某导弹电器舱壳体旋压加工工艺设计(编辑修改稿)

某导弹电器舱壳体旋压加工工艺设计(编辑修改稿)内容摘要：

第 8 页 共 22 页 0 0 0/fR t t t () 式中 t0—— 毛坯的壁厚； f t —— 旋压件的壁厚。 旋压变形只发 生 在工件与旋轮的接触面附近的一个很小的范围内，金属在受压后同时向三个方向流动： 图 (1)沿旋轮圆角反向流动，使工件增长，这是基本的流动方向； (2)向旋轮的前方流动，使旋轮前方材料隆起，并引起扩径，带来一系列不利因索，但一般情况下金属在这个方向的流功数量很少； (3)沿周向 流动，引起工件纵剖面的扭曲，但金属在这个方向上的流动数量也很少。 显然，在实际生产中应尽可能促进金属在上述第一个方向上的流动，而减少在后两个方向上的流动。 道次减薄率的选择原则 旋压道次的确定 多道次旋压可以降低每次旋压的旋压力、提高模具的寿命和提高旋压变形的总减薄率。 但是，多道次旋压显然降低了旋压生产率，因而，旋压次数以尽可能少为原则。 根据零件结构和要求的不同，旋压次数一般为 1～ 4 次。 如果采用多轮错距旋压，则既可基本保留多道次旋压的优点，又不致降低旋压的生产率，因而被认为是较先进 的方法，但旋压机的结构较复杂 [12]。 中北大学 2020 届毕业设计 说明书 第 9 页 共 22 页 根据某些工厂的实践经验，筒形件一次旋压的减薄率宜取 30﹪～ 50﹪，并以40﹪较为合适。 对于薄壁件，当壁厚为 ～ 毫米时，一次旋压的减薄率以 30﹪～ 40﹪为宜；当壁厚为 ～ ，一次旋压的减薄率以 20﹪～ 25﹪为宜。 但一次旋压的减薄率不宜过小，否则旋压件的回弹量太大，影响旋压件的精度。 锥形件旋压中一次旋压的锥角减小量以不小于 10176。 为宜。 材料进行强力旋压时的壁厚减薄率，有总减薄率和道次减薄率两种。 总减薄率不是各道次减薄率的简单总和，而 是各道次减薄率以一定形式的组合，其关系如式 所示： 1 2 0l n ( 1 ) l n ( 1 ) l n ( 1 ) l n ( 1 )nR R R R            () 总减薄率决定于旋压工艺的安排。 在这里，我们主要研究道次减薄率，即在一次旋压行程中减薄率大小对旋压变形的影响。 在旋压生产中，采用大的减薄率显然可以减少旋压次数，提高生产效率，并可获得较显著的强化材料的效果。 但是，减薄率除受到材料可旋性和旋压设备能力的限制外，在工艺上还受到旋压件精度要求的限制 [13]。 如所周知，材料在旋压时的隆起与减薄 率的关系十分密切。 随着减薄率的增大，材料的隆起迅速增大，导致旋压件表面质量的下降。 减薄率过大时，由于材料隆起严重，将使旋轮下的局部变形处于不稳定状态，从而不仅大大的增大了旋压力，而且使旋压无法正常进行。 根据国外对圆筒形零件的旋压试验结果 (AD25gO22)可知：当减薄率在 30％以下的范围内变动时，旋压件的壁厚偏差和内径偏差随着减薄率的增大而有所减小；当减薄率大于 30％时，旋压件的壁厚偏差和内释偏差都随着减薄率的增大而明显增大。 而且其增量越来越大。 因此，为了保证旋压件的精度，一般认为一次旋压的减薄率以 30 如左右为好。 另外，根据国外莱脱公司的试验，证明许多材料在一次旋压中取减薄率为 30～40％ (个别材料为 20～ 30％ )时，可达到最高的旋压件尺寸精度。 