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航空鋁合金成型工藝之旋壓技術 鋁合金件加工 鋁合金批量加工

文章出處:admin 人氣:發表時間:2017-09-15 16:39

        鋁、鎂、鈦等金屬密度小,通常被稱為輕金屬,相應的鋁合金、鎂合金和鈦合金則稱為輕合金。輕合金所具有的特殊優異性能和發展潛力促使世界各國越來越重視對輕合金材料的研究開發與推廣應用。下面隨諾鉑智造一起了解航空鋁合金的成型工藝之旋壓技術。

 

旋壓是將平板或空心坯料固定在旋壓機的模具上,在坯料隨機床主軸轉動的同時,用旋輪或趕棒加壓于坯料,人工智能輪椅代加工,使之產生局部的塑性變形。

 

板坯與芯模共同旋轉,由輥輪進給并施加壓力,使板坯緊貼芯模,并產生逐點局部變形的沖壓成形工藝(見圖[旋壓原理])。旋壓是一種特殊的成形方法。用旋壓方法可以完成各種形狀旋轉體的拉深、翻邊、縮口、脹形和卷邊等工藝。旋壓可制造各種軸對稱旋轉體零件,如揚聲器、彈體、高壓容器封頭、銅鑼;也可用于氣瓶收口、筒坯成形等。

 

旋壓特點

 

旋壓的特點是用很小的變形力可成形很大的工件;使用設備比較簡單,智能輪椅技術,中小尺寸的薄板件可用普通車床旋壓;模具簡單,只需要一塊芯模,材質要求低。旋壓適用于小批生產,因其只能加工旋轉體零件,局限性較大,生產率低。旋壓可用專門機械,采用仿形旋壓和數字控制旋壓。在旋壓成形的同時使板厚減薄的工藝稱為變薄旋壓,進口電動智能輪椅,又稱強力旋壓,多用于加工錐形件、薄壁的管形件等,也可用以旋壓大直徑的深筒,再剖開后制成平板。

 

強力旋壓成形的材料除了碳鋼、鋁及其合金、銅及其合金、不銹鋼這些傳統的金屬材料以外,還包括近年來又開發出的一些特殊材料的旋壓如高強度鋼、超高強度鋼、鈦及鈦合金、高溫合金、鎢、鉬、鈮及其合金的旋壓,可以說,在金屬塑性成形領域,可旋壓成形的金屬材料種類最為廣泛。

 

旋壓分類

 

1、旋壓設備分類:臥式旋壓機和立式旋壓機。

航空鋁合金的成型工藝之旋壓技術

主軸為水平方向的叫臥式旋壓機,主軸為垂直方向的叫立式旋壓機。

 

2、按變形原理:普通旋壓機,強力旋壓機。

 

普通旋壓是指在旋壓過程中,毛坯形狀改變,直徑增大或減小,而其厚度不變或發生少許變化的成形過程。普旋的基本加工方式有三種:拉深旋壓、縮徑旋壓和擴徑旋壓,如下圖。

航空鋁合金的成型工藝之旋壓技術

拉深旋壓由板料旋成筒形件或錐形件,以徑向拉深為主體變形,使得毛坯的直徑減小。拉深旋壓是普通旋壓中最常用、最有代表性的一種工藝方法,也是旋輪運動軌跡形式最多、最復雜的一種旋壓形式。在拉伸旋壓過程中,進口電動智能輪椅,平板毛坯被尾頂裝置頂住并緊靠芯模,在旋輪力的作用下由圓弧形逐漸旋壓成杯形,接著旋輪繼續作軸向進給,毛坯的壁部被碾壓,直至與芯模貼合。變形時,毛坯與旋輪之間的接觸基本上為點接觸。在旋輪的作用下,毛坯一方面產生局部的凹陷發生塑性變形,一方面沿旋壓力的方向發生倒伏。

 

縮徑旋壓是指將回轉體空心件或管狀毛坯進行徑向的局部旋轉壓縮,以使其直徑縮小的工藝方法。在縮徑時,將預成形毛坯置于夾緊裝置中,并隨著主軸的旋轉而旋轉。旋輪在毛坯的外部作徑向進給運動,經過一次或多次的逐漸變形,直到獲得所需的零件形狀??s徑旋壓主要包括無芯模(又稱空氣模)的縮旋、內芯模的縮旋和滾動模的縮旋等。

 

擴徑旋壓與縮徑旋壓相反,是利用旋壓工具使回轉體空心件或管狀毛坯進行局部直徑增大的工藝方法。在旋壓時根據工件擴徑程度的大小,可以分為若干道次進行。擴徑旋壓主要包括外芯模擴旋和支撐滾輪擴徑等。

 

強力旋壓又稱變薄旋壓,強力旋壓是在普通旋壓基礎上發展起來的一種近無余量加工方法,其實質為利用旋壓輥子加高壓于坯料,旋轉坯料借助外力沿成形模具進行局部逐漸輾壓產生塑性變形而變薄,從而得到高精度薄壁回轉體零件。

 

強力旋壓又稱變薄旋壓,旋壓時采用尾頂或別的方式將毛坯固定于模具,模具旋轉,旋輪作進給運動,使毛坯連續地逐點變薄并貼靠模具而形成所需要形狀的零件,強力旋壓主要依靠坯料厚度的減薄來實現工件的成形。

 

