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1、强旋工艺的研究与开发学生 学院 安徽农业大学工学院 邮编 合肥 230036年级专业 11级机械制造及其自动化指导老师,Company Logo,Contents,Company Logo,摘要,毛坯与芯芯模共同旋转，由旋轮进给并施加压力，使毛坯紧贴芯模逐点局部变形的冲压成形工艺。根据毛坯旋压加工工艺的特点,建立毛坯旋压工艺参数的数学模型,通过对减薄率旋压力、旋压轨迹切点等关键数据的计算,得到毛坯旋压加工工艺参数,并经过多次试验,对毛坯加工旋压刀路轨迹进行对比分析。通过调整减薄率、旋压力、旋压轨迹切点等参数,可以建立优化的旋压加工工艺和加工轨迹路线。旋压加工的优点是设备和模具都比较简单（没有专
2、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。缺点是生产率较低，劳动强度较大，比较适用于试制和小批量生产。随着飞机、火箭和导弹的生产需要，在普通旋压的基础上，又发展了变薄旋压（也称强力旋压）。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。我们通过对旋压的工艺特点、成形原理和发展应用的研究,从不同角度对旋压技术进行新的分类,有助于从本质上掌握旋压
3、成形工艺,促进对各种毛坯旋压方法的理论分析和实验研究、并为更多的新工艺新方法的产生提供科学依据。,Company Logo,关键词,强力旋压 芯模 变形机理,Abstract：Blank and core mandrel rotation together, by the and of feeding pressure, point of local deformation of the blank is clingy core mould, stamping forming process.According to the characteristics of the blank spinn
4、ing process, a mathematic model of the spinning process parameters, based on the trajectory of spinning force reduction ratio, spinning tangent point calculate the key data, such as, get blank spinning process parameters, and through many experiments, the rough machining spinning knife road track we
5、re analyzed.By adjusting the ratio of thin, the parameters such as pressure, spinning trajectory point of tangency, can establish trajectory route optimization of spinning processing technology and processing.Spinning processing equipment and mold are of the method is simple, no special spinning mac
6、hines can be substituted for lathe), in addition to forming such as cylindrical, conical, parabolic form or other forms of the rotation of the curves in vitro, can also be processing complicated shape of revolving parts.The disadvantage is that productivity is low, the intensity of labor is larger,
7、more suitable for trial production and small batch production.With the production requirements of aircraft, rockets and missiles, on the basis of ordinary spinning, and developed the variable BoXuan pressure (also called) of power spinning.Required for power spinning forming of spinning force is big
8、ger, general is also more complex the structure of spinning machine.Power spinning forming and in accordance with the wheeland metal flow in the direction of the moving direction, can be divided into positive rotation and reverse rotation.Wheel and metal flow in the direction of,the moving direction