对除铝合金外的普通材料进行筒形变薄旋压时，一道次的壁厚减薄率可以达到～ ，但是考虑到旋压 件的精度和表面质量而取 R= 为限 [14]。 要达到更大的壁厚减薄率就需要进行多道次旋压。 如果每道次都要改变旋轮形状而更换旋轮就会降低生产率。 中北大学 2020 届毕业设计 说明书 第 10 页 共 22 页 表 不同材料在一次强力旋压中的减薄率 把旋轮顶端圆角半径ρ取为工件壁厚 t0的十倍以小，就可以用一个旋轮完成全部道次。 在多道次旋压时后期道次的壁厚减薄率可以加大。 这是因为初期道次的壁部厚，旋压力大，而且随着成形率的增加材料的隆起变小。 由于铝合金一道次的减薄铝可以达到 ～ ，设毛坯的总减薄率为 ，设各道次的平均减薄 率 为 R ，分三道次旋压。 根据 nR 与 0R 的关系：（ n为道次数） 1 2 0l n ( 1 ) l n ( 1 ) l n ( 1 ) l n ( 1 )nR R R R            得 ： 03 ln (1 ) ln (1 )3 ln (1 ) ln 0 .2 50 .3 7RRRR   根据经验越往后，道次越可以加大。 中北大学 2020 届毕业设计 说明书 第 11 页 共 22 页 故使 1 2 3 ,R R R， 32 l n( 1 ) l n( 1 ) l n     代入计算得  即 第 一二道次减薄率相等为 ， 第 三道次的减薄率为。 要加工成半成形件，旋压之前需要留出一定的余量，根据旋压加工经验在两端端面留大约 58mm=40mm 的余头。 3 旋压加工方式的选择 加工 方式的选择 用正旋压法旋压筒形件时，金属向未成形的自由端流动，变形阻力较下，故不易产生金属堆积，贴模性较好，因而制品内径公称和椭圆度比较小，纵向失稳的可能性也小，此外，可改善旋压工具的工作条件，降低主轴传动装置和进给装置的功率。 但是，旋压过程中所需的扭矩是由已旋压的 壁部传递的，其大小随减薄率的增大而增大，因而扭矩传递受到限制，也是就是旋压道次减薄率受到限制。 大的道次旋压减薄率容易造成制件与芯模间的相对运动，从而使制件扭伤，此外，筒形件的长度受芯模的长度和纵向进给行程的限制。 虽然有以上的缺陷，但可以克服，在本课程设计中，基于多方面考虑，选用外旋正旋方式。 4 工件计算 如前所述，旋且三件的工艺计算依据塑性变形体积不变条件。 因而工艺计算中必定会遇到旋压件的体积计算问题。 由于旋压件一般都是空心件，因而其体积的基本计算方法；是外形体积减内形体积。 当旋压件形状较复杂时，需将外形 和内形分别划分为若干简单几何体，将各简单几何体计算的体积相加，即得总的外形和内形体积。 下表列出了几种常见旋转几何体的体积计算公式，其中弧形体计算公式中的角度单位为弧度，计算时应注意。 强力旋压零件的形状一般非常接近于成品零件，但旋压件制造精度有一定限制，往往在某些部位不能完全满足成品的要求，而需要通过机械加工的方法加以修整。 因此，零件的某些部位必须加上必要的加工余量，特别是当旋压技术掌握还不中北大学 2020 届毕业设计 说明书 第 12 页 共 22 页 够熟练和生产不够稳定时，更应该必要的机加修整。 加工余量的大小根据成品零件的精度要求、旋压件的制造精度和机加修正的工序来 确定。 旋压件的机加修正一般只需要 1～ 2道加工工序，余量约为 1～ 2mm。 基于旋压工艺的变形特点，在旋压件的两端一般成形精度较差，例如有材料回挤、喇叭口及材料失稳等现象。 为了保证得到较高精度的旋压件，在旋压件的两端。