旋壓成形——神奇的金屬成形技術(shù)

時(shí)間：2014-06-20作者：濟(jì)南泉躍數(shù)控機(jī)械有限公司瀏覽：88

 

旋壓成形——神奇的金屬成形技術(shù)

資料圖：德國(guó)研制的大型數(shù)控旋壓機(jī)床

旋壓成形——神奇的金屬成形技術(shù)

旋壓成形屬于金屬塑性成形的特殊方式，旋壓成形的原理就是將毛坯固定在模具上，模具連同毛坯一起高速旋轉(zhuǎn)，外側(cè)的旋輪對(duì)毛坯施加很大的壓力，使得金屬毛坯變形，最后成形出與模具形狀一致的零件。

 

旋壓分為普通旋壓和強(qiáng)力旋壓。普通旋壓是指在成形的過(guò)程中毛坯的形狀發(fā)生變化，毛坯的厚度不發(fā)生變化。普通旋壓起源很早，在民用領(lǐng)域應(yīng)用較廣泛，如器皿、餐具以及一些精度要求不高的零件；強(qiáng)力旋壓是指金屬在成形過(guò)程中不但毛坯的形狀發(fā)生變化，厚度也同時(shí)變化，一般是變薄，在旋壓過(guò)程中毛坯體積不變，減薄的毛坯材料增加了零件的高度。強(qiáng)力旋壓屬于無(wú)切削加工，在加工過(guò)程中材料沒(méi)有任何損失。

 

強(qiáng)力旋壓作為近代塑性加工中的一種新工藝，在*工業(yè)各領(lǐng)域應(yīng)用較多、較為廣泛。強(qiáng)力旋壓在生產(chǎn)薄壁高精度回轉(zhuǎn)體零件方面具有明顯優(yōu)勢(shì)：

 

強(qiáng)力旋壓后材料的強(qiáng)度和硬度比母材提高了約35%~45%，因此在航空航天領(lǐng)域，強(qiáng)力旋壓能有效地減小零件的設(shè)計(jì)壁厚、減輕重量，其疲勞性能也能顯著提高；強(qiáng)力旋壓對(duì)厚壁毛坯逐點(diǎn)施加很高的壓力使其減薄變形，材料的金屬纖維流向得到保護(hù)，使得零件的疲勞性能得到提高；強(qiáng)力旋壓屬于整體成形技術(shù)，成形的零件沒(méi)有母線(xiàn)焊縫，因此零件整體性能提高，尤其是疲勞壽命能顯著提高；強(qiáng)力旋壓的無(wú)切削加工和簡(jiǎn)易的成形模具降低了生產(chǎn)成本，縮短了零件制造周期短；強(qiáng)力旋壓在一次成形過(guò)程中可以讓毛坯減薄60%甚至更多，由于減薄率較大，強(qiáng)力旋壓能有效地檢驗(yàn)?zāi)覆闹械囊苯鹑毕?；用?qiáng)力旋壓能生產(chǎn)加工**寬板材；強(qiáng)力旋壓零件的尺寸公差和形位公差較小，精度很高，甚**于機(jī)械加工。

 

基于上述優(yōu)點(diǎn)，強(qiáng)力旋壓技術(shù)在化學(xué)工業(yè)、核工業(yè)、船舶工業(yè)、兵器、航空航天，特別是飛機(jī)及飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的零部件制造中得到廣泛應(yīng)用。如常見(jiàn)的一些化工、船舶、鍋爐用大型壓力容器，由于存在母線(xiàn)焊縫，對(duì)內(nèi)部壓力有一定要求。如果用旋壓成形工藝成形中間圓筒段，可以取消壓力容器較薄弱的環(huán)節(jié)——直線(xiàn)焊縫。如果采用強(qiáng)力旋壓成形，筒形部分的整體強(qiáng)度比母材提高12%~25%，大大提高了這類(lèi)壓力容器的安全性和可靠性，且模具制造簡(jiǎn)單，制造周期短，加工成本低。而這種提高壓力容器承壓壓力的方法是其它任何一種加工工藝無(wú)法做到。如果這類(lèi)壓力容器用在航空航天領(lǐng)域，在相同壓力下可以大大減輕容器的壁厚，從而減輕零部件的重量，達(dá)到減少油耗、增大射程的目的。

 

