旋压成形工艺分析
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金属旋压成形工艺引言金属旋压成形是一种常见的金属成形工艺,通过将金属材料置于旋转的模具中,通过轴向压力和旋转运动对金属材料进行塑性变形,从而得到所需形状和尺寸的产品。
金属旋压成形工艺在制造行业中得到广泛应用,广泛用于制造各种金属产品,如罐体、汽车零部件、工业容器等。
本文将介绍金属旋压成形工艺的原理、应用领域和工艺参数等内容。
原理金属旋压成形的基本原理是通过旋转压力对金属材料进行塑性变形,从而得到所需形状和尺寸的产品。
其具体步骤如下: 1. 将金属材料置于旋转的模具中,并夹紧以防止材料滑动。
2. 施加轴向压力,使金属材料受到压力作用。
3. 同时进行模具的旋转运动,使金属材料在轴向压力和旋转力的作用下发生塑性变形。
4. 根据产品的形状和尺寸要求,逐渐调整模具的位置和形状,使金属材料逐步完成所需的变形。
应用领域金属旋压成形工艺广泛应用于以下领域: 1. 罐体制造:金属旋压成形工艺可用于制造各种罐体,如油罐、气罐、水罐等。
通过金属旋压成形,可以使罐体具有较高的密封性和强度。
2. 汽车零部件:金属旋压成形工艺可用于制造汽车零部件,如汽车油箱、排气管等。
通过金属旋压成形,可以使零部件具有较好的耐压性和密封性。
3. 工业容器:金属旋压成形工艺可用于制造各种工业容器,如储罐、压力容器等。
通过金属旋压成形,可以使容器具有较高的耐压性和耐腐蚀性。
4. 金属管材加工:金属旋压成形工艺可用于加工金属管材,改变其形状和尺寸。
通过金属旋压成形,可以使金属管材具有较好的韧性和强度。
工艺参数金属旋压成形的工艺参数对成形效果和产品质量起着重要的影响。
常见的工艺参数包括: 1. 旋转速度:旋转速度是指旋转模具的转速,通常以每分钟转数(RPM)来表示。
旋转速度的选择要根据金属材料的性质和成形要求来确定,过高或过低的旋转速度都可能影响成形效果。
2. 压力:压力是指施加在金属材料上的轴向压力。
压力的选择要根据金属材料的硬度和成形要求来确定,过高或过低的压力都可能导致成形不良或产生内部应力。
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。
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Δ,也就是需确定经旋压后零件的壁厚,这遵循一个基本原理——旋压变形之正弦律。
以平板强旋圆锥形件(图1)为例;图1旋压后工件的壁厚tf ,与毛坯原始厚度t和锥形件的半锥角α之间的关系符合正弦律,即:t f = t0 Sinα式中:tf——旋压后工件的壁厚t——毛坯原始厚度α——工件的半锥角2.普旋工艺普旋工艺的原理:依据正旋率的计算分多道次旋压,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,可以较便利的旋压出合格的产品(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GSK980TDa。
3.1自动单循环强力旋压通常如图1中α>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。
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。
材料加工技术学报103(2000)114-119金属成形:旋压过程的分析爱尔兰.达布林.Tallagh技术研究院机械工程研究室爱尔兰.达布林.Trinity学院机械制造工程研究室摘要:旋压经常用来制造那些冲压工具不能够适合其尺寸及体积的轴对称形状的工件。
旋压同时也有能力生产那些深冲压无法生产出来的部件。
在这篇论文中所提到的旋压就是不产生厚度变化的旋转成形过程。
它生产出的成品的厚度与毛坯的几乎一样。
通过改变形状把毛坯变成所需要的产品的方法通常有旋压和冲压这两种。
一个金属零件的冲压过程会受到其材料韧性的限制。
与工件旋压成形有关的更多是其压应变和由于弯曲断裂和拉断所引起的成形极限。
以前的作者作了许多关于旋压方面的研究。
这些研究分析主要强调的是旋压加工过程的局限性。
有一个关于旋压的分析介绍了不同旋压技术产生不同的应变而硬气极其不同的结果的情况。
这些实验结果对分步旋压操作的基本原理作出了解释。
这次实验所用的材料是轻规格的铝板材。
(Al99.0-Werkstoff 30205.材料条件HH,0.2%屈服强度110MP)关键词汇:金属旋压,普通旋压,剪切成形,旋转锻造1、引言这篇论文分析的是由旋压生产的一个简单的实验形状的产品。
这个旋压成形实验选用了多种不同直径的毛坯。
据研究,旋压的理论应变是在两种理想化的模式下产生的。
第一种是等厚度旋压过程;第二种则是纯剪切成形过程。
在加工过程中其周向应变为0,而径向的任意单元的位置是保持不变的,这种成形过程Kobayashi[1]称为剪切成形[4]或者是旋转锻造。
相反地,成形过程中,径向的任意单元的位置产生很大的变化的成形过程则称为普通旋压。
在普通旋压过程中,从毛坯到成品,其厚度保持不变。
从图1中我们可以清楚地看到分步旋压的工作原理。
由于外围半径的减少产生周向压应变和径向拉应变,因此每次旋压后都会产生凸缘。
由此可以认为板厚是不变的。
从图1中所示的成形情况可看出,周向应变εh是压应变,而径向应变εr是拉应变(也就是说圆盘所受的应变相切于板面,方向与旋转轴背离),厚度方向的应变εz 为0。
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。