【文章內容簡介】 第 8 頁 共 22 頁 0 0 0/fR t t t?? () 式中 t0—— 毛坯的壁厚； f t —— 旋壓件的壁厚。 旋壓變形只發(fā) 生 在工件與旋輪的接觸面附近的一個很小的范圍內，金屬在受壓后同時向三個方向流動： 圖 (1)沿旋輪圓角反向流動，使工件增長，這是基本的流動方向； (2)向旋輪的前方流動，使旋輪前方材料隆起，并引起擴徑，帶來一系列不利因索，但一般情況下金屬在這個方向的流功數(shù)量很少； (3)沿周向 流動，引起工件縱剖面的扭曲，但金屬在這個方向上的流動數(shù)量也很少。 顯然，在實際生產(chǎn)中應盡可能促進金屬在上述第一個方向上的流動，而減少在后兩個方向上的流動。 道次減薄率的選擇原則 旋壓道次的確定 多道次旋壓可以降低每次旋壓的旋壓力、提高模具的壽命和提高旋壓變形的總減薄率。但是，多道次旋壓顯然降低了旋壓生產(chǎn)率，因而，旋壓次數(shù)以盡可能少為原則。根據(jù)零件結構和要求的不同，旋壓次數(shù)一般為 1～ 4 次。如果采用多輪錯距旋壓，則既可基本保留多道次旋壓的優(yōu)點，又不致降低旋壓的生產(chǎn)率，因而被認為是較先進 的方法，但旋壓機的結構較復雜 [12]。 中北大學 2020 屆畢業(yè)設計 說明書 第 9 頁 共 22 頁 根據(jù)某些工廠的實踐經(jīng)驗，筒形件一次旋壓的減薄率宜取 30﹪～ 50﹪，并以40﹪較為合適。對于薄壁件，當壁厚為 ～ 毫米時，一次旋壓的減薄率以 30﹪～ 40﹪為宜；當壁厚為 ～ ，一次旋壓的減薄率以 20﹪～ 25﹪為宜。但一次旋壓的減薄率不宜過小，否則旋壓件的回彈量太大，影響旋壓件的精度。錐形件旋壓中一次旋壓的錐角減小量以不小于 10176。為宜。 材料進行強力旋壓時的壁厚減薄率，有總減薄率和道次減薄率兩種?？倻p薄率不是各道次減薄率的簡單總和，而 是各道次減薄率以一定形式的組合，其關系如式 所示： 1 2 0l n ( 1 ) l n ( 1 ) l n ( 1 ) l n ( 1 )nR R R R? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? () 總減薄率決定于旋壓工藝的安排。在這里，我們主要研究道次減薄率，即在一次旋壓行程中減薄率大小對旋壓變形的影響。 在旋壓生產(chǎn)中，采用大的減薄率顯然可以減少旋壓次數(shù)，提高生產(chǎn)效率，并可獲得較顯著的強化材料的效果。但是，減薄率除受到材料可旋性和旋壓設備能力的限制外，在工藝上還受到旋壓件精度要求的限制 [13]。 如所周知，材料在旋壓時的隆起與減薄 率的關系十分密切。隨著減薄率的增大，材料的隆起迅速增大，導致旋壓件表面質量的下降。減薄率過大時，由于材料隆起嚴重，將使旋輪下的局部變形處于不穩(wěn)定狀態(tài)，從而不僅大大的增大了旋壓力，而且使旋壓無法正常進行。 根據(jù)國外對圓筒形零件的旋壓試驗結果 (AD25gO22)可知：當減薄率在 30％以下的范圍內變動時，旋壓件的壁厚偏差和內徑偏差隨著減薄率的增大而有所減??；當減薄率大于 30％時，旋壓件的壁厚偏差和內釋偏差都隨著減薄率的增大而明顯增大。而且其增量越來越大。因此，為了保證旋壓件的精度，一般認為一次旋壓的減薄率以 30 如左右為好。 另外，根據(jù)國外萊脫公司的試驗，證明許多材料在一次旋壓中取減薄率為 30～40％ (個別材料為 20～ 30％ )時，可達到最高的旋壓件尺寸精度。 對除鋁合金外的普通材料進行筒形變薄旋壓時，一道次的壁厚減薄率可以達到～ ，但是考慮到旋壓 件的精度和表面質量而取 R= 為限 [14]。