旋压机技术之旋压成型的基本方式拉深旋压

旋压一、普通旋压二、变薄旋压旋压是借助赶棒或旋轮、压头对随旋压模转动的板料或空心零件的毛坯作进给运动并旋压，使其直径尺寸改变，逐渐成形为薄壁空心回转零件的特殊成形工艺。

旋压主要分为普通旋压和变薄旋压两种。

前者在旋压过程中材料厚度不变或只有少许变化，后者在旋压过程中壁厚减薄明显，又叫强力旋压。

一、普通旋压如表5-3所示，普通旋压主要包括缩径旋压、扩径旋压等，可以完成拉深、缩口、胀形、翻边等工序。

图5-9为常见普通旋压方法示意。

普通旋压优点是机动性好，能用简单的设备和模具制造出形状复杂的零件，生产周期短，适用于小批生产及制造有凸起及凹进形状的空心零件。

旋压件的表面一般留有赶棒或旋轮的痕迹，其表面粗糙度R值约为3.2~1.6。

普通旋压件可达到的直径公差为工件直径的0.5%左右，见表5-4。

表5-4普通旋压件直径精度(单位：mm)拉深旋压是指用平板通过普通旋压的方法生产空心零件的方法，是普通旋压中应用最广主要的旋压方法，适用中小批量生产。

拉深旋压的坯料直径可参照拉深有关公式，按等面积原则计算。

但应考虑旋压时壁厚减薄，引起表面积增加，有时增加到20%~30%。

旋压浅形件时面积变化较小，直径可比理论小3%~5%。

拉深旋压的进给量范围通常为0.3~3.0mm/r。

进给量小有利于改善表面糙度，但太小容易造成壁部减薄，不贴模，生产效率低。

旋压形阻力，甚至导致工件的破裂。

转速过高，材料变薄严重。

转数与旋压直径的关系见图5-10。

图5-10 转速与旋压直径的关系用向线速度()minmv铝、青铜：200~300 纯铜：150~600 碳钢：200~800 不锈钢：600~1000旋压锥形件可能成形的极限比值为：3.0~2.0min=Dd旋压筒形件可能成形的比值为：8.0~6.0=D d式中 d —圆筒直径(mm)；d min—圆锥体的最小直径(mm)；D—坯料直径(mm)。

如果零件不能在一道工序中旋压完成，可在不同的胎模上进行连续旋压，但胎模的最小直径是相同的（图5-11）。

旋压技术的应用及相关介绍金属旋压技术的基本原理相似于古代的制陶生产技术。

旋压成型的零件一般为回转体筒形件或碟形件，旋压件毛坯通常为厚壁筒形件或圆形板料。

旋压机的原理与结构类似于金属切削车床。

在车床大拖板的位置，设计成带有有轴向运动动力的旋轮架，固定在旋轮架上的旋轮可作径向移动；与主轴同轴联接的是一芯模(轴)，旋压毛坯套在芯模(轴)上；旋轮通过与套在芯模(轴)上的毛坯接触产生的摩擦力反向被动旋转；与此同时，旋轮架在轴向大推力油缸的作用下，作轴向运动。

旋轮架在轴向、旋轮在径向力的共同作用下，对坯料表面实施逐点连续塑性变形。

在车床尾顶支架的位置上，设计成与主轴同一轴线的尾顶液压缸，液压缸对套在芯模(轴)上的坯料端面施加轴向推力。

旋压成型有普通旋压和强力旋压成型两种。

不改变坯料厚度，只改变坯料形状的旋压叫普通旋压成型；即改变坯料厚度,又改变坯料形状的旋压叫强力旋压成型。

强力旋压成型所需要的旋压力较大,旋压机的结构一般也较复杂。

强力旋压成型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，反旋成型所需的旋压力较大。

采用哪种旋压方式成型,要依据零件的形状和工艺要求确定。

旋压机的选型由旋压工艺及多种成型工艺条件要求确定。

旋压机分强力旋压机和普通旋压机二大类型。

强力旋压机又分双旋轮和三旋轮。

还有用于特殊零件旋压的旋压机，如热旋压机、钢球旋压机等。

我国金属旋压成型技术的发展历史近四十年，而在国防工业的应用研究尤为广泛，研究应用水平很高，特别是在旋压成型工艺及装备方面，已经处于国内领先地位。

旋压机的设计和制造能力也很强。

旋压技术简介什么叫旋压技术，也叫金属旋压成形技术，通过旋转使之受力点由点到线由线到面，同时在某个方向给予一定的压力使金属材料沿着这一方向变形和流动而成型某一形状的技术。

这里，金属材料必须具有塑性变形或流动性能，旋压成形不等同塑性变形，它是集塑性变形和流动变形的复杂过程，特别需要指出的是，我们所说的旋压成形技术不是单一的强力旋压和普通旋压，它是两者的结合；强力旋压用于各种筒、锥体异形体的旋压成型壳体的加工技术，是一种比较老的成熟的方法和工艺，也叫滚压法。

