旋压机技术之旋压成形的基本方式缩径旋压

旋压机技术之在旋制各类薄壁剖面形状的产品时，主要是以改变板坯的形状为主，而板坯的厚度变化较小，称这一类旋压方式为普通旋压。

普通旋压的基本方式主要有：拉深旋压（拉旋）、缩径旋压（缩旋）和扩张旋压（扩旋）三种。

2.1.1拉深旋压拉深旋压是以径向拉深为主体而使毛坯（板材或预制制件）直径减小的成形工艺。

也可以说它与拉深成形相类似，但不用冲头而用芯模，不用冲模而用旋轮。

它是普通旋压中最主要和应用最广泛的成形方法。

毛坯弯曲塑性变形是它主要的变形方式。

由于是靠旋轮的运动旋制工件，所以与拉深相比其加工条件的自由度更大，能制出很复杂的回转对称体。

在旋制过程中，对旋轮运动轨迹有较高的要求。

因此，把拉深旋压的成形技术说成是掌握旋轮运动的规律并不算过分。

对于成形中的旋轮的运动轨迹控制，主要有A手动；B机械仿形；C液压仿形装置；D数控（nc或者cnc）；E录返系统（或称再学习系统）。

2.1.1.1 简单拉深旋压如上图所示是用直径为D0、厚度为t0的析坯制出内径为d（与芯模的直径相同）的圆筒形旋压件。

当D0小时只能制出短圆筒件，但是成形非常容易，只需采用简单拉深旋压即可。

D0/d称为拉深比，其值小时旋轮只需沿芯模移动一次即进行一道次拉深旋压就能成形。

为区别于多道次拉深旋压而称它为简单拉深旋压。

旋压机旋轮只应沿芯模运动以保证它与芯模的间隙C。

在实际成形中还需考虑下面几个问题。

（1）旋轮的形状通常选用直径为D、顶端圆角半径为R的圆孤状旋轮。

将上图中所示的旋轮称为标准旋轮。

（2）旋轮的进给速度通常用拖板运动的速度u0(m/min)表示，但由于在判断成形的效果时要考虑毛坯的转速，因此毛坯每转的旋轮移动量U的大小是极为重要的因素，称其为旋轮进给量。

例如在进给速度U不变的条件下，如果毛坯转速增加一倍，则旋轮相对毛坯的运动距离变为原来的1/2，这样瞬间成形量就变小了。

（3）芯模的形状在上图中的情况下芯模是圆柱形，其直径为d，端部拐角处的圆角半径为pm。

旋压成形工艺分析旋压成形工艺是一种通过金属板料在专用旋压机上的旋转运动和变截面滚动压制，而成形出一种特定形状的金属件的加工方法。

旋压成形工艺具有高效、节能、节材等优点，广泛应用于汽车、航空航天、电子、建筑等领域。

本文将从旋压成形工艺的原理、工艺参数、设备特点和应用等方面进行详细分析。

首先，旋压成形工艺的原理是通过旋压机将金属板料置于一对针轮中间，并通过控制旋压机的转速和压力，使得针轮以一定的角速度旋转，同时向板料施加压力，使得板料在针轮的作用下产生塑性变形，从而得到特定形状的金属件。

