1、近 20 年来，旋压成形技术突飞猛进，高精度数控和录返旋压机不断出现并迅速推广应用，目前正向着系列化和标准化方向发展。在许多国家，如美国、俄罗斯、德国、日本和加拿大等国己生产出先进的标准化程度很高的旋压设备，这些旋压设备己基本定型，旋压工艺稳定，产品多种多样，应用范围日益广泛 。了解该产品之前我先来了解一下，液压成形工艺和旋压成形工艺，然后做出一个对比。 1、液压技术 液压成形技术就是采用水、油或其它液体介质传递压力,使坯料在液体介质压力作用下紧贴刚性凸模或凹模成形。与传统板材成形相比,板材液压成形技术的工艺难度大, 设备结构复杂。在国外,液压成形通常有专用的液压成形设备,但其价格昂贵,超过国
2、内很多厂家的购买力。2、旋压成形工艺介绍旋压是一种综合了锻造、挤压、拉伸、弯曲、环轧、横轧和滚挤等工艺特点的少无切削加工的先进工艺，将金属筒坯、平板毛坯或预制坯用尾顶顶在旋压机芯模上，由主轴带动芯棒和坯料旋转，同时旋压轮从毛坯一侧将材料挤压在旋转的芯模上，使材料产生逐点连续的塑性变形，从而获得各种母线形状的空心旋转体零件。板料旋压成型通用于等断面制件的大批量生产。由于使用多对辊轮的连续成型，可以滚制出许多壁薄、质轻、刚度大而且断面形状复杂的制件型材。加上顺序旋压过程中可以与起状、卷筒、等多种工艺装置连动，形成流水作业，故生产效率极高，成本低廉，是现代加工制品中广泛应用和大力推广的特种工艺加工方
3、法。如自行车钢圈的生产，自来水管的生产，塑料龙骨的生产，波汶板的生产以及国外广为应用的不锈钢窗框的生产基本原理金属旋压技术的基本原理相似于古代的制陶生产技术。旋压成型的零件一般为回转体筒形件或碟形件，旋压件毛坯通常为厚壁筒形件或圆形板料。旋压机的原理与结构类似于金属切削车床。在车床大拖板的位置，设计成带有有轴向运动动力的旋轮架，固定在旋轮架上的旋轮可作径向移动；与主轴同轴联接的是一芯模(轴)，旋压毛坯套在芯模( 轴)上；旋轮通过与套在芯模(轴)上的毛坯接触产生的摩擦力反向被动旋转；与此同时，旋轮架在轴向大推力油缸的作用下，作轴向运动。旋轮架在轴向、旋轮在径向力的共同作用下，对坯料表面实施逐点连
4、续塑性变形。在车床尾顶支架的位置上，设计成与主轴同一轴线的尾顶旋压缸，旋压缸对套在芯模(轴) 上的坯料端面施加轴向推力 1。 技术工艺旋压成型有普通旋压和强力旋压成型两种。不改变坯料厚度，只改变坯料形状的旋压叫普通旋压成型；即改变坯料厚度,又改变坯料形状的旋压叫强力旋压成型。强力旋压成型所需要的旋压力较大,旋压机的结构一般也较复杂。强力旋压成型又依旋轮移动的方向与金属流动的方向，分为正旋和反旋。旋轮移动的方向与金属流动的方向相同，叫正旋；反之，称为反旋。同一种材料，反旋成型所需的旋压力较大。采用哪种旋压方式成型,要依据零件的形状和工艺要求确定。 旋压机的选型由旋压工艺及多种成型工艺条件要求确定
5、。旋压机分强力旋压机和普通旋压机二大类型。强力旋压机又分双旋轮和三旋轮。还有用于特殊零件旋压的旋压机，如热旋压机、钢球旋压机等。 在机械产品中如何节约原材料却能提高产品质量，减轻产品的重量却能延长使用寿命，降低产品的制造成本及能源消耗却能减少加工工时一直是人们关注的。例如“V“型皮带轮(通称“V“型带轮)是用途十分广泛的机械传动零件之一，如果能由钢板成型具有重要意义。钣制皮带轮同传统的铸铁皮带轮相比，可节约原材料 70%以上。由金属钣材经拉伸- 旋压成形的钣制旋压皮带轮是最新最佳的带轮结构形式。这种带轮不仅具备上叙优点，而且无环境无污染，尤其在汽车、拖拉机、收割机、空压机等多种机械产品中应用广