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旋压成形的基本方式-缩径旋压就是利用旋压工具使回转体空心件或管状毛坯进行径向局部旋转压缩以减小其直径的成形方法。

缩旋过程就是将毛坯同心地夹在适当的芯模（如实芯的，组合的或无芯模）中，将需要成形的那部分露出装卡具的外面，当主轴带动毛坯旋转时，依据所采用的控制方式，使旋轮按规定的形状轨迹作往复运动，逐步地使毛坯缩径，进而得到带有腰鼓形状或封闭球的零件。

缩旋时，为了避免工件产生的起皱和破裂，根据成形前后直径之比，将过程分成若干道次或工序进行，即旋轮要作多次往复运动，依据收径比，确定每道次的进给量。

对于不同材料、不同形状成形件的具体情况，有时还需要更换几次芯模和进行中间热处理等。

必要时应在加热条件下缩旋。

在工件缩径区的壁厚，通常可出现三种情况：壁厚不变、壁厚变薄和壁厚增加。

壁厚的变化主要与缩径程序和材料性质有关。

对于空心工件的开口端进行缩旋时，也会出现上述三种情况。

根据工件的形状、材料和质量要求不同，可采用不同的生产方法。

（1）无芯模（又称空气模）的缩旋主要制成开口端直径很小、缩径量很大及端部封闭的旋压件。

典型的产品如气瓶的收径和封口成形。

1.内芯模的缩旋针对筒形毛坯一端收口而另一端尺寸不变，或者对有一定长度的管材进行中间缩径时，可采用内芯模保证成形的尺寸要求。

芯模设计时根据需要，可制成整体芯模也可制成组合芯模。

2.滚动模的缩旋对于工件尺寸很大的旋压件缩径，由于有足够的空间，可以用滚动模进行收缩旋压，滚动模在筒形毛坯的内侧起芯模的作用，要求有很好的刚度，结构上保证成形尺寸及进退、调整方便。

（2）影响旋压机工件缩旋质量的主要工艺因素如下：①主轴转速毛坯的高速旋转是缩径旋压的特点。

在选择转速时，相对壁厚较小的应选较高转速，成形时稳定性好些。

②旋轮进给量缩旋过程中的进给量通常比其他成形方法要大些，这样有转速相对应的关系。

③缩旋工艺装置设计缩旋工艺和设备的选择，由制品的形状而定。

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。

旋压工艺介绍录入: 151zqh 来源: 日期: 2006-4-24,17:27旋压加工技术旋压加工是利用旋压加工设备将厚壁金属筒形件，包括难熔金属、有色金属、不锈钢等经强力旋压成各种尺寸的薄壁管材或异形旋压加工成异形空心回转件的加工技术。

三十年来，本中心先后承担了多项国家及省市的旋压加工技术科研项目，并取得多项重要旋压加工科研成果，积累了丰富的旋压加工实践经验。

本中心的旋压加工产品在国内电子工业、核工业、船舶工业、汽车工业均获得了应用并享有很好的声誉。

RX-300大型旋压设备不变薄旋压不变薄旋压时，料基本保持不变，主要是靠改变坯料直径而成形空心旋转体工件。

有拉深旋压、缩口旋压和扩口旋压三种(见表1)。

除用于成形空心旋转体工件外，还可完成翻边、卷边、铆接、修剪、擀光等加工。

手工旋压适于中小批量及薄软坯料加工，半自动或自动旋压则能用于大中批量及厚硬坯料加工。

变薄旋压(1)不变形程度。

拉深旋压的变形程度是用拉深系数m表示，即 m=d/D0锥形件m≥0.2～0.3(计算m时d取小端直径)和筒形件m≥0.6～0.8，可一道次旋压成形，否则要多道次旋压(图1)。

多道次旋压成形时，应确定恰当的半成品形状，使每道旋压都能充分利用材料的塑性(包括加热)。

(2)主轴转速。

旋压铝合金时转速见表2。

其他材料按表3选取坯料周边切向线速度(厚料、大直径件取小值)，再由公式 n ＝υθ/πD 0×1000 (r/min) 求得主轴转速n 。

表2 旋压机主轴转速(铝合金)表3 旋压时坯料周边切向线速度υθ(m/min )(3)旋轮进给比。

由下式计算： f=υ´/n (mm/r) 式中：υ´——旋轮相对芯模的进给速度(mm/min)； n ——主轴转速(r/min)。

进给比f 过大进坯料易起皱，过小时则易拉薄，常用f ＝0.33mm/r 。

一般在不起皱的前提下尽量选用较大的旋轮进给比f ，精旋时宜取小值。

金属加工方式：旋压简介旋压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，用旋轮或赶棒加压于坯料，使之产生局部的塑性变形。