強(qiáng)力旋壓成形的材料除了碳鋼、鋁及其合金、銅及其合金、不銹鋼這些傳統(tǒng)的金屬材料以外，還包括近年來(lái)又開(kāi)發(fā)出的一些特殊材料的旋壓如高強(qiáng)度鋼、**高強(qiáng)度鋼、鈦及鈦合金、高溫合金、鎢、鉬、鈮及其合金的旋壓，可以說(shuō)，在金屬塑性成形領(lǐng)域，可旋壓成形的金屬材料種類(lèi)較為廣泛。

 

飛機(jī)、飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)上越來(lái)越多的構(gòu)件使用鈦合金及高溫合金等難變形材料。這些構(gòu)件有的型面復(fù)雜，如外形為雙曲線(xiàn)、拋物線(xiàn)、雙錐形件，并且對(duì)壁厚公差、直徑公差、圓度、直線(xiàn)度要求都很高。對(duì)于這些零件，目前主要工藝是鍛造后機(jī)械加工成形。材料的利用率有的只能達(dá)到3%，大量貴重的材料都變成鐵屑，并且破壞了金屬本身的纖維流向。而采用強(qiáng)力旋壓技術(shù)，可以使旋壓成形后零件材料晶粒細(xì)化，強(qiáng)度、抗疲勞性能得到提高，從而使構(gòu)件的壁厚減小，零部件的可靠性大大提高。

 

旋壓技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)旋壓機(jī)床的要求越來(lái)越高，尤其是大回轉(zhuǎn)直徑、大推力、高精度、自動(dòng)化程度高的旋壓設(shè)備。國(guó)外強(qiáng)力旋壓設(shè)備已經(jīng)系列化并且不斷向大型化、多用途和和自動(dòng)化程度高的方向發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，旋壓機(jī)床控制系統(tǒng)也不斷發(fā)展。旋輪進(jìn)給完全發(fā)展到數(shù)控，主軸變速由有級(jí)發(fā)展到無(wú)級(jí)，并發(fā)展到多旋輪回轉(zhuǎn)架旋壓機(jī)。加工大直徑零件所需的電視監(jiān)控系統(tǒng)和壁厚超聲波自動(dòng)測(cè)量裝置在旋壓機(jī)床上也得到了應(yīng)用。

 

就旋壓工藝技術(shù)水平來(lái)講，我國(guó)與國(guó)外**技術(shù)差踞不大。盡管旋壓設(shè)備的自動(dòng)化程度、可靠性與國(guó)外**技術(shù)存在差距，但這個(gè)差距越來(lái)越小。近幾年，我國(guó)在大型旋壓設(shè)備的研發(fā)上也**突破。作為較早的研究單位，中航工業(yè)制造所研制旋壓工藝與旋壓設(shè)備有近50年的歷史。在旋壓工藝的開(kāi)發(fā)、在異形零件、特殊材料的旋壓方面該所一直處于國(guó)內(nèi)良好。

 

較近，制造所為航天某企業(yè)研制的亞洲較大的數(shù)控立式旋壓機(jī)床已經(jīng)完成工藝驗(yàn)收。該設(shè)備為立式三旋輪結(jié)構(gòu)，設(shè)備本身重量達(dá)600噸，單個(gè)旋輪推力為100噸，機(jī)床回轉(zhuǎn)直徑2.6米，能旋壓直徑2.6米、高度為3.5米的大型筒形零件，能夠?qū)⒑穸葹?/span>35毫米的**高強(qiáng)度鋼旋壓碾薄到2毫米，旋壓后的筒體壁厚精度達(dá)到一個(gè)頭發(fā)絲，精度**機(jī)械加工。該設(shè)備具有三個(gè)旋壓力自調(diào)節(jié)自平衡、具有同步進(jìn)刀錯(cuò)距旋壓等*特功能，具有智能旋壓的特點(diǎn)，總體技術(shù)達(dá)到了****水平。

 

旋壓成形的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。旋壓技術(shù)能解決制約我國(guó)制造業(yè)、**行業(yè)的重大瓶頸問(wèn)題；體現(xiàn)軍民結(jié)合、寓軍于民，對(duì)***和增強(qiáng)綜合國(guó)力具有重大戰(zhàn)略意義。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和**事業(yè)的發(fā)展，旋壓成形這個(gè)傳統(tǒng)工藝必將煥發(fā)青春，發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

                                                 泉躍數(shù)控


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• 詞條

  詞條說(shuō)明

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