1.普通旋压的变形特征
普通旋压的变形特征是金属板坯在变形中主要产生径向的收缩或扩张(径向收缩为缩径旋压,径向扩张为扩径旋压),由此带来的壁厚变化是从属的。
按旋轮进给方向分,普通旋压可分为往程旋压与回程旋压。其中,旋轮进给方向顺着开口端称为往程旋压,反之,称为回程旋压。图7-1所示为普通旋压成形工艺图。
图7-1 普通旋压成形工艺图
a)缩径往程旋压 b)缩径回程旋压 c)扩径往程旋压 d)扩径回程旋压
普通旋压成形过程中,缩径往程旋压的工件成形区径向受拉应力,切向受压应力,缩径回程旋压的工件成形区则两个方向均受压应力。普通旋压成形区的应力特征见表7-1。普通旋压成形形状较为复杂的零件时,要求操作者具有较高的技术水平。
表7-1 普通旋压成形区的应力特征
2.普通旋压的工艺类别
按照变形温度的不同,普通旋压可分为室温旋压(冷旋)和加热旋压(简称热旋)。
室温旋压适用于延展性好、加工硬化指数低的材料。常用材料有铝及其合金,金、银、铜等。
当材料室温延展性低、加工硬化指数高、机床能力不足时,可采用加热旋压。加热旋压的常用材料有防锈铝合金,钨、钼等难熔金属以及钛合金等。
普通旋压可以完成成形、压筋、收口、卷边、翻边、封口等各种工艺,如图7-2所示。
根据机床的性能和工件的成形需要,普通旋压的不同工序可在一次装夹中顺序完成,如气瓶先封口后收嘴、筒体先压筋后卷边等。
按变形道次、变形范围的不同,普通旋压的主要类别见表7-2。
图7-2 普通旋压成形工艺
a)成形 b)压筋 c)收口 d)卷边(www.xing528.com)
表7-2 普通旋压的主要类别
3.普通旋压的成形方式
普通旋压的工艺选择应遵循工件不起皱,不破裂,尺寸精确,表面光洁,功效高,效益好的原则。根据坯料和零件的特点,普通旋压主要采用拉深旋压、缩径旋压、扩径旋压三种基本成形方式。
(1)拉深旋压 拉深旋压是普通旋压的基本形式,旋轮运动轨迹和旋压道次应视工件形状而定。旋轮运动轨迹通过模板装置或计算机编程控制,采用渐开线形是最佳选择。旋轮运动轨迹可按简单拉深旋压或多道次拉深旋压控制,简单拉深旋压是特定旋轮进行单道次或单向进给。
(2)缩径旋压 缩径旋压有缩径和缩口两种局部成形过程。其中,缩口时采用往程旋压,易使坯料减薄,采用回程旋压则相反,而两者的结合则可以减少壁厚差。
缩口时,旋轮往返过程中均有压下弯曲变形,以防壁厚拉薄。当薄壁筒坯变形抗力低、易变形失稳时,旋轮轴向每道次的进给量不宜过大,宜采用小变形量、多道次的成形工艺过程。
工件的缩径与缩口均可在液压传动的自动旋压机上进行。缩径成形时,工件在缩径的同时沿轴向延伸,壁厚的变化取决于旋轮的几何形状、缩径深度、坯料材质、变形力及进给量等因素。对于铝、铜材料的工件缩径旋压成形,由于其变形抗力较小,应该选择圆角半径较大的旋轮。相反,对于变形抗力较大的钢件缩径旋压成形,应该选择圆角半径较小的旋轮,以增加其单位面积的压力。
(3)扩径旋压 扩径旋压是在旋压机上旋轮对预成形的坯料施力,使其产生径向对称的扩张。扩径旋压成形零件多数为薄壁零件,如鼓形搅拌器、车轮等。
扩径旋压时,材料胀形的伸长量ΔL=(Dk-dk)π单位长度的伸长率δ=ΔL/L0×100%
式中 dk——扩径旋压前的直径(mm);
Dk——扩径旋压后的直径(mm);
L0——坯料长度(mm)。
4.普通旋压的特点
1)模具制造周期较短,费用低,为冲压模具的30%~50%。
2)普通旋压为点变形,旋压力可比冲压力低70%~80%。
3)可在一次装夹中完成成形、切边、制梗、咬接等工序。
4)热旋成形时,旋压工件的加热比其他加工方法方便。
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