CN109201830A - 一种防止筒形件旋压过程出现翻边缺陷的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种防止筒形件旋压过程出现翻边缺陷的方法，在对筒形件的坯料进行旋压的过程中，在筒形件的口部预留出部分坯料不参与变形。本发明针对筒形件旋压过程中，在零件口部容易出现翻边缺陷的问题，提出在口部少量筒形件的坯料不参与变形的方法，使参与旋压变形的区域受到两侧的轴向约束力，避免出现翻边缺陷。
Description
技术领域
本发明涉及金属塑性成形技术领域，特别是涉及一种防止筒形件旋压过程出现翻边缺陷的方法。
背景技术
旋压是用于成形薄壁空心回转零件的一种金属塑性成形方法。它是借助旋轮等工具对旋转坯料施加压力，使之产生连续的局部塑性变形而成形。通常是先将金属平板坯料或预制坯料卡紧在旋压机的芯模上，由主轴带动芯模和坯料旋转，然后旋轮以一定的轨迹和移动速率对坯料施加压力，使坯料产生连续、逐点的塑性变形，从而获得各种母线形状的空心旋转体零件。其中，强力旋压是在成形过程中不但改变毛坯的形状、尺寸，而且显著地减薄其壁厚的成形方法。强力旋压常用于板材坯料的剪切旋压，带底筒形坯料的正向旋压，不带底筒形坯料的流动旋压。
为获得高性能的大型薄壁筒体零件，采用反向旋压技术代替卷板焊接工艺。如图1所示，对于不带底筒形零件，采用反向旋压成形，能够完成筒体的高精度加工，同时由于反向旋压时筒体零件的长度可以大于模具长度，筒体长度不受模具长度限制，使用卸料环的简单方法即可实现筒体随主轴转动，因此不带底的筒体成形通常采用反向旋压方法。反向旋压成形过程中，由于零件口部材料只受到未变形区域的约束力，另一端缺少约束，导致口部容易扩口导致翻边。随着旋压成形的继续，后续坯料承受未变形区域和已变形区域同时约束，成形过程稳定可控。
翻边是薄壁筒形件旋压过程必然出现的问题，翻边导致零件口部尺寸超差，通常采用留有足够的加工余量，将超差部分切除，而翻边是一个失稳过程，每个零件翻边对尺寸精度的影响不一致，以此需要加大加工余量的尺寸，降低了旋压成形的材料利用率。
经过多道次旋压成形，在缺少约束的条件下反复对材料进行碾压，导致翻边严重甚至出现翻边，影响后续旋压的成形，需要切除翻边部位后才能继续进行旋压成形，降低了成形效率。对于塑性较差的材料，翻边缺陷的出现容易引起口部发生开裂，导致该零件报废。
发明内容
针对筒形件旋压过程，在零件口部容易出现翻边缺陷的问题，本发明提出一种防止筒形件旋压过程出现翻边缺陷的方法，在零件口部的少量坯料不参与变形，使参与旋压变形的区域受到两侧的轴向约束力，避免出现翻边缺陷。
本发明提供了一种防止筒形件旋压过程出现翻边缺陷的方法，在对筒形件的坯料进行旋压的过程中，在筒形件的口部预留出部分坯料不参与变形。
进一步地，在所述筒形件的口部不参与变形的部分坯料上设置加强筋。
进一步地，在反向旋压成形时，具体步骤为：调节旋轮的位置，使旋轮的径向位置大于坯料的最大半径；旋轮进行轴向进给，从坯料的加工起始端向前移动一段设定的距离；启动主轴，坯料随主轴进行周向转动，旋轮径向进给到设定的压向进给量；旋轮进行轴向进给，进行旋压成形。
进一步地，在多道次旋压成形的过程中，从中间的一道次开始，筒形件的口部预留出部分坯料不参与变形。
本发明针对筒形件旋压过程中，在零件口部容易出现翻边缺陷的问题，提出在口部少量坯料不参与变形的方法，使参与旋压变形的区域受到两侧的轴向约束力，避免出现翻边缺陷。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
图1为本发明现有技术的装备及加工状态示意图；
图2为本发明实施例的一种防止筒形件旋压过程出现翻边缺陷的方法的流程图；
图3为本发明实施例的一种防止筒形件旋压过程出现翻边缺陷的方法的步骤S10的装备状态示意图；
图4为本发明实施例的一种防止筒形件旋压过程出现翻边缺陷的方法的步骤S20的装备状态示意图；