其次，旋压成形工艺的工艺参数包括旋压工序的旋压角度、旋压速度和旋压压力等。

旋压角度是指旋压过程中针轮旋转角度的大小，一般情况下，旋压角度越大，所得到的零件曲线形状越复杂。

旋压速度是指旋压过程中针轮的旋转速度，旋压速度过快容易导致金属板料的撕裂，过慢则容易产生切削。

旋压压力是指施加在针轮上的压力大小，旋压压力的大小直接影响到成形件的表面质量和几何形状的精度。

再次，旋压成形工艺的设备特点主要有以下几个方面。

首先，旋压机具有高度自动化和智能化的特点，能够实现连续运行和自动控制。

其次，旋压机具有较小的占地面积和较高的生产效率，能够满足大规模生产的需求。

此外，旋压机具有结构简单、操作方便等特点，易于实现工艺参数的调整和产品的定型。

最后，旋压成形工艺的应用主要集中在汽车、航空航天、电子、建筑等领域。

在汽车领域，旋压成形工艺可以用于制造汽车零部件，如车轮罩、车身饰条等。

在航空航天领域，旋压成形工艺可以应用于制造薄壁管件、舵面部件等。

在电子领域，旋压成形工艺可以用于制造散热器、天线等。

在建筑领域，旋压成形工艺可以应用于制造门窗框、屋顶构件等。

总之，旋压成形工艺是一种高效、节能的金属加工方法，具有广泛的应用前景。

通过分析旋压成形工艺的原理、工艺参数、设备特点和应用等方面，可以更好地了解旋压成形工艺的特点和应用领域，为相关行业的生产和技术改进提供一定的指导和参考。

旋压机的工作原理
旋压机的工作原理是利用机械力和压力的作用将金属材料进行成形。

其基本工作原理如下：
1. 初始状态：在旋压机的工作台上放置待加工的金属材料。

工件应选择具有一定的可塑性和可变形性的金属材料，例如铝合金、钢等。

2. 夹紧工件：工件通过夹具或夹具系统夹紧，以固定在工作台上。

3. 旋转工具：旋压机配备有旋转的工具，如旋转模具或旋转滚轮。

这些工具在操作过程中会施加外力。

4. 施加力量：旋压机启动后，旋转工具开始施加力量到工件上。

压力可以通过液压系统、气压系统或机械传动等方式产生。

5. 成形过程：旋转工具在施加的力的作用下，以旋转或滚动的方式移动在工件表面上。

工具的接触点在金属材料上产生轨迹，使材料受到压力和摩擦力的作用，从而产生塑性变形。

6. 成品产生：随着旋转工具的移动和施加的力逐渐改变金属材料的形状。

通过控制工具的运动轨迹和施加的力的大小，可以实现不同形状的成品。

成品可以是圆柱形、锥形、球形、槽形等。

7. 处理后的工件：一旦成形完成，旋压机停止运动，工件可以
通过夹具松开并取出。

根据要求，工件可能需要进行后续加工或处理，如切割、研磨、清洗等。

以上是旋压机的基本工作原理。

根据实际需要和技术要求，旋压机的结构和工作过程可能有所不同，但基本的原理是相似的。

旋压成型工艺旋压成型工艺是一种常用的金属成型加工技术，它利用旋转的力量将金属板材或管材弯曲成不同形状，通常被应用于制造各种零部件、容器和设备等。

下面将从旋压成型工艺的基本原理、工艺流程、设备和应用等方面进行详细介绍。

一、基本原理旋压成型是利用机械力学和塑性变形原理，通过对金属材料进行旋转变形来实现的。

在旋压过程中，金属板或管材被夹紧在两个滚轮之间，其中一个滚轮固定不动，而另一个滚轮则通过电机带动旋转。

随着滚轮的不断转动，板材或管材逐渐被挤压和拉伸，并沿着滚轮的曲线运动，最终形成所需的几何形状。

二、工艺流程1. 材料准备：首先需要准备好所需要加工的金属板或管材，并根据设计要求切割成相应尺寸。

2. 设计模具：根据所需加工物品的形状和尺寸，设计相应的模具。

3. 夹紧材料：将金属板或管材夹紧在旋压机上，并调整好滚轮的位置和旋转速度。

4. 开始加工：启动旋压机，让滚轮开始旋转，并逐渐调整滚轮的位置和速度，使得金属板或管材逐渐弯曲成所需形状。

5. 检查质量：完成加工后，需要对成品进行检查，确保其符合设计要求和质量标准。

三、设备1. 旋压机：是实现旋压成型的核心设备，主要由底座、夹紧装置、传动系统、滚轮等组成。

根据不同的加工需求和规格，可以选择不同型号的旋压机。

