旋壓成型是一種歷史悠久的工藝方法,我國古時在10世紀(jì)就有了這種成型方法,后來于14世紀(jì)才傳入歐洲。用旋壓成型方法可制造各種不同形狀的旋轉(zhuǎn)面工件,如發(fā)動機(jī)罩、螺旋槳槳帽等。圖4-18是采用旋壓成型工藝加工的典型器件的示意圖。
1. 旋壓成型原理
旋壓成型用的設(shè)備類似于車床或由車床改裝而成的,但最新發(fā)展有數(shù)控旋壓床。旋壓床的工作原理如圖4-19所示。用機(jī)床尾頂座2通過頂塊3將平板毛坯1壓緊于旋壓模4上,毛坯連同模具一起旋轉(zhuǎn),操作者用手操作旋壓棒,將毛坯順次壓向旋壓模,這時毛坯發(fā)生周向收縮和徑向延伸變形,最后旋壓成型為要求的形狀。
2. 旋壓注意事項
旋壓成型過程的主要問題是起皺和局部變薄以及拉裂。如圖4-19所示的旋壓壓延過程,凸緣周邊起皺決定于收縮變形程度(即工件直徑和毛坯直徑之比值)、毛坯的穩(wěn)定性(如l./D.數(shù)值)、毛料轉(zhuǎn)速以及操作者的經(jīng)驗。提高毛坯的轉(zhuǎn)速會增加毛坯凸緣的穩(wěn)定性,但由手工操作不能保證均勻的縱向送進(jìn),會造成局部過度輾薄,一般成型加工所用的轉(zhuǎn)速多在200~600r/min的范圍內(nèi)。為了防止起皺和旋壓模圓角處材料變薄或拉裂,操作順序應(yīng)按如下進(jìn)行:首次操作時將凸模圓角處材料趕形貼模形成帽形件;第二步操作時將帽形件凸緣趕形成圓錐面以增加這部分材料的剛度;第三步操作(防起皺)是旋壓棒從毛料周邊向凸模圓角處趕并使毛料向凸??繑n。以后的操作是重復(fù)上述第二、三步驟。逐步地將材料旋壓至貼模為止,最后再加以修整趕形和工件切邊。因為旋壓過程的變形情況極其復(fù)雜,多半又是手工操作,故成型之成敗與操作者的經(jīng)驗有直接的關(guān)系。
旋壓還可用于對工件進(jìn)行縮口、卷邊、擴(kuò)口等項成型加工作業(yè)。
3. 旋壓的優(yōu)缺點
旋壓的缺點是零件變薄量較大,勞動強(qiáng)度較大,對操作技術(shù)水平要求較高,而勞動生產(chǎn)率低等。旋壓工作雖有這些缺點,但是由于旋壓模具簡單,特別能適應(yīng)于加工某些比較復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)面零件,所以至今還是航空工業(yè)中不可缺少的成型工藝方法。旋壓設(shè)備的改進(jìn)和旋壓過程的自動化能夠克服上述的主要缺點,并且使旋壓工藝得到新的發(fā)展。
4. 旋壓模
旋壓模一般用鑄鐵、鋼和銅合金制造。有時在試制時,也可用硬木制造。旋壓模按反切內(nèi)樣板進(jìn)行加工,零件按反切外樣板進(jìn)行檢驗。
對于變形程度較大的工件可用一套模具經(jīng)多次旋壓成型并經(jīng)中間退火工序,有時還可增加模具套數(shù),即采用中間過渡模等方法解決。