图5为本发明实施例的一种防止筒形件旋压过程出现翻边缺陷的方法的步骤S30的装备状态示意图；
图6为本发明实施例的一种防止筒形件旋压过程出现翻边缺陷的方法的步骤S40的装备状态示意图；
图7为本发明实施例的一种带有加强筋的坯料的结构示意图；
图8为本发明实施例的又一种防止筒形件旋压过程出现翻边缺陷的方法的装备状态示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明提供了一种防止筒形件旋压过程出现翻边缺陷的方法，在对筒形件的坯料进行旋压的过程中，在筒形件的口部预留出部分坯料不参与变形。在反向旋压成形时，如图2所示，具体步骤为：
步骤S10，调节旋轮的位置，使旋轮置于坯料的最大半径之外，此时装备状态示意图如图3所示。
步骤S20，旋轮进行轴向进给，从坯料的加工起始端向前移动一段设定的距离，此时装备状态示意图如图4所示。由于坯料的厚度越薄，越容易出现翻边的缺陷，同时，随着坯料直径的增大，坯料的自身约束力变差。本专利的实施可以参考表1设置旋轮从起始端向前移动的距离，当坯料直径较小而壁厚较大时，可以减小甚至取消旋轮下移量。如表1示出了旋轮从起始端向前移动距离的取值与坯料直径和坯料壁厚的对应关系。
表1 旋轮从起始端向前移动距离的取值 单位：mm
注：表中“/”为不需要旋轮向前移动。
步骤S30，坯料随主轴进行周向转动，旋轮径向进给到设定的压向进给量，此时装备状态示意图如图5所示。
步骤S40，旋轮进行轴向进给，进行旋压成形，此时装备状态示意图如图6所示。
在本发明实施例的一个方面，如图7所示，在所述筒形件的口部不参与变形的部分坯料上设置加强筋。在坯料制坯的过程中，在坯料的开口端预留出加强筋，加强筋的厚度可以参考表1，加强筋的外径可以采用环轧坯料粗加工后的最大直径。加强筋的设置可以进一步防止筒形件加工过程中翻边的产生。本发明适用于单旋轮、双旋轮、三旋轮和多旋轮旋压成形过程中防止翻边的发生，随着旋轮数量的增加，筒体旋压过程越趋于稳定，可以随之减小加强筋的厚度。
在本发明实施例的一个方面，在多道次旋压成形的过程中，从中间的一道次开始，筒形件的口部预留出部分坯料不参与变形。尤其在坯料壁厚较厚的多道次旋压成形过程中，可以在开始的几个道次的加工时，旋轮不进行向前移动或者移动距离减小一些，这样有利于提高材料的利用率。
如图8所示，本发明还可以适用于筒形件的正向旋压过程，与常规的正向旋压过程一样 完成起旋和稳定旋压；在正向旋压的终旋时，不是将全部筒段坯料进行成形，而是在筒形件 口部预留出部分坯料不参与变形，防止坯料翻边。
本发明针对筒形件旋压过程中，在零件口部容易出现翻边缺陷的问题，提出在口部少量坯料不参与变形的方法，使参与旋压变形的区域受到两侧的轴向约束力，避免出现翻边缺陷。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (4)
1.一种防止筒形件旋压过程出现翻边缺陷的方法，其特征在于，在对筒形件的坯料进行旋压的过程中，在筒形件的口部预留出部分坯料不参与变形。
2.如权利要求1所述的一种防止筒形件旋压过程出现翻边缺陷的方法，其特征在于，在所述筒形件的口部不参与变形的部分坯料上设置加强筋。
3.如权利要求1所述的一种防止筒形件旋压过程出现翻边缺陷的方法，其特征在于，在反向旋压成形时，具体步骤为：
调节旋轮的位置，使旋轮置于坯料的最大半径之外；
旋轮进行轴向进给，从坯料的加工起始端向前移动一段设定的距离；
启动主轴，坯料随主轴进行周向转动，旋轮径向进给到设定的压向进给量；
旋轮进行轴向进给，进行旋压成形。
4.如权利要求1所述的一种防止筒形件旋压过程出现翻边缺陷的方法，其特征在于，在多道次旋压成形的过程中，从中间的一道次开始，筒形件的口部预留出部分坯料不参与变形。
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