【文章內(nèi)容簡介】 工程研究所召開的國產(chǎn)數(shù)控強(qiáng)力旋壓設(shè)備現(xiàn)場演示會及技術(shù)交流會上 , 與會學(xué)者與專家一致認(rèn)為 , 國產(chǎn)數(shù)控強(qiáng)力旋壓機(jī)運(yùn)行平穩(wěn) 可靠 , 整機(jī)性能接近或達(dá)到了國際水平。但從系列化、精密程度和工作范圍上 , 與國外還有很大差距。 旋壓的發(fā)展趨勢 旋壓技術(shù)水平的提高，在很大程度上決定于旋壓機(jī)的發(fā)展，因而旋壓機(jī)的發(fā)展水平是旋壓技術(shù)提高的主要標(biāo)志。多少年來，隨著旋壓工藝應(yīng)用范圍的日益擴(kuò)大，旋壓機(jī)從結(jié)構(gòu)、性能、控制方式和品種系列等方面都在不斷的改進(jìn)和發(fā)展。目前旋壓機(jī)總的發(fā)展趨勢是向著大型化、系列化、自動化、高精度和多用途的方向發(fā)展。 隨著旋壓技術(shù)的飛速發(fā)展 , 在上述研究基礎(chǔ)上 ,如果對以下幾個方面進(jìn)行系統(tǒng)深入的研究 , 將對發(fā)展旋壓理論與技 術(shù)具有重要意義。 （ 1）多道次旋壓加工數(shù)值模擬力學(xué)模型的完善。 旋壓成形是局部連續(xù)塑性變形過程 , 其中包括物理非線性、幾何非線性 , 具有復(fù)雜的邊界條件，而且在變形過程中，局部和整體的相互影響和相互制約非常復(fù) 雜，因此在運(yùn)用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬方法研究其成形規(guī)律過程中，通常進(jìn)行 大的簡化假設(shè)。但是，由于產(chǎn)品正朝著多樣化、精密化發(fā)展，要求更加符合生產(chǎn)實(shí)際的、精確的多道次旋壓成形規(guī)律。因此，在今后的研究中，為了提高模擬計(jì)算的精度，模型應(yīng)由二維推廣到三維，從小變形剛塑性轉(zhuǎn)向大變形彈塑性，并且充分考慮邊界條件非線性影響的方向發(fā) 展。 （ 2）多道次旋壓的旋輪軌跡確定。 確定旋輪軌跡需要考慮毛坯和工件尺寸、材料性能、旋輪形狀、進(jìn)給量和速度等諸多工藝參數(shù)的影響，目前仍依賴于生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和大量的試驗(yàn)來確定。為此，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，運(yùn)用數(shù)值模擬方法，在精確成形規(guī)律研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合數(shù)控旋壓機(jī)床，研究確定多道次旋壓過程中各道次合理的旋輪軌跡，已經(jīng)成為目前迫切需要解決的問題。 (3) 成形極限和成形質(zhì)量的研究。 雖然對于旋壓成形進(jìn)行了大量的研究，并取得了很多有價值的結(jié)果，但對于它的成形極限和成形質(zhì)量問題卻一直未見報道，而成形極限、成形質(zhì)量問題直接涉及到所要求加工零件形狀、及材料變形能否順利成形 , 對于加工形狀復(fù)雜零件或高強(qiáng)度難變形材料更是如此。 某火箭戰(zhàn)斗部的功用 火箭與導(dǎo)彈是不完全相同的同一類飛行器，通常所說的火箭是一種依靠火箭發(fā)動機(jī)推進(jìn)的飛行器。這種飛行器根據(jù)不同的用途可以攜帶不同的有效載荷。當(dāng)它裝有戰(zhàn)斗部時，就構(gòu)成火箭彈；當(dāng)它裝有衛(wèi)星、飛船時，就構(gòu)成衛(wèi)星運(yùn)載火箭按、星際航行火箭等。導(dǎo)彈則是一種受制導(dǎo)系統(tǒng)的制導(dǎo)并帶有戰(zhàn)斗部的飛行器，它的飛行彈道是可以控制的。