[科普中国]-旋压成型

旋压成型是一种利用旋压工具，对装夹于旋压机上的旋转坯料施加压力，使之产生连续的塑性变形，并逐渐成形为回转零件的工艺方法。

旋压成型特点旋压成型具有如下特点。

(1)生产周期短且产品成本低

旋压成型不需要一般冲压加工的模具，即使把芯模作为模具，也只是单模，而且结构十分简单。旋轮是通用的，所以旋压成型的生产准备周期短。旋压成型通过塑性变形改变毛坯材料的形状，材料利用率高，产品成本低。旋压成型是将板料或空心毛坯夹紧在模芯上，由旋压机带动模芯。

(2)变形程度大且适应范围广

旋压过程中，材料通过旋轮的挤压作用产生变形。位于旋轮与芯模之间的工件材料受到三向压应力作用，而且属局部塑性变形，存在有应变分散效应。所以，材料的塑性可以得到充分的发挥，获得很大的变形。许多用一般冲压成型难以加工的材料可以进行旋压成型。

(3)改善材料性能

旋压成型中、材料晶粒细化并沿工件母线方向拉长，使工件材料的屈服、强度极限以及硬度均得到提高，力学性能获得改善。1

旋压工艺旋压成型按其变形特点可分为普通旋压和变薄旋压。

(1)普通旋压

普通旋压是使平板毛坯渐次包覆于芯模表面形成空心件的一种旋压方法，其宏观效果类似于拉深成型，故又称拉深旋压，

(2)变薄旋压

变薄旋压与普通旋压不同，旋压过程总是伴随毛坯壁厚的明显减薄。变薄旋压分为剪切旋压和筒形件变薄旋压两种。1

旋压成型工艺参数(1)旋轮进给率

旋轮进给率指芯模每旋转一周旋轮沿T件母线方向的进给量。进给率大小对旋压力大小、成型效率、可旋性和成型质量等均具有直接的影响。进给率增大，使生产率提高，工件贴模紧，对提高工件的精度有利，但也使旋压力增大，工件表面粗糙度增加。进给率过大或过小，都可能造成机床的振动，从而影响工件质量。

(2)芯模转速

芯模转速对旋压成型过程有一定影响。增大转速有助于提高生产率，但过高的转速往往会导致芯模摆动和机床振动，使工件精度降低。此外，在进给率和芯摸尺寸确定的条件下，转速增高，材料产生的变形热量增高，需要更好的冷却。转速大小反映到工件变形区的周向线速度上。锥形件变薄旋压时，如果工件大端和小端直径相差较大，为提高变形均匀性，最好采用变转速，尽量保证恒线速度。

(3)冷却与润滑

旋压成型过程，工件材料在旋轮的挤压下产生局部塑性变形，变形功大部分转化为热能，加之旋轮与工件之间的摩擦，形成了变形区的高温状态。为了保证旋压成型过程稳定进行，防止工件材料粘附到旋轮或芯模表面上，应对变形区进行充分的冷却和必要的润滑。

冷却剂应具有较大的比热和良好的流动性。润滑剂应有较大的附着力和浸润性。二者在旋压成型过程中应不产生有害的挥发物，不与工件产生化学作用，不腐蚀机床。实际生产中，为了便于操作，冷却剂和润滑剂往往选择一种液态物质，兼有两方面的作用。2

旋轮旋轮是旋压成型的主要工艺装备之一，它对工件施加成型力，并且高速旋转。因此，旋轮承受着很大的作用力和剧烈的摩擦作用，对旋压成型效果有着重要影响。旋轮应具有足够的刚度和强度、硬度和耐热性、良好的表面状态、合理的形状和尺寸。

旋轮一般采用优质工具钢或高速钢制造，装备具有足够承载能力的轴承。旋轮的几何要素包括直径、前角和圆角半径。旋轮直径受反轮架相应压机结构以及轴承强度等的限制，旋轮直径增大，旋轮与工件之间的接触压力减小，但接触面积增大，接触面沿轴向、径向的投影增大，沿切向的投影变化不大，所以沿轴向、径向的旋压力增大，沿切向的旋压力减小。为了避免旋压时发生振动，旋轮直径尽量不取芯模直径的整数倍。

旋轮圆角半径对成型过程和工件表面质量都有显著影响。旋轮圆角半径大，工件表面质量好，旋压力大，锥形件变薄旋压时易造成凸缘材料失稳。旋轮圆角半径小，工件质量会差一些，旋压力因接触面积小而减小。旋轮圆角半径取值范围一般为2～20mm。旋轮前角也是旋轮的重要参数，前角过大易引起隆起，降低工件表面质量，过小容易产生扩径。前角的一般选择范围是15°～45°，常用的是25°和30°。1

本词条内容贡献者为:

黄伦先 - 副教授 - 西南大学