筒形件强力旋压新技术浮动芯模法0普宁
文章来源：兰恒五金网 | 2022-11-24
筒形件强力旋压新技术--浮动芯模法
筒形件强力旋压新技术--浮动芯模法 2011年12月04日 来源： 摘要：提出了一种新的旋压方法—浮动芯模法。该方法采用的芯模长度尺寸较小，两端不固定，加工、制造和安装非常容易。由于该方法是采用旋轮不动，工件做轴向运动，故解决了正旋所带来的工件扭曲的问题。此法用于加工长管类件，更显示出它的优越性，对改善管类件的加工具有重要的意义。关键词：筒形件；强力旋压；浮动芯模一、引言金属的旋压成形是现代金属成形工业的一个重要的分枝。近几年来，随着板料成形技术的发展，旋压工艺也得到了很大的完善。先后出现剪切旋压、流动旋压、冷旋、热旋、差距旋压、对轮旋压等新技术。使筒形件、锥形件以及其它轴对称的零件，基本上都可以用旋压的方法来加工。按传统的方法，对筒形件的加工一般采用芯模旋压成形。芯模旋压必须有一根与所旋工件相匹配的芯棒。为了保证所旋工件的质量，芯棒必须有足够的强度、刚度和表面质量。这样芯模的加工制造就非常的困难，有时需要进口，造成芯模的费用特别高。因此芯棒是芯模旋压中一个至关重要的零件，芯模的好坏，直接影响工件的质量。传统的芯模旋压经常采用正旋和反旋两种方法，如图1所示。对于正旋，由于工件存在着扭曲变形问题，旋完后的工件放置一段时间，形状和尺寸会发生变化，严重影响工件的质量。为了解决这一问题，提出了对轮旋压工艺。就是把传统的芯棒换成旋轮，采用内外旋轮的结构，这在一定程度上解决了芯棒所带来的问题。不可否认，对轮旋压工艺虽然是一种先进的工艺，但内旋轮的安装，内外旋轮的调整都比较麻烦，在一定程度上限制了此工艺的应用。
图1
二、浮动芯模旋压为了解决芯模旋压和对轮旋压所存在的弊端，提出了一种介于芯模旋压和对轮旋压之间的工艺，称为浮动芯模旋压，如图2所示。这种方法的原理仍然采用传统芯模旋压的理论，工件外径的成形采用旋轮，内径采用芯棒，这和传统的芯模旋压一样，但二者之间又有区别，浮动芯模旋压采用的芯棒长度尺寸比较短，同时在旋压过程中芯棒是随变形的进行而在浮动，省去了传统芯模旋压中芯棒必须和工件的长度相一致，以及芯棒安装固定的问题；浮动芯棒比较小，同时又在不停的运动，这和对轮旋压中的内旋轮的作用很一致，但比内旋轮的安装要容易的多。所以，浮动旋压是介于芯模旋压和对轮旋压之间的一种工艺。
图2(a) 1.导轨 2.毛坯 3.浮动芯模 4.旋轮 5.卡盘(b) 1.毛坯 2.旋轮 3.浮动芯模 4.卡盘
1.浮动芯模旋压结构分析浮动芯模旋压的结构按工件尺寸的不同分两种形式：(1)当工件的直径尺寸比较大时，相应的芯模直径也比较大，为了增加芯模的导向性，在芯模的中间加一根导向杆，如图2所示。由于在旋压过程中，多数采用三旋轮和多旋轮旋压，所以芯棒有自动定心作用，中间的导轨仅起到辅助导向的作用。虽然在结构上和传统的芯模旋压相似，但这时的导轨和芯模旋压中的芯棒所起的作用是不同的，这样导轨的加工制造、安装比芯模的加工制造、安装要简单的多，同时对导轨的强度、刚度以及表面的精度都要比芯模低的多。当加工不同直径的管子时，导轨并不用更换，只更换相对应的浮动芯模就可以。由于芯模尺寸比较小，加工起来比较容易，可以根据管子的直径系列，事先做成相应的成系列的不同尺寸的芯模。这些芯模在一定尺寸范围内其导轨孔的尺寸可以相同，这样可以减少导轨的数目，通过这样的处理在加工不同尺寸的工件时，只需更换芯模就可以，缩短了整个周期。(2)当加工工件的直径尺寸较小时，相应的芯模尺寸也比较小，这时芯模不用导向装置，完全靠自动定心，如图2b所示，这时所加工工件的长度原则上是不受限制的。浮动芯模旋压时，旋轮只做旋转运动，并不沿轴向做直线运动；工件毛坯在机床所施加的拉力下做轴向运动。在旋压过程中，管子的已变形区始终承受一个轴向的拉应力，所以工件不会产生扭曲变形。2.芯模的受力分析芯模的受力如图3所示，在径向受压应力Q，Q值主要是由于旋轮挤压毛坯而引起的，在Q的作用下，毛坯的外径才能一次比一次小，管子的厚度才能变薄。
图3
芯模在轴向受摩擦力F1和轴肩所受到旋轮所施加的轴向推力F2，正是由于F2的作用，才能使芯模在旋压过程中不断向前运动，保持变形的连续性。而同时F1的作用使芯模和变形区的材料保持紧密的接触。否则芯模稍微脱离变形区，F2就迅速变为零，在F1的作用下，芯模只能又回到和变形区相接触，所以芯模不会向前脱离变形区；随着旋轮与芯模轴肩距离的减小，F2会迅速增大，而F1的值不变，当F2＞F1时，芯模就相对毛坯向前运动，直到F1＝F2为止，所以芯模也不会被旋轮越过。这样浮动芯模旋压才能稳定的进行下去。三、结论(1)浮动旋压方法从根本上解决了传统芯模旋压由于芯模的加工制造、安装难，以及费用高的问题。(2)浮动旋压由于已变形区始终承受拉应力的作用，所以消除了工件的扭曲等质量问题。参考文献1徐洪烈.强力旋压技术.北京：国防工业出版社，1984.2日本塑性加工学会.旋压成形技术.北京：机械工业出版社，1988.(end)