantmeaningforimprovingthemachiningaccuracyandqualityofsuper-longandultrathin-walltubes.Keywords：super-long；ultrathin-wall；tubes；tension；floatingmandrel；synchronousrotary；spinning1引言形件，图1所示为旋压过程示意图。旋压成形技术是先进制造技术的重要组成部分，是航空、航天、汽车、工程机械、化工工业等行业中应用

5、广泛的制造工艺方法之一。旋压技术采用局部连续塑性成形工艺进行回转体零件塑性成形，适合于薄壁回转体零件的加工，解决难加工材料薄壁壳体在车a反旋b正旋削加工时存在的刚度低、颤动大、加工精度低或根本图1强力旋压示意图无法加工等技术问题，是提高材料利用率，提高材料的机械性能，降低制造成本，实现薄壁回转壳体高精筒形件旋压强力外旋压有两种基本变形方式：正度、低成本、数字化加工的最佳工艺方法之一。旋和反旋[1]。正旋时材料的流动方向与旋轮的运动方向筒形件外旋压是将短而厚的筒形毛坯装在芯模相同，旋压毛坯需带底，芯模长度大于工件长度；反上，在旋转过程中，通过旋轮的运动施加较大的径向旋时材

6、料的流动方向与旋轮的运动方向相反，旋压毛力、轴向力，变形属稳态逐点变形，成形范围小，未坯无需带底，芯模长度可小于工件长度。成形部分不易失稳。毛坯经过塑性变形成为薄壁长筒针对超长或特薄壁筒形件制造成形，采用上述正作者简介：马世成（1962-），研究员，金属材料及热处理专业；研究方向：旋压成形设备及工艺技术。收稿时间：2016-08-0124制造技术研究航天制造技术旋和反旋的工艺方法加工制造还存在一些技术难点，对于贵重材料，可以焊接一段价格廉价材料作为连接如超长筒形件在旋压过程中存在很大的扭转变形，超部位使用。但是，由于旋压毛坯两端留有一定量长度，长（长度≥6000mm）工

7、件由于自重会产生弯曲变形，具有很大的径向约束力，所以可以大大减少筒形件旋旋压模具很长，会导致工件低头、振动、脱模困难等。压后出现的喇叭口现象，从而避免切除旋后精度超差对于直径在300～1000mm，厚度和直径比的喇叭口段工件。t∶D≤1∶1000，壁厚在0.2～0.6mm，壁厚公差±0.03mm，筒形件同步旋转张力旋压技术是一种全新的旋压直径公差为4～5级时的特薄壁筒形件，由于其刚度很成形工艺技术，其筒形件同步旋转张力旋压装置示意低，采用上述正旋和反旋的工艺方法，会造成鼓包、图和旋压设备三维图分别如图2和图3所示。同步旋撕裂等现象，精度很