第5章其它成形工艺与其它模具设计 > 5.5旋压

　　旋压是将平板或空心坯料固定在旋压机的模具上，在坯料随机床主轴转动的同时，用旋轮或赶棒加压于坯料，使之产生局部的塑性变形。在旋轮的进给运动和坯料的旋转运动共同作用下，使局部的塑性变形逐步地扩展到坯料的全部表面，并紧贴于模具，完成零件的旋压加工。
旋压加工的优点是设备和模具都比较简单（没有专用的旋压机时可用车床代替），除可成形如圆筒形、锥形、抛物面形成或其它各种曲线构成的旋转体外，还可加工相当复杂形状的旋转体零件。缺点是生产率较低，劳动强度较大，比较适用于试制和小批量生产。
随着飞机、火箭和导弹的生产需要，在普通旋压的基础上，又发展了变薄旋压（也称强力旋压）。

　1. 普通旋压变形特点
图5.5.1是平板坯料的旋压过程示意图。顶块把坯料压紧在模具上，机床主轴带动模具和坯料一同旋转，赶棒加压于坯料反复赶辗，于是由点到线，由线及面，
使坯料逐渐紧贴于模具表面而成形。
为了使平板坯料变为空心的筒形零件，必须使坯料切向收缩、径向延伸。但与普通拉深不同，旋压时赶棒与坯料之间基本上是点接触。坯料在赶棒的作用下，产生两种变形：一是赶棒直接接触的材料产生局部凹陷的塑性变形；二是坯料沿着赶棒加压的方向大片倒伏。前一种现象为旋压成形所必需，因为只有使材料局部塑性变形，螺旋式地由筒底向外发展，才有可能引起坯料的切向收缩和径向延伸，最终取得与模具一致的外形。后一种现象则使坯料产生大片皱折，振动摇晃，失去稳定或撕裂，妨碍旋压过程的进行，必须防止。因此旋压的基本要点是：
(1）合理的转速　如果转速太低，坯料将在赶棒作用下翻腾起伏极不稳定，使旋压工作难以进行。转速太高，则材料与赶棒接触次数太多，容易使材料过度辗薄。合理转速一般是：软钢为400～600ｒ/min；铝为800～1200r/min。当坯料直径较大，厚度较薄时取小值，反之则取较大值。
(2）合理的过渡形状　旋压操作如图5.5.1所示，首先应从坯料靠近模具底部圆角处开始，得出过渡形状。再轻赶坯料的外缘，使之变为浅锥形，得出过渡形状，这样做是因为锥形的抗压稳定性比平板高，材料不易起皱。后续的操作和前述相同，即先赶辗锥形件的内缘，使这部分材料贴模（过渡形状），然后再轻赶外缘（过渡形状）。这样多次反复赶辗，直到零件完全贴模为止。
(3）合理加力　赶棒的加力一般凭经验，加力不能太大，否则容易起皱。同时赶棒着力点必须不断转移，使坯料均匀延伸。

1－顶块　2－赶棒　3－模具　4－卡盘（系坯料的连续位置）

图5.5.1　用圆头赶棒的旋压程序

　2. 旋压成形极限

　　坯料直径Ｄ可按拉深件计算坯料直径的方法（等面积法）求出，但旋压时材料的变薄较大些，因此应将理论计算值减小5％～7％。
一次旋压的变形程度过大时，旋压中容易起皱、工件壁厚变薄严重、甚至破裂，故应限制其极限旋压系数。

　　当工件需要的变形程度比较大时（即ｍ小时），便需要多次旋压。多次旋压是由连续几道工序在不同尺寸的旋压模具上进行，并且都以底部直径相同的锥形过渡。

　1. 变薄旋压变形特点
图5.5.3ａ所示锥形件的变薄旋压。旋压机的尾架顶块把坯料压紧在模具上，使其随同模具一起旋转，旋轮通过机械或液压传动强力加压于坯料，其单位面积压力可达2500～3000Mpa。旋轮沿给定轨迹移动并与保持一定间隙，使坯料厚度产生预定的变薄，加工成所需的零件。

　　变薄旋压的主要特点：
(1）与普通旋压相比，变薄旋压在加工过程中坯料凸缘不产生收缩变形，因此没有凸缘起皱问题，也不受坯料相对厚度的限制，可以一次旋压出相对深度较大的零件。变薄旋压一般要求使用功率大、刚度大并有精确靠模机构的专用强力旋压机。
(2）与冷挤压相比，变薄旋压是局部变形，因此变形力比冷挤压小得多。某些用冷挤压加工困难的材料，用变薄旋压则可加工。
(3）经强力旋压后，材料晶粒紧密细化，提高了强度，表面质量也比较好，表面粗糙度Ra可达0.4 ｍ。

1－模具　2－工件　3－坯料　4－顶块　5-旋轮

图5.5.3　锥形件变薄旋压

　2. 变薄旋压成形极限

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