金属材料成形与加工_特种加工工艺课件.ppt

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1、第六讲特种加工工艺SpecialProcesses一旋压1.1旋压的概念旋压是一种综合了锻造、挤压、拉伸、弯曲、环轧、横轧和滚挤等工艺特点的少无切削加工的先进工艺，将金属筒坯、平板毛坯或预制坯用尾顶顶紧在旋压机芯模上，由主轴带动芯棒和坯料旋转，同时旋压轮从毛坯一侧将材料挤压在旋转的芯模上，使材料产生逐点连续的塑性变形，从而获得各种母线形状的空心旋转体零件。Fig.1旋压示意图一旋压1.2旋压工件举例1.3旋压工艺的分类一旋压旋压普通旋压强力旋压拉深旋压缩径旋压扩颈旋压剪切旋压筒件旋压特种旋压1.3旋压工艺的分类1.3.1普

2、通旋压普通旋压简称普旋。传统观点认为，普旋过程中毛坯的厚度基本保持不变，成型主要依靠坯料沿圆周的收缩及沿半径方向上的伸长变形来实现，其重要特征是在成型过程中可以明显看到坯料外径的变化。1.3.1普通旋压1、拉深旋压（拉旋）拉深旋压是指毛坯拉深过程中的旋压成型方法，它是由普通旋压中最主要和应用最广泛的成型方法，毛坯弯曲塑性变形是它的主要的变形方式，拉深旋压又可分为简单拉深旋压和多道次拉深旋压。Fig.2拉深旋压示意图1、拉深旋压（拉旋）1.3.1普通旋压2、缩径旋压（缩旋）缩径旋压是指使用旋轮(或摩擦块)将回转体空心件或管状

3、毛坯进行径向局部旋转压缩以减小其直径的成型方法。缩径旋压过程中，将毛坯同心地适当装夹在适当的芯模中，将需要成型的那部分从中露出外面，当主轴带动毛坯旋转后，由手工操作或自动控制旋轮，按规定的形状轨迹作往复运动，当每次改变方向时给以一定大小的横向进给，逐步地使毛坯外周缩径，得到带有喉径形状或封闭球形的零件。为了避免工件产生起皱和破裂，应根据缩径前后直径之比，将过程分为若干道次或工序进行，即旋轮要作多次往复运动，且每次之前均给以一定的进给量，有时还需更换几次芯模和进行中间热处理等。根据材料和工件尺寸，有时要在加热条件下缩旋。如有

4、可能通过支承容器边缘以减少生产起皱的趋势，从而可增大进给并减少生产周期。2、缩径旋压（缩旋）1.3.1普通旋压3、扩径旋压（扩旋）扩径旋压是利用旋压工具使空心回转体容器或管状毛坯进行局部(中部或端部)直径增大的旋压成型方法，这种工艺方法的限制主要是工件的材料性能，如抗拉强度、屈服极限、沿伸率、断面收缩率等。根据工件扩径程度的大小，往往分为若干道次进行。其道次数的确定原则是:使材料在扩径过程中不致产生过度的应变(应力)，也就是说，在成型过程中的应力不能超过材料的抗拉强度，否则会导致破裂。如果材料有较大的加工硬化趋向，则道次数

5、要少，且每道次扩径量尽可能大，否则由于硬化严重，需更早时进行中间热处理，否则就无法进行。3、扩径旋压（扩旋）1.3.1普通旋压1.3.1普通旋压1.3.1普通旋压1.3旋压工艺的分类1.3.2强力旋压强力旋压简称为强旋。强旋工艺主要依靠坯料厚度的减薄来实现成形，坯料外径基本保持不变。在进行强力旋压时，旋轮加于坯料上的压力要比普通旋压时大得多，坯料的变形情况和普通旋压时也不大相同，在普旋过程中，坯料厚度变化不大但直径变化很大—由大变小或由小变大，而在强旋过程中，坯料直径基本保持不变，但厚度变化很大—由厚变薄，因此强力旋压又称

6、为变薄旋压。1、剪切旋压（剪旋）1.3.2强力旋压剪切旋压指的是不改变毛坯的外径而改变其厚度，以制造圆锥等各种轴对称薄壁件的旋压方式(锥形变薄旋压)。这种成型方法的特点是旋轮受力较小，半锥角和壁厚互相影响，材料流动流畅，表面光洁和成型精度高，并且能较容易地成型拉深旋压难于成型的材料。旋压过程中遵循的理论计算公式为：。根据旋后工件实际壁厚T11与理论值T1比较分为过旋压(T11>T1)和欠旋压(T11

7、板坯料在旋轮挤压与剪切综合作用下，厚度方向遵循体积不变定律和正弦规律变形。从工件的纵断面上看，其变形过程犹如按一定母线形状推动一迭扑克牌一样。1、剪切旋压（剪旋）1.3.2强力旋压2、筒件强力旋压（拉旋）筒形变薄旋压是指旋轮紧压在与芯模同时旋转的管状毛坯上并沿管坯轴向运动而制出薄壁长筒件。这种旋压过程始终遵循金属材料体积不变的原则，有如图2-4示两种旋压方式，即材料的流动方向与旋轮的移动方向一致的正旋（b）以及材料的流动方向与旋轮的移动方向相反的反旋（a）。强力旋压有两种基本变形方式：正旋和反旋。正旋时材料的流动方向与旋轮

8、的运动方向相同；反旋时材料的流动方向与旋轮的运动方向相反。正旋压适用面较宽，直径精度优于反旋压。反旋压的芯模及行程较短，其应用限于不带底的筒形件成形。2、筒件强力旋压（拉旋）2、筒件强力旋压（拉旋）1.3.2强力旋压3、特种旋压1）皮带轮旋压3、特种旋压2）汽车轮毂旋压2）汽车轮毂旋压3、特种旋压3）封