2. 模具：根据不同加工物品的形状和尺寸设计相应的模具。

一般来说，模具可以分为圆锥形、球形、椭圆形等多种类型。

3. 辅助设备：如切割机、钻孔机等辅助设备可以帮助完成材料准备工作，并提高生产效率。

四、应用1. 容器制造：利用旋压成型技术可以制造各种形状的容器，如锅、盆、罐等。

2. 金属零部件：旋压成型技术可以制造各种形状的金属零部件，如轴承、齿轮、法兰等。

3. 装饰品制造：利用旋压成型技术可以制造各种形状的装饰品，如灯罩、花盆、雕塑等。

4. 工艺品制造：旋压成型技术可以制造各种形状的工艺品，如铜器、铜像等。

总之，旋压成型工艺是一种非常实用和广泛应用的金属加工技术。

关于旋压成形技术旋压是一种特殊的成形方法，是将平板或空心坯料固定在旋压机的模具上，在坯料随机床主轴转动的同时，用旋轮或擀棒加压于坯料，使之产生局部的塑性变形。

在旋轮的进给运动和坯料的旋转运动共同作用下，使局部的塑性变形逐步地扩展到坯料的全部表面，并紧贴于模具，完成零件的旋压加工。

用旋压方法可以完成各种形状旋转体的拉深、翻边、缩口、胀形和卷边等工艺。

旋压成形有普通旋压和强力旋压成形两种：不改变坯料厚度，只改变坯料形状的旋压叫普通旋压成形；既改变坯料厚度,又改变坯料形状的旋压叫强力旋压成形。

强力旋压成形所需要的旋压力较大,旋压机的结构一般也较复杂。

强力旋压成形又依旋轮移动的方向与金属流动的方向，分为正旋和反旋。

旋轮移动的方向与金属流动的方向相同，叫正旋；反之，称为反旋。

同一种材料，反旋成形所需的旋压力较大。

采用哪种旋压方式成形,要依据零件的形状和工艺要求确定。

关于306所旋压技术中心306所旋压技术中心成立于2004年，3000多平方米的生产车间，现有多台先进的数控旋压设备，包括自主研发的NX60-250CNC数控模环旋压机、从西班牙引进的ZENN-120/2CNC 数控旋压机、国内研制的GENN-50PNC数控普通旋压机和从德国引进的ST56-90CNC三轮强力数控旋压机等，从内旋到外旋、从普旋到强旋，旋压成形工艺成熟。

除了旋压设备，中心还配备有多种仪器设备，如三坐标测量仪、无损探伤设备、超声波测厚仪、硬度仪以及各类机械加工设备等。

依托国家“十五”、“十一五”、“十二五”科研计划的支持，中心主要研究各种金属材料薄壁回转体零件成形技术，已成功开发了模环旋压、曲母线内旋压、超长/超薄壁筒体同步旋转张力旋压等一大批先进的旋压技术，是国内唯一一家开展模环旋压、超长/超薄壁筒体同步旋转张力旋压工艺研究的单位，内旋压工艺研究水平也处于国内领先地位。

数控旋压成形工艺的实例应用与探讨山东鲁南机床有限公司王绍存 王传河 汪玉伟 宋允臣旋压工艺成形技术是利用旋轮对旋转中的金属毛坯（板料、筒形件或锥形件） 逐点施以压力，使之变形，金属材料晶粒重新排列，以获得所需形状、尺寸、强度 要求的零件的加工方法，它综合了挤压、拉伸、轧制、弯曲和滚压等工艺特点，特 别适合薄壁、回转体零件的成形加工。

旋压工艺基本分为普通旋压和强力旋压两种, 该工艺是真正少无切削绿色环保的工艺。

旋压成形工艺涉及的工艺参数较多，在普通旋压机床上，未经系统培训的操作 人员感觉较难掌握。

随着数控技术应用于旋压设备，操作人员经简单培训即可完成 旋压工艺过程，因此越来越受到旋压成形加工企业的欢迎，进一步推动了数控旋压 设备的进步和数控旋压技术的完善。

1・强力旋压强力旋压的正旋律原理：强力旋压时必须先予留出旋轮与芯模之间间隙△,也 就是需确定经旋压后零件的壁厚，这遵循一个基本原理一一旋圧变形之正弦律。

以平板强旋圆锥形件（图1）为例；图1旋压后工件的壁厚t f ,与毛坯原始卑度t 。

和锥形件的半锥角0之间的关系符合 正弦律，即：tf = to S i n a式中：t f ——旋压后工件的壁厚to 毛坯原始厚度 a ——工件的半锥角厂t.\匕2・普旋工艺普旋工艺的原理：依据正旋率的汁算分多道次旋压，采用正反渐开线组合运用，即所谓的贝齐埃凸凹曲线，该轨迹方式的运用能降低材料的减薄率，使变薄均匀，实现平稳旋压。

