【文章內容簡介】 工程研究所召開的國產數(shù)控強力旋壓設備現(xiàn)場演示會及技術交流會上 , 與會學者與專家一致認為 , 國產數(shù)控強力旋壓機運行平穩(wěn) 可靠 , 整機性能接近或達到了國際水平。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 旋壓技術水平的提高，在很大程度上決定于旋壓機的發(fā)展，因而旋壓機的發(fā)展水平是旋壓技術提高的主要標志。多少年來，隨著旋壓工藝應用范圍的日益擴大，旋壓機從結構、性能、控制方式和品種系列等方面都在不斷的改進和發(fā)展。目前旋壓機總的發(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。 隨著旋壓技術的飛速發(fā)展 , 在上述研究基礎上 ,如果對以下幾個方面進行系統(tǒng)深入的研究 , 將對發(fā)展旋壓理論與技 術具有重要意義。 （ 1）多道次旋壓加工數(shù)值模擬力學模型的完善。 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 雜，因此在運用計算機數(shù)值模擬方法研究其成形規(guī)律過程中，通常進行 大的簡化假設。但是，由于產品正朝著多樣化、精密化發(fā)展，要求更加符合生產實際的、精確的多道次旋壓成形規(guī)律。因此，在今后的研究中，為了提高模擬計算的精度，模型應由二維推廣到三維，從小變形剛塑性轉向大變形彈塑性，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、進給量和速度等諸多工藝參數(shù)的影響，目前仍依賴于生產經驗和大量的試驗來確定。為此，利用計算機技術，運用數(shù)值模擬方法，在精確成形規(guī)律研究的基礎上，結合數(shù)控旋壓機床，研究確定多道次旋壓過程中各道次合理的旋輪軌跡，已經成為目前迫切需要解決的問題。 (3) 成形極限和成形質量的研究。 雖然對于旋壓成形進行了大量的研究，并取得了很多有價值的結果，但對于它的成形極限和成形質量問題卻一直未見報道，而成形極限、成形質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 , 對于加工形狀復雜零件或高強度難變形材料更是如此。 某火箭戰(zhàn)斗部的功用 火箭與導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)動機推進的飛行器。這種飛行器根據(jù)不同的用途可以攜帶不同的有效載荷。當它裝有戰(zhàn)斗部時，就構成火箭彈；當它裝有衛(wèi)星、飛船時，就構成衛(wèi)星運載火箭按、星際航行火箭等。導彈則是一種受制導系統(tǒng)的制導并帶有戰(zhàn)斗部的飛行器，它的飛行彈道是可以控制的。任何一種導彈都必定含有彈體、制導系統(tǒng)、戰(zhàn)斗部和發(fā)動機四大部分，而對于無控火箭彈來說 ，除制導系統(tǒng)外，其余三大部分仍是必不可少的。通常，可制導者是導彈，不可制導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)調配合十分重要，火箭戰(zhàn)斗部與全彈協(xié)調關系分為以下四個方面： 1． 戰(zhàn)斗部重量與全彈重量的關系； 2． 戰(zhàn)斗部的威力半徑與制導系統(tǒng)的準確度的關系； 3． 戰(zhàn)斗部對目標破壞作用形式與全彈結構布局的關系 4． 戰(zhàn)斗部結構與全彈結構的關系 作為傳統(tǒng)加工工藝的機加工在火箭戰(zhàn)斗部 制造中主要有兩種方式： 空導彈、反坦克導彈、便攜式地空導彈等小型導彈的機加工多采用厚壁管材作為毛坯，經過機械加工而成； 一些稍大型導彈整體艙體的加工多采用旋壓（拉深）后由機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，所以旋壓后機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。本設計采用多輪錯距旋壓，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率，因而被認為是較先進的方法，但旋壓機的結構較復雜。 旋壓 加工具有高度的柔性和產品質量高等成形特點，在航空航天等領域中得到越來廣泛的應用。近年來，隨著計算機技術和有限元方法的發(fā)展，旋壓技術工藝理論研究在變形機理、受力分析及工藝參數(shù)選取等方面得到進一步的發(fā)展，而對于成形極限、成形質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 [17]。 在旋壓生產中，采用大的減薄率顯然可以減少旋壓次數(shù)，提高生產效率，并可獲得較顯著的強化材料的效果。 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。實踐經驗表明：在旋壓件生產任務確定之后，只有根 據(jù)旋壓件的結構形狀和尺寸、產品質量、毛坯材質和表面狀況、設備性能和用途生產經濟性等因素進行綜合考慮，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 ，故不易產生金屬堆積， 并且貼模性較好，因而制品內徑公差 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 設計中，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，經冷拔的筒形件。 LF6（ 5A06）為 AlMg 系防銹型鋁合金，不可熱處理強化。該合金的鎂含量稍高于 5A05 合金，具有中等強度，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度，但抗應力腐蝕性能下降。合金的焊接性良好，易進行氬弧焊焊接，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，尤其在強力旋壓過程中，由于毛坯承受很大的單位壓力，并產生局部變形，所以毛坯內部和表層的缺陷會被擴大，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量和經濟效益。因此，對所要旋壓 的毛坯有如下要求： 1 對毛坯內外層的要求 （ 1） . 毛坯內部不得有隔層、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 由于強力旋壓中材料變形是以體積位移方式進行的，所以與回轉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小于 。 表 預制毛坯壁厚偏差對旋壓件的影響 （ 2）毛坯內徑 偏差 毛坯內徑偏差過大，容易造成旋壓件 較大的橢圓度及引起擴徑。由 下表可以看出隨著毛坯內徑偏差增大，旋壓件內徑精度有所降低，而壁厚偏差變化不大。 表 預制毛坯內徑偏差對旋壓件尺寸的影響 （ 3） . 預制毛坯的橢圓度 ，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，其橢圓度應小于 ；管坯直徑大于 75mm 時， 其橢圓度應小于 。 （ 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