6、泛。采用钢钣毛坯在专用的皮带轮旋压机床上使毛坯产生由点到线、由线到面的塑性变形而制成。 旋压带轮一般有三种基本形式：折叠式带轮、劈开式带轮和旋压式多 V 型带轮(也称多楔带轮) 2。 旋压带轮与铸铁皮带轮相比的优点是采用旋压工艺制成的(无屑加工)，结构轻、省材料，因而转动惯量小，是一种节料、节能的新产品。生产效率高(每分钟加工 24 件)，平衡性能好，一般无需平衡处理。由于材料流线不被切断，表面生产冷作硬化，组织密度提高，使轮槽表面的强度和硬度提高，并且尺寸精度高，三角带与轮槽的滑差小，皮带寿命长。 发展历史我国金属旋压成型技术的发展历史近四十年，而在国防工业的应用研究尤为广泛，研究应用水平很
7、高，特别是在旋压成型工艺及装备方面，已经处于国内领先地位。旋压机的设计和制造能力也很强。带轮旋压成形式工艺与设备是一项先进的技术，带轮旋压工艺上取得了折叠式带轮、劈开式带轮、旋压式多V 型带轮和组合式带轮一系列科研成果，在理论与实践两个方面解决了旋压成形中的各种技术难题，并成功地用于生产。但与德国的旋压技术相比，我国还需要努力追敢，因为，我国许多产品还需要进口，尤其是汽车中的某些零部件。旋压产品二、 本设备采用了 CNC 先进数字化程序控制是指在计算机及相应的软件系统的支持下，自动生成数控加工程序的过程。它充分发挥了计算机快速运算和 。存储的功能。其特点是采用简单、习惯的语言对加工对象的几何形
8、状、加工工艺、切削参数及辅助信息等内容按规则进行描述，再由计算机自动地进行数值计算、刀具中心运动轨迹计算、后置处理，产生出零件加工程序单，并且对加工过程进行模拟。对于形状复杂，具有非圆曲线轮廓、三维曲面等零件编写加工程序，采用自动编程方法效率高，可靠性好。在编程过程中，程序编制人可及时检查程序是否正确，需要时可及时修改。由于使用计算机代替编程人员完成了繁琐的数值计算工作，并省去了书写程序单等工作量，因而可提高编程效率几十倍乃至上百倍，解决了手工编程无法解决的许多复杂零件的编程难题。数控车床编程（该设备属于三轴驱动，X Y Z）对于数控车床来说，采用不同的数控系统，其编程方法也不同。（一）工件坐
9、标系设定指令 是规定工件坐标系原点的指令，工件坐标系原点又称编程零点。X 、Z 为轴的起始点距工件坐标系原点在 X 向、Z 向的尺寸。为 0是机床不动作，即 X、Z 轴均不移动，系统内部对 X、Z 的数值进行记忆，显示器上的坐标值发生了变化，这就相当于在系统内部建立了以工件原点为坐标原点的工件坐标系。 （二）尺寸系统的编程方法 1绝对尺寸和增量尺寸 在数控编程时，刀具位置的坐标通常有两种表示方式：一种是绝对坐标，另一种是增量（相对）坐标，数控车床编程时，可采用绝对值编程、增量值编程或者二者混合编程。 （1）绝对值编程：所有坐标点的坐标值都是从工件坐标系的原点计算的，称为绝对坐标，用 X、Z 表
10、示。 （2）增量值编程：坐标系中的坐标值是相对于刀具的前一位置（或起点）计算的，称为增量（相对）坐标。X 轴坐标用 U 表示， Z 轴坐标用 W 表示，正负由运动方向确定。 2直径编程与半径编程 数控车床编程时，由于所加工的回转体零件的截面为圆形，所以其径向尺寸就有直径和半径两种表示方法。采用哪种方法是由系统的参数决定的。数控车床出厂时一般设定为直径编程，所以程序中的 X 轴方向的尺寸为直径值。如果需要用半径编程，则需要改变系统中的相关参数，使系统处于半径编程状态。最近 20 年来, 信息技术的急剧发展大大激发和增加了制造系统的上层智能功能;下一个 20 年,智能将延伸到工厂的车间底层,控制器
11、将具有更高性能和更多功能;由于控制器的柔性,单台机床将变得更加灵活和精巧 ;可以广泛地进行通信;方便地进行集成和重构;对过程进行测量,预示结果 ,诊断故障,避免事故;并按照科学的模式进行加工,达到最佳的生产效率。CNC 控制器的性能进一步提高、具有更多功能 1 多坐标、多系统控制比如 FANUC 最新的高档控制器 11S30i-MODEL A 系统,最大控制系统数为 10 个系统( 通道), 最多轴数和最大主轴配置数为 40 轴,其中进给轴 32 轴, 主轴为 8 轴, 最大同时控制轴数为 24 轴/ 系统。最大 PMC 系统为3 个系统。最大 I/O 点数为 4096 点/4096 点,PM