实际在数控旋压设备运用时，考虑数控系统的经济性选型，将分段圆弧代替渐开线，辅以直线过渡，再配合适当的往返点及相应的旋压参数，可以较便利的旋压岀合格的产品（编程时可以借助CAD找正程序点）。

曲母线零件普旋工艺示意图（图2）：图23.典型数控旋压工艺及模具设计实例以下典型工艺均在我公司PXK350A数控旋压机床上完成，单轮旋压，配置广州数控系统GSK980TDao3.1自动单循环强力旋压通常如图1中a >15°的锥体能在一道次中旋制，能产生较大的材料变薄成形, 获得底厚边薄的产品。

传统旋压成形技术简介旋压成形是一种板材连续局部塑性成形的技术；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。

传统的旋压工艺将金属筒坯、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。

如图 1.2 所示为旋压工艺的加工原理。

根据不同的分类方法，可以将旋压分为以下几种：（1）根据旋压加工过程中毛坯厚度的变化情况，一般将旋压工艺分为普通旋压和强力旋压两种[36-37]。

普通旋压时，在旋压成形过程中毛坯的厚度基本不发生变化；主要有拉深旋压、缩径旋压、扩径旋压、制梗成形等。

普通旋压是加工薄壁空心回转体零件的无屑加工工艺过程。

它借助旋轮对随芯模转动的金属圆板作进给运动的同时施压，主要改变其直径尺寸使其成为所需工件。

图1.3 为封头旋压工艺过程，是典型的普通旋压。

封头旋压通常是采用板料成形，变形前后壁厚不变化或者变化极小，直径变化较大，或收缩或扩大，旋压时较易失稳或局部拉薄，有单向前进旋压和往复摆动多道次逐步旋压两种方式。

强力旋压又称变薄旋压，是指在旋压成形过程中毛坯的厚度不断在减薄。

借助旋轮对随旋压模转动的金属圆板或管坯作进给运动并施压，加工薄壁空心回转体零件的无屑成形工艺过程。

变薄旋压属体积成形范畴，在成形过程中主要是壁厚减薄而直径尺寸基本不变。

（2）按旋压产品形状的不同，普通旋压又可分为拉深旋压、收颈旋压、扩径旋压、翻边旋压、卷边旋压、切边旋压、压筋旋压及表面精整旋压等;强力旋压又可分为流动旋压(又称筒形件变薄旋压)和剪切旋压(又称锥形件变薄旋压)。

