金屬旋壓加工成形技術(shù)的未來發(fā)展

與古代制陶的拉坯工序類似，旋壓成形技術(shù)，是指通過旋轉(zhuǎn)工件與旋輪接觸產(chǎn)生局部而又連續(xù)的塑性變形來成形金屬空心回轉(zhuǎn)體零件的方法。相對于其他空心軸對稱金屬零件的成形技術(shù)，旋壓成形具有設(shè)備投入小、工藝成本低、尺寸精度高、表面光潔度好、機械性能高等優(yōu)點。近些年，旋壓技術(shù)得到了長足的發(fā)展，旋壓產(chǎn)品在制造業(yè)，特別是汽車和航空航天領(lǐng)域中的應(yīng)用范圍不斷增大。目前采用旋壓技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品種類繁多，包括輪轂、導(dǎo)彈殼體、燈罩、閥體、高壓屏蔽罩等。

當(dāng)前，市場對于產(chǎn)品的形狀、精度和使役性能提出了更高的要求，與其它成形技術(shù)一樣，旋壓對于人工智能的需求程度越來越高，這將推動自動自控型旋壓技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。本文結(jié)合作者的研究體會，以及一些來自于市場產(chǎn)品的動態(tài)，嘗試預(yù)測未來旋壓技術(shù)的發(fā)展趨勢。金屬旋壓加工,旋壓加工,旋壓制品加工。

專用計算機軟件預(yù)測旋壓成形技術(shù)

金屬旋壓加工,旋壓加工,旋壓制品加工。由于旋壓成形工藝的復(fù)雜性，有限元建模中需要考慮復(fù)雜的邊界條件，且為了得到較為精確的計算結(jié)果，一般需要采用隱式非線性求解器、六面體單元及彈塑性材料模型進(jìn)行仿真建模計算。目前常用的金屬成形仿真軟件有MARC、ABAQUS、DEFORM和SIMUFACT等。雖然上述軟件可以對旋壓工藝進(jìn)行一定程度的仿真模擬，但是，建模的復(fù)雜性、材料模型的精確性及計算時間相對過長，限制了軟件的實際工程應(yīng)用。因此，如何進(jìn)一步降低建模的復(fù)雜性、建立能夠反映實際材料力學(xué)性能的材料模型及加快計算速度，成為未來旋壓仿真技術(shù)的發(fā)展方向。第一，可以進(jìn)行仿真軟件與數(shù)控旋壓機的接口開發(fā)，使軟件可以直接讀取旋輪的運動軌跡及芯模旋轉(zhuǎn)定義。第二，建立更加符合實際的材料模型，如對于鎂、鋁、鈦等材料可以考慮相變及組織變化對材料總體性能的影響。第三，在不降低計算精度的情況下，進(jìn)一步提高旋壓仿真的計算速度。

向復(fù)雜回轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)變的成形技術(shù)

目前一些復(fù)雜的回轉(zhuǎn)體零件通常采用旋壓與焊接相結(jié)合的成形工藝，但其焊縫處的性能較差，容易發(fā)生失效。而采用無焊接多工序一體旋壓成形工藝可以克服焊縫的缺點，并獲得更好的外觀和性能。計算機數(shù)控系統(tǒng)的出現(xiàn)，使得旋壓機可以精確控制旋輪進(jìn)給路線，進(jìn)而能夠加工形狀復(fù)雜的工件，如高壓屏蔽罩、汽車輪轂等，因而旋壓成形技術(shù)也由簡單回轉(zhuǎn)體成形向復(fù)雜回轉(zhuǎn)體產(chǎn)品一體成形轉(zhuǎn)變。金屬旋壓加工,旋壓加工,旋壓制品加工。。

高尺寸精度和高性能產(chǎn)品成形技術(shù)

在旋壓變形后，材料的彈性變形會導(dǎo)致金屬材料有一定程度的反彈。當(dāng)利用旋壓技術(shù)加工大尺寸壁厚產(chǎn)品時，這種材料反彈造成的尺寸增加效應(yīng)更加明顯，往往需要進(jìn)一步精加工才能達(dá)到所需精度的尺寸，這是影響旋壓成形尺寸精度的一個重要因素。對此進(jìn)行改善的途徑有：針對不同的材料建立材料成形數(shù)據(jù)庫，提前對材料的尺寸進(jìn)行補償；發(fā)展高精度的數(shù)控旋壓裝備。目前，采用計算機數(shù)字控制（CNC）技術(shù)的旋壓機是旋壓機制造的主流。而今后，數(shù)控旋壓裝備更是朝著高精度、高自動化、多用途的方向發(fā)展。金屬旋壓加工,旋壓加工,旋壓制品加工。

高性能新材料的旋壓成形技術(shù)

金屬旋壓加工,旋壓加工,旋壓制品加工。現(xiàn)代制造業(yè)的需求以及旋壓裝備的發(fā)展使得可用于旋壓的金屬材料種類范圍越來越廣，除了傳統(tǒng)的鋼鐵和鋁合金材料以外，鎂合金、鈦合金等難成形的新型金屬材料也逐漸應(yīng)用到了旋壓成形技術(shù)中。這些合金比強度非常高，具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著航空航天工業(yè)以及汽車工業(yè)等需求的不斷增加，高性能新材料的旋壓成形技術(shù)需要進(jìn)一步探究，旋壓產(chǎn)品將向更輕、更薄和性能更佳的方向發(fā)展。

除了以上旋壓技術(shù)的發(fā)展方向之外，近年來還出現(xiàn)了三維非對稱零件、非圓橫截面零件、齒形零件等新旋壓工藝，突破了傳統(tǒng)旋壓技術(shù)用于生產(chǎn)軸對稱產(chǎn)品的限制。當(dāng)前，科技發(fā)展日新月異，市場對于復(fù)雜旋壓產(chǎn)品需求不斷增加，需要發(fā)展更高自動化、更高效、更高性能和更低成本的數(shù)控旋壓技術(shù)，需要重點研發(fā)專用快速旋壓仿真軟件、開發(fā)復(fù)雜回轉(zhuǎn)體一體成形技術(shù)、以高檔數(shù)控旋壓機床為基礎(chǔ)的大尺寸高精度旋壓成形技術(shù)、新材料的旋壓成形技術(shù)等。