旋压可以完成各种复杂钣金零件的复杂几何特征，是一种钣金成型的特殊方法。

可以利用旋压方法完成拉深、翻边、缩口、胀形和卷边等的复杂钣金零件的几何特征。

分类按变形原理普通旋压机，强力旋压机按主轴位置卧式旋压机：主轴为水平方向的叫卧式旋压机立式旋压机：主轴为垂直方向的叫立式旋压机按旋轮个数单旋轮旋压机：只有一个旋轮的旋压机称为单轮旋压机双旋轮旋压机：有两个旋轮的旋压机称为双轮旋压机三旋轮旋压机：有三个旋轮的称为三轮旋压机多旋轮：有三个以上旋轮的称为多轮旋压机芯模相对位置外旋压机：旋轮从外部对工件进行旋压的旋压机内旋压机：旋轮从内部对工件进行旋压的旋压按金属流动方向正旋：金属流动方向与旋轮运动方向相同的旋压反旋：金属流动方向与旋轮运动方向相反的旋压正反旋：金属在旋压过程中向两个方向流动的旋压按旋压温度热旋压机：能够对工件进行加热旋压的旋压机冷旋压机：在常温下进行旋压的旋压旋压过程板坯与芯模共同旋转，由辊轮进给并施加压力，使板坯紧贴芯模逐点局部变形的冲压成形工艺。

旋压可制造各种轴对称旋转体零件，如扬声器、弹体、高压容器封头、铜锣；也可用于气瓶收口、筒坯成形等。

旋压的特点是：用很小的变形力可成形很大的工件；使用设备比较简单，中小尺寸的薄板件可用普通车床旋压；模具简单，只需要一块芯模，材质要求低。

旋压适用于小批生产,因其只能加工旋转体零件,局限性较大，生产率低。

旋压可用专门机械，采用仿形旋压和数字控制旋压。

在旋压成形的同时使板厚减薄的工艺称为变薄旋压,又称强力旋压,多用于加工锥形件、薄壁的管形件等，也可用以旋压大直径的深筒，再剖开后制成平板。

旋压优缺点旋压加工的优点是设备和模具都比较简单（没有专用的旋压机时可用车床代替），除可成形如圆筒形、锥形、抛物面形成或其它各种曲线构成的旋转体外，还可加工相当复杂形状的旋转体零件。

旋压技术基本概念金属旋压技术的基本原理相似于古代的制陶生产技术。

旋压成型的零件一般为回转体筒形件或碟形件，旋压件毛坯通常为厚壁筒形件或圆形板料。

旋压机的原理与结构类似于金属切削车床。

在车床大拖板的位置，设计成带有有轴向运动动力的旋轮架，固定在旋轮架上的旋轮可作径向移动；与主轴同轴联接的是一芯模(轴)，旋压毛坯套在芯模(轴)上；旋轮通过与套在芯模(轴)上的毛坯接触产生的摩擦力反向被动旋转；与此同时，旋轮架在轴向大推力油缸的作用下，作轴向运动。

旋轮架在轴向、旋轮在径向力的共同作用下，对坯料表面实施逐点连续塑性变形。

在车床尾顶支架的位置上，设计成与主轴同一轴线的尾顶液压缸，液压缸对套在芯模(轴)上的坯料端面施加轴向推力。

旋压成型有普通旋压和强力旋压成型两种。

不改变坯料厚度，只改变坯料形状的旋压叫普通旋压成型；即改变坯料厚度,又改变坯料形状的旋压叫强力旋压成型。

强力旋压成型所需要的旋压力较大,旋压机的结构一般也较复杂。

强力旋压成型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，反旋成型所需的旋压力较大。

采用哪种旋压方式成型,要依据零件的形状和工艺要求确定。

旋压机的选型由旋压工艺及多种成型工艺条件要求确定。

旋压机分强力旋压机和普通旋压机二大类型。

强力旋压机又分双旋轮和三旋轮。

还有用于特殊零件旋压的旋压机，如热旋压机、钢球旋压机等。

我国金属旋压成型技术的发展历史近四十年，而在国防工业的应用研究尤为广泛，研究应用水平很高，特别是在旋压成型工艺及装备方面，已经处于国内领先地位。

旋压机的设计和制造能力也很强。

旋压技术简介什么叫旋压技术，也叫金属旋压成形技术，通过旋转使之受力点由点到线由线到面，同时在某个方向给予一定的压力使金属材料沿着这一方向变形和流动而成型某一形状的技术。

这里，金属材料必须具有塑性变形或流动性能，旋压成形不等同塑性变形，它是集塑性变形和流动变形的复杂过程，特别需要指出的是，我们所说的旋压成形技术不是单一的强力旋压和普通旋压，它是两者的结合；强力旋压用于各种筒、锥体异形体的旋压成型壳体的加工技术，是一种比较老的成熟的方法和工艺，也叫滚压法。

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。