12、C 基本命令速度为 25ns。最大可预读程序段:1000 段。这是当前世界配置最高的数控系统。由于具有多轴多系统配置,因此特别适合大型自动机床 ,复合机床,多头机床等的需要。2 高精、高速加工功能高精、高速的加工,除了机械设计和制造要保证能实现目标外,对 CNC 系统的要求主要是处理速度快、控制精度高。采用前馈控制,以补偿由于. 。驱动装置他是数控机床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。他在数控装置的控制下通过电气或电液伺服系统实现主轴和进给驱动。当几个进给联动时，可以完成定位、直线、平面曲线和空间曲线的加工。辅助装置指数控机床的一些必要的配套部件，用以保证数
13、控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。它包括液压和气动装置、排屑装置、交换工作台、数控转台和数控分度头，监控检测装置，还有安全报警系统等。编程及其他附属设备可用来在机外进行零件的程序编制、存储等。机身部分；1）铸件，这是最主要的的部分，直接影响着产品的精度、稳定性、耐磨度，机床的寿 命。铸件 做好了之后，不是马上就用到生产当中，好的铸件是那是经过风吹雨打，阳光暴晒，经过自然风化，有的还通过海水对其进行浸泡，待到铸件不变行后再拿到加工当中，这样做出来的机床不容易变型，能长时间保持机床的稳定性，保持精度。2）主轴，主轴是用来直接面对加工工件，他由电机带动工作，进行高速旋转，在主轴上装上刀
14、柄，就可以对加工件进行切屑，满足各种生产需要，主轴的好坏也会直接影响加工精度，内部轴承如果有磨损就容易造成主轴的摇摆加工出来的东西精度自然有偏差几个丝。现主轴的转速一般在 8000 转左右，高速机可以做到 2 万转以上，传统的加工中心每台机只有一个主轴，而本设备具有三轴驱动。这就是独到之处。3）丝杆，也是机身一部分，它由伺服电机驱动，通过丝杆铜套带动工作台的位移，实现加工需要，丝杆如果有间隙，也一样直接体现在加工精度，及光洁度上面。4）电机，电机有伺服电机和变频电机两种，用伺服电机稳定性好，主轴驱动电机功率大，三轴驱动电机协率小。5）联轴器，在丝杆与电机之间都加装有联轴器，只是一个连动作用。6
15、）润滑冷动系统，由机油自动泵油机，主轴油冷机，和切屑液循环系统组成。机油自动给油，不需人工可以自动泵油，在机床工作时，几分钟泵油 一次，油管接到各个角落，如丝杆，导轨，等处，如果油路不通极易造成导轨磨损，影响精度。主轴油冷是为了给主轴降温而加的一个循环冷动系统，8000 转的主轴可要可不要，8000 转以上的主轴一定要配。切屑液循环系统由抽油马达将油箱的油抽上来冲到正在加工的工件上。7）钣金，对钣金的要求不是太高，只要不漏油就行，但也牵涉到外观美观，形象的问题。系统部分：1）显示器，现在大都是用液晶彩显的了。2）操作面板 3）处理器，4）驱动器系统的构造原理很复杂，但一般很少坏，市面上主要有日
16、本法兰克系统，日本三菱系统，德国西门子。等等。国内本土数控机床企业大多处于“粗放型”阶段，在产品设计水平、质量、精度、性能等方面与国外先进水平相比落后了 5-10 年；在高、精、尖技术方面的差距则达到了 10-15 年。同时中国在应用技术及技术集成方面的能力也还比较低，相关的技术规范和标准的研究制定相对滞后，国产的数控机床还没有形成品牌效应。同时，中国的数控机床产业目前还缺少完善的技术培训、服务网络等支撑体系，市场营销能力和经营管理水平也不高。更重要原因是缺乏自主创新能力，完全拥有自主知识产权的数控系统少之又少，制约了数控机床产业的发展。国外公司在中国数控系统销量中的 80%以上是普及型数控系
