变薄旋压技术及其应用

坯料的厚度在旋压过程中被强制变薄的旋压即为变薄旋压，又叫强力旋压。根据旋压件的类型和变形机理的差异，变薄旋压可分为锥形件变薄旋压（剪切旋压）和筒形件变薄旋压（挤出旋压）两种。前者用于加工锥形、抛物线形和半球形等异形件，后者则用于筒形件和管形件的加工。

异形件变薄旋压过程中只有轴向的剪切滑移而无其他任何变形，旋压前后工件的直径和轴向厚度不变，从工件的纵断面上看，其变形过程犹如按一定母线形状推动一叠扑克牌一样（图2-5-42）。

图2-5-42 变薄旋压时的纯剪切变形 1—毛坯 2—旋压件

变薄旋压的变形程度用减薄率ψ表示

式中 t₀——毛坯厚度（mm）；

t——零件厚度（mm）。

旋压前后毛坯厚度t₀与制件厚度t之间的关系为（图2-5-43）：

t=t₀sinα

图2-5-43 锥形件的变薄旋压(www.xing528.com)

这一关系称为变薄旋压时异形件壁厚变化的正旋规律，虽由锥形件推出，但也适用于其他异形件。

旋压半球形或抛物线形零件，板坯可用等断面的，也可用变断面的。等断面毛坯旋压后所得零件的壁厚是不相等的，为图2-5-44所示，在零件凸缘直径不变的情况下，在不同的位置（不同的α角）上得到不同的壁厚。

变薄旋压的毛坯可以用板材、预冲压成形的杯形件、经过车削的锻件或铸件、经预成形或车削的焊接件和管材，也可直接车削。

目前在美国变薄旋压已广泛采用热环轧毛坯，此毛坯旋压前切削量少，金属损失少，尤其对贵重金属意义更大。

图2-5-44 用等断面毛坯旋压半球形

筒形件的变薄旋压变形不存在锥形件的正弦关系，而只是体积的位移，所以也叫挤出旋压。它遵循塑性变形体积不变条件和金属流动的最小阻力定律。

影响变薄旋压件质量的因素有减薄率、旋压方向、进给量、转速、旋轮直径和圆角半径、旋轮与模具间隙的调整等。其中减薄率是变薄旋压时的一个重要工艺参数，它直接影响到旋压力的大小和旋压精度的高低。旋压时各种金属的最大总减薄率见表2-5-15。进给量一般在0.25～0.75mm/r的范围内，转速一般为200～700r/min；滚轮圆角半径不小于毛坯原始厚度，滚轮与模具之间的间隙最好符合正弦律的规定。

表2-5-15 旋压最大总减薄率ψ

注：钛合金为加热旋压。