在長期的旋壓工藝研發中,技術人員發現,想要旋壓出合格的零件,除了選擇正確的材料、主軸轉速、旋壓成形比外,旋壓還與旋輪的進給速度、旋壓直線的傾角有密切關系。
毛坯材料的塑性、熱處理狀態直接影響到零件的表面質量。一般選用塑性較大的材料,多進行退火處理(對鋼材)。
一、旋壓靠模速度和進給速度
旋壓時應合理地選擇靠模的轉速。轉速過低,毛坯邊緣會起皺,增加成形阻力,甚至導致工件破裂;轉速過高,材料變薄嚴重,同樣不符合要求。由于提高轉速可提高生產率和零件表面質量,故在允許的情況下,應盡可能地選擇較高的主軸轉速。不同材料選用的主軸速度也有不同。鋼的最大轉速選定為1200m/min;鋁、銅則選定為2000m/min;不銹鋼為500m/min。每次旋壓的成形比均不能超過其成形極限比,否則會出現破裂。
旋壓的進給速度f即主軸轉動一圈旋輪沿母線移動的距離,對旋壓過程影響較大。進給速度過高,會產生毛坯起皺;進給速度過低,則會使壁厚減小而產生破裂。故f應合理地控制在一定的范圍之內。
二、旋壓直線傾角
旋壓直線的傾角A是直線與Z軸正方向的夾角,同樣會影響旋壓過程。夾角過大,會產生徑向撕裂;夾角過小則會發生切向破裂。
傾角A和進給速度f的合理選擇如下圖。
當參數選擇不正確時就會產生各種失效,常見的失效有切向撕裂、徑向撕裂和起皺。其原因如下:
1、 切向撕裂:徑向拉應力σr過大;旋壓成形比β過大;每次旋壓的步長過大。
2、徑向撕裂:切向壓應力στ過大;彎曲應力過大;已產生起皺。
3、 起皺:切向的壓應力στ過大;旋壓成形比β過大。
可以根據圖2來粗選旋壓時所需的、不導致失效的各種參數,然后再進行參數優化,以期取得滿意的旋壓效果和質量。
旋壓的質量除了與上述的各種參數有關外,還與其旋壓的運動軌跡有關。因此在加工一些難加工材料(如不銹鋼)時,旋壓不一次到位,而是經常會分成幾個工步進行,并對材料進行相應的熱處理,以提高其可旋壓性。