17、统。如果我们能在普及型数控系统产品快速产业化上取得突破，中国数控系统产业就有望从根本上实现战略反击。同时，还要建立起比较完备的高档数控系统的自主创新体系，提高中国的自主设计、开发和成套生产能力，创建国产自主品牌产品，提高中国高档数控系统总体技术水平。产品特色：与传统的该类设备不同，本产品采用的是旋转冷轧方式加工产品。传统液压加工一个工件大概需要 140 秒（以灯罩为例） ，旋转冷轧只需 40 秒左右，大大提高了工作效率，降低了生产成本。且能加工给类大小的灯罩，炊具，工艺品等五金行业批量生产。该设备采用 CNC 全自动控制系统，操作简单（可自动/手动/ 单动） ，具有很高的灵活性，通用性，可靠性
18、，易于实现许多复杂的功能和使用维修方便。只要有小学文化，经过半天的培训，即可上机操作。本机的进给动力采用的伺服电机，噪音小（基本实现无噪音） ，精度高（实现了位置，速度和力矩的闭环控制；克服了步进电机失步的问题） ，转速快（高速性能好，一般额定转速能达到 20003000 转） ，适应性好（抗过载能力强，能承受三倍于额定转矩的负载，对有瞬间负载波动和要求快速起动的反应快） ，稳定性高（低速运行平稳，低速运行时不会产生类似于步进电机的步进运行现象） 。随着工业自动化的发展，由于液压系统具有体积小，重量轻，功率大，工作平稳且可实现大范围内的无级调速等独特的优点，所以作为机械设备过程控制系统和自动化
19、系统的执行机构，其应用日用广泛。但液压设备的又元件和工作都在封闭的油路内工作，液压设备中只是靠有限的几个压力表和流量计等来指示系统的工作状态。他的故障具有隐蔽性，多样性，不确定性和因果关系复杂性等特点。故障出现后不易查找原因。液压系统一旦发生故障，不仅导致设备受损，产品质量下降，生产线停工，而且可能危及人身安全，造成环境污染，带来巨大的经济损失。本产品采用的是气缸夹紧方式，避免了传统的液压夹紧，人工夹紧的弊端。具有：稳定的保证工件的加工精度，提高了机械加工的劳动的生产率，结构简单有良好的结构工艺性和劳动条件，降低了工件的生产成本。1、优点：对于空心结构件，传统的制造工艺是先冲压成形两个半片，然
20、后再焊接成整体，而旋压成形则可以一次整体成形沿构件截面有变化的空心结构件。与冲压焊接工艺相比，旋压成形技术和工艺有以下主要优点： 1】.减轻质量，节约材料。对于汽车发动机托架、散热器支架等典型零件，旋压成形件比冲压件减轻 20%40% ；对于空心阶梯轴类零件，可以减轻40%50%的重量。 2】.减少零件和模具数量，降低模具费用。旋压成形件通常只需要 1 套模具，而冲压件大多需要多套模具。旋压成形的发动机托架零件由 6 个减少到 1 个，散热器支架零件由 17 个减少到 10 个。 3】.可减少后续机械加工和组装的焊接量。以散热器支架为例，散热面积增加43%，焊点由 174 个减少到 20 个，
21、工序由 13 道减少到 6 道，生产率提高66%。 4】.提高强度与刚度，尤其是疲劳强度，如旋压成形的散热器支架，其刚度在垂直方向可提高 39%，水平方向可提高 50%。 5】.降低生产成本。根据对已应用旋压成形零件的统计分析，旋压成形件的生产成本比冲压件平均降低 15%20%,模具费用降低 20%30%。2、优势：与传统的冲压工艺相比，旋压成形工艺在减轻重量、减少零件数量和模具数量、提高刚度与强度、降低生产成本等方面具有明显的技术和经济优势，在工业领域尤其是汽车工业中得到了越来越多的应用。 在汽车工业及航空、航天等领域，减轻结构质量以节约运行中的能量是人们长期追求的目标，也是先进制造技术发展的趋势之一。旋压成形就是为实现结构轻量化的一种先进制造技术。 旋压成形也被称为“ 内高压成形” ，它的基本原理是以管材作为坯料，在管材内部施加超高压液体同时，对管坯的两端施加轴向推力，进行补料。在两种外力的共同作用下，管坯材料发生塑性变形，并最终与模具型腔内壁贴合，得到形状与精度均符合技术要求的中空零件。发展方向CNC 数控技术加工具有余量均匀、精确，模具整体外观效果好的明显优势，总的来讲该设备具有很好的发展方向，有较高的发展前景。