要達到更大的壁厚減薄率就需要進行多道次旋壓。如果每道次都要改變旋輪形狀而更換旋輪就會降低生產(chǎn)率。 中北大學 2020 屆畢業(yè)設計 說明書 第 10 頁 共 22 頁 表 不同材料在一次強力旋壓中的減薄率 把旋輪頂端圓角半徑ρ取為工件壁厚 t0的十倍以小，就可以用一個旋輪完成全部道次。在多道次旋壓時后期道次的壁厚減薄率可以加大。這是因為初期道次的壁部厚，旋壓力大，而且隨著成形率的增加材料的隆起變小。由于鋁合金一道次的減薄鋁可以達到 ～ ，設毛坯的總減薄率為 ，設各道次的平均減薄 率 為 R ，分三道次旋壓。 根據(jù) nR 與 0R 的關系：（ n為道次數(shù)） 1 2 0l n ( 1 ) l n ( 1 ) l n ( 1 ) l n ( 1 )nR R R R? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 得 ： 03 ln (1 ) ln (1 )3 ln (1 ) ln 0 .2 50 .3 7RRRR? ? ???? 根據(jù)經(jīng)驗越往后，道次越可以加大。 中北大學 2020 屆畢業(yè)設計 說明書 第 11 頁 共 22 頁 故使 1 2 3 ,R R R??， 32 l n( 1 ) l n( 1 ) l n ? ? ? ? 代入計算得 ?? 即 第 一二道次減薄率相等為 ， 第 三道次的減薄率為 。要加工成半成形件，旋壓之前需要留出一定的余量，根據(jù)旋壓加工經(jīng)驗在兩端端面留大約 58mm=40mm 的余頭。 3 旋壓加工方式的選擇 加工 方式的選擇 用正旋壓法旋壓筒形件時，金屬向未成形的自由端流動，變形阻力較下，故不易產(chǎn)生金屬堆積，貼模性較好，因而制品內徑公稱和橢圓度比較小，縱向失穩(wěn)的可能性也小，此外，可改善旋壓工具的工作條件，降低主軸傳動裝置和進給裝置的功率。但是，旋壓過程中所需的扭矩是由已旋壓的 壁部傳遞的，其大小隨減薄率的增大而增大，因而扭矩傳遞受到限制，也是就是旋壓道次減薄率受到限制。大的道次旋壓減薄率容易造成制件與芯模間的相對運動，從而使制件扭傷，此外，筒形件的長度受芯模的長度和縱向進給行程的限制。雖然有以上的缺陷，但可以克服，在本課程設計中，基于多方面考慮，選用外旋正旋方式。 4 工件計算 如前所述，旋且三件的工藝計算依據(jù)塑性變形體積不變條件。因而工藝計算中必定會遇到旋壓件的體積計算問題。由于旋壓件一般都是空心件，因而其體積的基本計算方法；是外形體積減內形體積。當旋壓件形狀較復雜時，需將外形 和內形分別劃分為若干簡單幾何體，將各簡單幾何體計算的體積相加，即得總的外形和內形體積。下表列出了幾種常見旋轉幾何體的體積計算公式，其中弧形體計算公式中的角度單位為弧度，計算時應注意。 強力旋壓零件的形狀一般非常接近于成品零件，但旋壓件制造精度有一定限制，往往在某些部位不能完全滿足成品的要求，而需要通過機械加工的方法加以修整。因此，零件的某些部位必須加上必要的加工余量，特別是當旋壓技術掌握還不中北大學 2020 屆畢業(yè)設計 說明書 第 12 頁 共 22 頁 夠熟練和生產(chǎn)不夠穩(wěn)定時，更應該必要的機加修整。加工余量的大小根據(jù)成品零件的精度要求、旋壓件的制造精度和機加修正的工序來 確定。旋壓件的機加修正一般只需要 1～ 2道加工工序，余量約為 1～ 2mm。 基于旋壓工藝的變形特點，在旋壓件的兩端一般成形精度較差，例如有材料回擠、喇叭口及材料失穩(wěn)等現(xiàn)象。為了保證得到較高精度的旋壓件，在旋壓件的兩端