任何一種導(dǎo)彈都必定含有彈體、制導(dǎo)系統(tǒng)、戰(zhàn)斗部和發(fā)動機(jī)四大部分，而對于無控火箭彈來說 ，除制導(dǎo)系統(tǒng)外，其余三大部分仍是必不可少的。通常，可制導(dǎo)者是導(dǎo)彈，不可制導(dǎo)者稱為火箭彈或無控火箭彈。 武器系統(tǒng)是一個整體，各部件之間協(xié)調(diào)配合十分重要，火箭戰(zhàn)斗部與全彈協(xié)調(diào)關(guān)系分為以下四個方面： 1． 戰(zhàn)斗部重量與全彈重量的關(guān)系； 2． 戰(zhàn)斗部的威力半徑與制導(dǎo)系統(tǒng)的準(zhǔn)確度的關(guān)系； 3． 戰(zhàn)斗部對目標(biāo)破壞作用形式與全彈結(jié)構(gòu)布局的關(guān)系 4． 戰(zhàn)斗部結(jié)構(gòu)與全彈結(jié)構(gòu)的關(guān)系 作為傳統(tǒng)加工工藝的機(jī)加工在火箭戰(zhàn)斗部 制造中主要有兩種方式： 空導(dǎo)彈、反坦克導(dǎo)彈、便攜式地空導(dǎo)彈等小型導(dǎo)彈的機(jī)加工多采用厚壁管材作為毛坯，經(jīng)過機(jī)械加工而成； 一些稍大型導(dǎo)彈整體艙體的加工多采用旋壓（拉深）后由機(jī)加工精加的方式制造，而由于旋壓與拉深相比具有模具簡單、制造工序少等優(yōu)點(diǎn)，所以旋壓后機(jī)加工方式被更多的采用。 1． 3 論文研究的目的 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(jié)構(gòu)和要求的不同，旋壓次數(shù)一般為 1～ 4 次。本設(shè)計(jì)采用多輪錯距旋壓，則既可基本保留多道次旋壓的優(yōu)點(diǎn)，又不致降低旋壓的生產(chǎn)率，因而被認(rèn)為是較先進(jìn)的方法，但旋壓機(jī)的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。 旋壓 加工具有高度的柔性和產(chǎn)品質(zhì)量高等成形特點(diǎn)，在航空航天等領(lǐng)域中得到越來廣泛的應(yīng)用。近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和有限元方法的發(fā)展，旋壓技術(shù)工藝?yán)碚撗芯吭谧冃螜C(jī)理、受力分析及工藝參數(shù)選取等方面得到進(jìn)一步的發(fā)展，而對于成形極限、成形質(zhì)量和多道次旋輪軌跡的確定等方面的問題則成為今后研究的重點(diǎn) [17]。 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(qiáng)化材料的效果。 2 旋壓工藝方案的選擇 旋壓工藝方案的選擇是旋壓加工中首先遇到的問題。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明：在旋壓件生產(chǎn)任務(wù)確定之后，只有根 據(jù)旋壓件的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸、產(chǎn)品質(zhì)量、毛坯材質(zhì)和表面狀況、設(shè)備性能和用途生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性等因素進(jìn)行綜合考慮，才能選出最佳旋壓工藝方案。 旋壓方式的選擇 所謂旋壓方式，對于筒形件一般指正旋壓或反旋壓，另外還有內(nèi)旋壓與外旋壓之分。 用正旋壓法旋壓筒形件時，金屬向未成形的自由端流動，變形阻力較小 ，故不易產(chǎn)生金屬堆積， 并且貼模性較好，因而制品內(nèi)徑公差 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(jìn)給裝置的功率。