9、 of the same, is called spin;On the other hand, called reverse spin.The same kind of material, the spinning forming the rotary pressure required.We through to the spinning process characteristics, the forming principle and development of the application of research, from different angles of spinning
10、 technology is the new classification, helps to grasp the spinning forming technology from the essence, promote the various blank spinning method of theoretical analysis and experimental research, and as more new technology will provide a scientific basis for the generation of new method.Keyword： po
11、wer spinning mandrel deformation mechanism,Company Logo,第一章 绪论,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。带轮旋压成形式工艺与设备是一项先进的技术，带轮旋压工艺上取得了折叠式带轮、劈开式带轮、滚压式多V型带轮和组合式带轮一系列科研成果，在理论与实践两个方面解决了旋压成形中的各种技术难题，并成功地用于生产。但与德国的旋压技术相比，我国还需要努力追敢，因为，我国许多产品还需要进口，尤其是汽车中的某些零部件。
12、由于旋压成型技术具有柔性好、成本低廉等优点，适合加工多种金属材料，是一种经济、快速成形薄壁回转体零件的方法。与其他冲压工艺方法相比，由于它能制造出形状多样、尺寸各异的产品，特别是在结合高效、精密的数控技术后，更具有明显的优越性。因此，不仅在航空、航天、兵器等金属精密加工技术领域占有重要地位，而且在化工、机械制造、电子及轻工业等领域也得到了广泛的应用。,1.1 强旋工艺的发展现状强力旋压源于普通旋压，目前，普通简彤件强力旋压工艺已经相当成熟，而带有纵向内筋的筒形件强力旋压工艺还相对落后。因此，进一步深入开展带内筋筒形件强力旋压工艺成形机理和变形特点的研究，有着重要的理论意义和实际应用价值。1.2
13、 主要研究内容金属铝坯的强旋工艺设计。,Company Logo,第二章 强力旋压成形技术,2.1 分类2.1.1 根据旋压类型和金属变形的机理我们可以把强旋分为剪切旋压和挤出旋压，剪切旋压主用于异形件，挤出旋压主用于筒形件。2.2 成形原理2.2.1 剪切旋压适用于一些复杂的成形工件，工件一般包括锥形、抛物线和一些曲目线。其中锥形件是异形件中的典范，在旋压过程中，板料由模具和尾顶固定，主轴旋转带动板料旋转，旋轮伺服进给挤压板料，平面板料在旋轮的挤压下与剪切的作用下，厚度变形遵循体积不变定律和正弦规律，变形按照一定的母线形状。2.2.2 正弦规律就是对锥形件进行强旋时，根据纯剪切变形的原理求出
14、毛坯的厚度，符合的规律为正弦规律：t=t0sin（a/2）公式中：t旋后的零件厚度t0旋前毛坯厚度a锥角虽然此规律由锥形件导出，但是它基本适用于任何异形工件，原因是任何异形工件在沿着半径方向以很小的间隔分段后都可以近似于锥形的一小部分，所以可以把任何异形件看作锥形件进行计算，但是会存在一定的误差，异形件的母线曲率半径越大，在它法向的厚度变化越小，则误差越小；反之，误差越大。,2.2.3 在我们实际实验时，锥形件在强力旋压的时候它的壁厚往往不等于正弦定律计算的理论壁厚，即实际壁厚与理论值存在一定的偏差，这种偏差可能由于热膨胀导致旋轮与芯模的间隙误差、毛坯的壁厚误差和旋压工艺系统的弹性形变等导致的
15、，其计算公式：=（tp-tf）/tf公式中：tp毛坯件的实际壁厚；Tf旋压件的理论壁厚。当tftp时，0，材料减薄过度；当tptf时，0，材料减薄不足。在实际实验中偏离正弦律难以避免，实际实验中更倾向于采用0的方法，因为适当的减薄便于提高材料的极限减薄率，而且可以缓解毛坯的贴模情况，有利于提高旋压件内表面的精度和光洁度。2.3 变形过程2.3.1 强力旋压的整个变形过程包括三个阶段：起旋阶段、稳定旋压阶段、旋压终了阶段。三个阶段分别对应着三个不同的变形状态。起旋阶段要从旋轮毛坯到达到要求的壁厚减薄率，这个阶段的壁厚减薄率逐步增大，旋压力一直增大到最大值。稳定旋压阶段是旋轮旋入毛坯要求的壁厚减薄
16、率后，旋压变形进入稳定阶段，这个阶段应力和旋压力基本不变。2.4 受力分析2.4.1 旋轮受力随旋压时间变化呈正态分布，旋入时旋轮轴向受力逐渐增大，毛坯变形程度达到最大时旋轮轴向受力达到极大值，毛坯变形程度减小时受力衰减。主轴同旋轮受力方向相反，大小变化一致。,第三章 某个金属铝坯的强旋工艺,3.1 基本要求3.1.1 生产应符合国家节能减排政策和可持续发展的要求。3.1.2 金属铝坯旋压工艺设计，应符合循环经济发展模式，应采用节约材料，节能降耗的先进工艺、技术和设备，并应提高废气、废水、废弃物的综合利用水平。3.1.3 金属铝坯采用旋压加工的主要工艺流程如下： 加热热旋压 下料加热预成形检验 车外形局部加热收口热处理 冷旋压,
