旋壓成型是一種歷史悠久的工藝方法,我國古時在10世紀就有了這種成型方法,后來于14世紀才傳入歐洲。用旋壓成型方法可制造各種不同形狀的旋轉面工件,如發動機罩、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
旋壓成型用的設備類似于車床或由車床改裝而成的,但最新發展有數控旋壓床。旋壓床的工作原理如圖4-19所示。用機床尾頂座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,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)、毛坯的穩定性(如l./D.數值)、毛料轉速以及操作者的經驗。提高毛坯的轉速會增加毛坯凸緣的穩定性,但由手工操作不能保證均勻的縱向送進,會造成局部過度輾薄,一般成型加工所用的轉速多在200~600r/min的范圍內。為了防止起皺和旋壓模圓角處材料變薄或拉裂,操作順序應按如下進行: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模靠攏。以后的操作是重復上述第二、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雜,多半又是手工操作,故成型之成敗與操作者的經驗有直接的關系。
旋壓還可用于對工件進行縮口、卷邊、擴口等項成型加工作業。
3. 旋壓的優缺點
旋壓的缺點是零件變薄量較大,勞動強度較大,對操作技術水平要求較高,而勞動生產率低等。旋壓工作雖有這些缺點,但是由于旋壓模具簡單,特別能適應于加工某些比較復雜的旋轉面零件,所以至今還是航空工業中不可缺少的成型工藝方法。旋壓設備的改進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。旋壓模按反切內樣板進行加工,零件按反切外樣板進行檢驗。
對于變形程度較大的工件可用一套模具經多次旋壓成型并經中間退火工序,有時還可增加模具套數,即采用中間過渡模等方法解決。