強力旋壓后材料的強度和硬度比母材提高了約35%~45%,因此在航空航天領域,強力旋壓能有效地減小零件的設計壁厚、減輕重量,智能輪椅分類,其疲勞性能也能顯著提高;強力旋壓對厚壁毛坯逐點施加很高的壓力使其減薄變形,材料的金屬纖維流向得到保護,使得零件的疲勞性能得到提高;強力旋壓屬于整體成形技術,智能輪椅市場份額,成形的零件沒有母線焊縫,因此零件整體性能提高,尤其是疲勞壽命能顯著提高;強力旋壓的無切削加工和簡易的成形模具降低了生產成本,縮短了零件制造周期短;強力旋壓在一次成形過程中可以讓毛坯減薄60%甚至更多,由于減薄率較大,強力旋壓能有效地檢驗母材中的冶金缺陷;用強力旋壓能生產加工超寬板材;強力旋壓零件的尺寸公差和形位公差較小,精度很高,甚至高于機械加工。

 

3、根據變形規律和成形零件形狀的不同,強旋又可分為兩類,筒形件強力旋壓(流動旋壓)和錐形件強力旋壓(剪切旋壓),爬樓梯智能輪椅加工廠,流動旋壓主要用于成形高精度的長筒類零件,剪切旋壓主要用于成形錐形件。下圖:a)筒形件強力旋壓(流動旋壓)b)錐形件強力旋壓(剪切旋壓)

航空鋁合金的成型工藝之旋壓技術

筒形件強力旋壓也稱流動旋壓,是指將短厚的筒形坯料套在模具上,用尾頂、齒盤或別的方式將毛坯固定于模具上,當毛坯、模具隨著主軸旋轉時,旋輪與模具保持規定的間隙,并作平行于模具母線方向的進給運動,使毛坯材料在轉動中從一端開始逐點地從旋輪與模具間隙擠出,此時旋輪與毛坯接觸,因摩擦力帶動而自轉,變形的結果是毛坯壁厚減薄,內徑基本保持不變,而軸向延伸。旋壓時在壓力作用下毛坯只在與旋輪接觸的很小變形區內產生塑性變形,被壓金屬由于圓周方向阻力較大,便向著阻力最小的軸向流動,爬樓梯智能輪椅加工廠,最終達到所需要的壁厚、直徑尺寸的圓筒。

 

錐形件強力旋壓也稱剪切旋壓,是指將板料或錐形坯料安裝并固定在模具上。旋壓時旋輪隨工件和模具旋轉,工件發生逐點變形,智能輪椅分類,使毛坯達到所需要的壁厚和角度的一種加工方式。剪切旋壓也分為正旋和反旋。

 

4、強力旋壓根據旋輪運動方向與毛坯材料流動方向的不同,又可分為正旋與反旋。正旋時毛坯材料流動方向與旋輪運動方向相同,反旋時毛坯材料流動方向與旋輪運動方向相反。如圖所示:

航空鋁合金的成型工藝之旋壓技術

 

 

正旋時,毛坯與芯模端面接觸,旋輪從毛坯一端開始旋壓,已旋壓的金屬處于拉應力狀態,而未旋壓的部分處于無應力狀態,并隨同旋輪的運動向進給方向流動。此時旋壓所需的扭矩(扭矩傳遞路徑)由芯模經毛坯底部以及已旋壓而變薄的壁部來傳遞,最后傳到旋輪上。正旋情況下,旋壓力能參數較小,產生擴徑和金屬堆積也較小。這是由于在旋輪的作用下,開口端的金屬材料可以自由延伸的緣故。正旋不僅可以旋制帶底的直筒件,而且易成形帶底的凸、凹筋和各種變壁厚的零件。

 

正旋也有缺點,正旋時旋輪需走完工件的全長,因此工件長度受芯模長度和機床縱向行程的限制。要旋出多長的成品就必須有多長的芯模和機床行程,從而也降低了設備的生產效率及提高了制造成本。此外,固定毛坯用的工藝裝備也較為復雜。

 

反旋時,采用的毛坯多是兩端開口的管狀或環狀。其一端與芯模的齒盤或臺肩環形面接觸。在旋輪進給推動力作用下,由接觸端面的摩擦力,由未減薄的原始壁部來傳遞扭矩。旋輪從一端開始旋壓,被旋出的金屬向著旋輪進給的反方向流動??梢?,未旋壓部分的毛坯處于壓應力狀態,而已旋壓的金屬處于無應力狀態。

 

反旋法的優缺點正好與正旋法相反,即反旋時工件長度往往都大于模具的長度和機床的有效形行程,它只要一個符合機床行程的芯模,便可以旋出兩倍、甚至多倍于芯模長度的筒形件來。其次,固定毛坯的夾具也很簡單,爬樓梯智能輪椅加工廠,可直接用毛坯端面與芯模凸臺的接觸來傳遞旋壓扭矩。有時為了提高可靠性,也采用帶齒的止動環套在芯模底部。反旋法的缺點:能夠旋出的構件形狀比正旋法簡單,不易成型內部呆筋的構件。

 

5、按旋輪個數:

 

單旋輪旋壓機,雙旋輪旋壓機,三旋輪旋壓機和多旋輪旋壓機。

 

只有一個旋輪的旋壓機稱為單輪旋壓機,有兩個旋輪的旋壓機稱為雙輪旋壓機,有三個旋輪的稱為三輪旋壓機,有三個以上旋輪的稱為多輪旋壓機

 

6、按照芯模相對位置分類:外旋壓機和內旋壓機。

 

外旋壓機,旋輪從外部對工件進行旋壓的旋壓機。旋輪從內部對工件進行旋壓的旋壓

 

7、按旋壓溫度:熱旋壓和冷旋壓

 

熱旋壓機:能夠對工件進行加熱旋壓的旋壓機。

 

冷旋壓機:在常溫下進行旋壓的旋壓。

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