（3）根据旋压过程中金属材料的流动方向不同，流动旋压可分为正旋和反旋。

正旋是指旋压过程中金属材料的流动方向与旋轮的进给方向相同;反旋是指旋压过程中金属材料的流动方向与旋轮的进给方向相反。

旋压的基本原理和加工工艺详解利用旋压工具(旋轮或擀棒)和芯模使毛坯边旋转边成形，生产金属空心回转体件的一种回转成形工艺。

旋压时，金属毛坯随芯模旋转或旋压工具绕毛坯和芯模旋转，旋压工具相对芯模作进给运动，从而使毛坯受压并产生连续局部变形以获得空心回转体零件，如图所示。

旋压时，旋压工具与毛坯接触面积小，毛坯只局部产生塑性变形，所需变形力小，可用小吨位的设备加工大型空心回转体制品。

旋压产品具有较高的尺寸精度和较低的表面粗糙度，力学性能好。

旋压工具制造简单，更换容易。

但旋压产量较低，品种受到一定限制，多适用于小批量多品种的产品。

旋压是一种古老的加工方法。

早在10世纪初，中谚藤：国就使用旋压方法把银锡等金属板旋压成各种器皿。

20世纪以来，旋压工艺在工业上得到广泛应用。

目前旋压工艺不仅用于加工铝、铜及其合金，而且越来越多地用于加工钢铁和稀有金属。

旋压的产品有日常生活用具、化工容器、各种形状的机器零件，航天器、航空器和火箭导弹的各种壳体部件等。

旋压按加工温度分为冷旋压、温旋压和热旋压。

一般多采用冷旋压。

旋压按金属变形特征分为普通旋压和强力旋压。

普通旋压改变毛坯的形状，扩大或缩小直径而基本不改变厚度的旋压方法。

这种旋压多用于成形各种薄壁的铝、铜、不锈钢等生活用具，如灯罩、炊具及手工艺品等。

普通旋压包括缩径旋压(缩旋)和扩径旋压(扩旋)。

此外，还可以完成一些切割、搭接等工作。

普通旋压有手工旋压、半自动旋压和自动旋压等。

缩径旋压使毛坯产生径向收缩的一种普通旋压。

缩旋除在旋压工具作用下使整体旋压成形外，还可以进行收口、收颈、压槽和收边等局部变形。

扩径旋压使毛坯产生径向胀大的一种普通旋压。

它除了整体扩旋成形外，还可以翻边、扩颈、扩口和压槽等局部成形。

扩颈旋压采用芯模在毛坯之外而旋轮在毛坯之内的内旋压法。

普通旋压工艺参数主要考虑坯料的尺寸和性能、旋轮进给量、仿形板的型面、道次间距及旋轮形状等。

普通旋压坯料一般用板坯。

旋轮进给量厂是芯模每转一圈时，旋压工具沿芯模母线移动的距离；常选，f=0.3～3m／r，f过大时制品易起皱，过小时制品易拉薄。

旋压成形的内容和如何实现内容一、旋压的概念、特点、分类及发展简介• 1、旋压成形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塑性加工方法。

2、旋压成形工艺的特点：•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250～350公斤力/毫米2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。

•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。

由于金属晶格结构应变，旋压制品的强度、硬度、抗拉强度和屈服极限都有所提高。

•强力旋压可使制品达到较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，一般可达▽5～6，最好的可达▽8～9，经过多次旋压可达▽10。

•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；干燥机、搅拌机和洗涤机的转筒；封头、车轮和气瓶；以及超宽度7 米左右、长9米左右的板材（即将旋压的大直径管材剖开压平而成）。

•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。

同时产品规格范围大。

•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.•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。

旋压成形的原理、分类、特点及应用金属旋压是一种金属塑性成形工艺，该工艺能较容易的制作各种旋转对称的薄壁回转件和各种管件，因此也称为回转成型工艺。

旋压成形的原理金属旋压工艺是将被加工的金属毛坯（管坯）套在芯模上，而板坯通过尾顶压在芯模的端部，并与芯模一起随主轴旋转，旋轮沿芯模移动。

在旋轮的压力下，利用金属的可塑性，逐点将金属加工成所需要的空心回转体制件。

原理图示旋压成形的分类金属旋压工艺在旋制不同形状的制件时，综合了锻造、挤压、拉伸、弯曲、环轧、横轧和滚压等工艺的特点。

针对不同毛坯的变形特点，一般可以分为普通旋压和强力旋压两种。

●在旋压过程中，改变毛坯的形状而基本不改变其壁厚者称为普通旋压。

●在旋压过程中，既改变毛坯的形状又改变壁厚者称为强力旋压。

普通旋压局限于加工塑性较好和较薄的材料，尺寸准确度不易控制，要求操作者具有较高的技术水平。

强力旋压和普通旋压相比较，坯料凸缘部分在加工时不产生收缩变形，因为不会产生起皱现象。

旋压机床的机床功率较大，对厚度大的材料也能加工，同时制件的厚度沿母线有规律地变薄，较易控制。

旋压工艺的优点1. 金属变形条件好，旋压时由于旋轮与金属接触近乎点接触，因此接触面积小，单位压力高，可达2500~3500MPa以上，因此旋压适于加工高强度难变形的材料，而且，所需总变形力较小，从而使功率消耗大大降低。

加工同样大小的制件，旋压机床的吨位只是压力机吨位的1/20左右。

2. 制品范围广，根据旋压机的能力可以制作大直径薄壁管材、特殊管材、变断面管材已经以及球形、半球形、椭圆形、曲母线形以及带有阶梯和变化薄厚的几乎所有回转体制件，如火箭、导弹和卫星的鼻锥与壳体；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、燃烧室椎体以及波纹管；干燥机、搅拌机和洗涤机的转筒；浅盘形、半球形封头、牛奶罐和空芯薄壁的日用品等。