但是，旋壓過程中所需的扭矩是由已旋壓 件 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 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(yùn)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(jìn)給行程的限制。雖然有以上的缺陷，但可以克服，在本 設(shè)計(jì)中，基于多方面考慮，選用外旋正旋方式。 毛坯的選擇和處理 在擬定旋壓工藝方案中，除了確定旋壓方式外，毛坯的選擇與處理也是要考慮的重要環(huán)節(jié) 。 由加工要求可知： 毛坯材料 使用 FL6，經(jīng)冷拔的筒形件。 LF6（ 5A06）為 AlMg 系防銹型鋁合金，不可熱處理強(qiáng)化。該合金的鎂含量稍高于 5A05 合金，具有中等強(qiáng)度，在退火和擠壓加工狀態(tài)的塑性尚好，其耐腐蝕性良好，冷作硬化可提高其強(qiáng)度，但抗應(yīng)力腐蝕性能下降。合金的焊接性良好，易進(jìn)行氬弧焊焊接，其焊縫氣密性良好。另外，六號防銹鋁的切削性能良好。 在旋壓，尤其在強(qiáng)力旋壓過程中，由于毛坯承受很大的單位壓力，并產(chǎn)生局部變形，所以毛坯內(nèi)部和表層的缺陷會被擴(kuò)大，以致引起制件報廢。此外，毛坯的制造精 度，熱處理方式，材料性能的均勻度等都會影響旋壓件的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。因此，對所要旋壓 的毛坯有如下要求： 1 對毛坯內(nèi)外層的要求 （ 1） . 毛坯內(nèi)部不得有隔層、夾雜、裂紋和疏松等缺陷 。 否則，旋壓件容易出現(xiàn)斷裂，內(nèi)裂等缺陷。 （ 2） . 毛坯表面不得有斑痕、加工印記、裂紋和毛刺，否則，旋壓件表面會起鱗皮。 （ 3） . 毛坯表面的污垢和鱗皮應(yīng)除掉，以免壓傷制件和弄臟潤滑劑。 2 對毛坯尺寸精度的要求 （ 1） .毛坯壁厚的偏差 由于強(qiáng)力旋壓中材料變形是以體積位移方式進(jìn)行的，所以與回轉(zhuǎn)體軸線正交的任一平面上壁厚的均勻性是 非常重要的。對于筒形件，毛坯壁厚偏差過大，會影響旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，造成 精度不夠，甚至造成歪頭和彎曲現(xiàn)象。為了使旋壓過程中旋壓力趨于穩(wěn)定，減小旋 壓件不直度和壁厚差，毛坯壁厚偏差通常應(yīng)小于 。 表 預(yù)制毛坯壁厚偏差對旋壓件的影響 （ 2）毛坯內(nèi)徑 偏差 毛坯內(nèi)徑偏差過大，容易造成旋壓件 較大的橢圓度及引起擴(kuò)徑。由 下表可以看出隨著毛坯內(nèi)徑偏差增大，旋壓件內(nèi)徑精度有所降低，而壁厚偏差變化不大。 表 預(yù)制毛坯內(nèi)徑偏差對旋壓件尺寸的影響 （ 3） . 預(yù)制毛坯的橢圓度 ，毛坯不同部位的不同軸度 毛坯的橢圓度大，旋壓件的橢圓度也大。對于毛坯橢圓度的一般要求是：管坯直徑小于 30mm 時，其橢圓度應(yīng)小于 ；管坯直徑大于 75mm 時， 其橢圓度應(yīng)小于 。 （ 4） . 毛坯底部與其軸線不垂直度 毛坯底部的定位端面與其軸線不垂直度應(yīng)不大于 ， 只有 這樣， 才能 使毛坯底部與芯模和頂緊塊的端面接觸良好，便于傳遞扭矩，避免發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，減少旋壓件的不直度和橢圓度。 （ 5） .毛坯與芯模間的間距 管坯內(nèi)表面與芯模的間隙越小越好，以保證管坯順利套在芯模 上為宜。通常，此間隙為 ～ mm。間隙過大會增大旋壓