手工旋壓加工的難點和重點：沖壓工藝重點難點

　　第一節沖壓工藝概述沖壓加工可以很高的效率對板材實施塑性成形加工，此外，與其他加工方法相比較，具有生產效率高、料利用率高、零件互換性好及成形零件機械性能好的特點。由于沖壓加工方法具有獨特的技術優勢，在制造領域中的應用越來越廣泛。在航空航天、兵器、船舶、汽車、電氣、儀表等生產中，沖壓加工技術已經成為不可缺少的重要加工方法之一。目前，沖壓加工及其模具技術的發展主要集中在金屬塑性成形理論與工藝研究、沖壓加工過程的計算機輔助分析、開發研制成形新工藝及新型模具、以及生產自動化和柔性化等方面。第二節沖壓工藝分類及特點在沖壓加工中，根據工件的形狀尺寸要求以至于生產綱領不同，將采用不同形式的加工工藝方法。如果按板料的變形性質，可將沖壓加工分為分離和成形兩大工序。也可按照工序的組合形式，將沖壓加工分為簡單工序和組合工序兩大類。要求掌握板料沖壓加工的分類及特點，清楚組合沖壓中連續沖壓與復合沖壓的區別。第三節沖壓材料沖壓用材料與成形技術是沖壓加工過程的兩個重要組成部分。沖壓加工質量不僅與沖壓工藝方案、模具結構及制造精度有關，還受沖壓材料的直接影響而不同。為了生產高質量沖件，必須正確選用合適的沖壓材料。但實際上，沖壓用材料往往是根據其使用性能及其生產綱領所選定的，這時，則要求沖壓工藝方案和模具結構必須與選定材料相適應。因此，必須深入了解所用沖壓材料的成形性能，才能正確制定沖壓工藝方案并合理設計制造相應的沖壓模具。要求掌握金屬板料的沖壓工藝性能，其中包括成形極限即板料失穩的含義，如拉伸失穩中的集中性失穩和分散性失穩。要求掌握常用金屬板料力學性能的含義、表示方法，如強度及屈強比、伸長率、斷面收縮率、硬化指數、各向異性系數對板料沖壓加工的影響。金屬板料的化學成分、組織對塑性加工的影響，如隨著含碳量增高，板料變硬變脆等。介紹高強度鋼板、DH烘烤硬化鋼板、復合鋼板等新型沖壓鋼板，并簡單介紹它們的性能。簡要介紹剪床、曲柄壓力機、摩擦壓力機、液壓壓力機等沖壓用設備，并壓力機閉合高度、裝模高度及其與模具尺寸的相關關系，以及曲柄壓力機打料橫梁、液壓壓力機液壓墊和氣墊的基本結構。重點：多晶體金屬的一個重要特點是變形不均勻性，它是因晶體結構對滑移變形的相應程度不同所造成的微觀變形不均勻性。而經過軋制等一次塑性變形而存在纖維的沖壓用板料來說，塑性變形時會因受力方向不同而表現出宏觀變形不均勻性。需要學生認識并理解這種各向異性對板料沖壓成形質量和成形極限的影響，并能夠在沖壓工藝設計、模具設計中引起充分注意。掌握各行業金屬板料的特性，例如航空板料和汽車外覆蓋件用板料除需要較高的成形性能、較高的機械強度和較輕的重量外，通常還需要具有相應的可焊接性。各種壓力加工設備與板料成形工藝的相適應性問題。與沖裁工藝確定設備方法不同，在選擇彎曲、鋼板沖裁力計算深拉深用曲柄壓力機時，必須了解其額定壓力角范圍，并根據壓力機壓力曲線確定能否選用。難點：金屬變形失穩的本質（非均勻變形的開始）是什么？如何界定。金屬變形的集中性失穩與分散性失穩的區別是什么？成形極限與應變徑相關性，但極限應力與應變徑無關的概念。板料硬化指數和厚向異型系數對不同形式板料沖壓加工的影響。關鍵詞：沖壓工作沖壓招聘沖壓英才網：http//cy.jdjob88.com

手工旋壓加工的難點和重點：工藝品旋壓加工如何進行旋壓縮口

　　工作臺移動時，帶動轉位器中的齒條上的滾輪在角度規的滑槽中滑動。由于角度規的滑槽與工作臺運動方向存在一定的角度（人為預先設定的），而給了滾輪一個與工作臺運動方向垂直的作用力，使滾輪帶動齒條移動，齒條帶動齒輪使轉位器的主軸旋轉，通過固聯在轉位器主軸上的夾盤，帶動安裝在夾盤與尾座頂尖之間的滾刀旋轉，滾刀在相對于砂輪軸向移動的同時增加了一個附加轉動，使砂輪在滾刀的前刀面上加工出與角度規滑槽和工作臺運動方向夾角一致的螺旋角度，實現滾刀的刃磨（如果齒條安裝在齒輪的上方，則加工出的螺旋角與角度規滑槽和工作臺運動方向夾角的旋向相反）。

　　該裝置操作簡單，調整方便。機床滾刀前刀面螺旋角的確定滾刀刃磨時需先對刀具的螺旋角進行測量確定（測量方法此不贅述），再根據測定的螺旋角度調整角度規的角度，通過螺旋角仿形金屬旋壓加工裝置也可完成這個過程。具體操作方法：將已磨損的帶螺旋角的刀具用芯軸安裝在轉位器的夾盤上，并用尾座頂尖支撐；在工具磨床的主軸上安裝與砂輪形狀相似的用金屬材料制成的模擬刀具并調整機床，讓模擬刀具落入被測刀具的螺旋槽內，松開角度規的鎖緊螺母，用手搖方式使工作臺移動；由于模擬刀具的限位，在工作臺移動的同時，模擬刀具迫使工件轉動，帶動固聯在轉位器主軸上的齒輪轉動，使齒條產生位移，齒條位移時通過滾輪給角度規一個橫向推力，使角度規產生轉動，得到與被測刀具螺旋角一致的角度；螺旋角測定好后，擰緊角度規的鎖緊螺母，卸下被測工件模擬刀.

　　如何仿照螺旋角制作齒輪滾刀具，換上砂輪，即可對滾刀前刀面進行刃磨加工。使用效果用該螺旋角仿形加工裝置對某機械廠一臺老式工具磨床進行改造，用于齒輪滾刀的螺旋槽面（前刀面）刃磨，取得了很好的效果。除齒輪滾刀外，在用該裝置改造后的工具磨床上還可刃磨銑刀、鉆頭、鉸刀等其它帶螺旋槽的刀具。

　　工藝品旋壓加工分析該零件是拉伸與縮口的復合件，工藝難點在縮口旋壓加工。由于零件生產批量不大，采用多套簡單?；蜉^為復雜的復合模 數控旋壓加工均不太經濟。要完成零件加工，拉伸模和縮口模是必不可少的。除此之外，板料的各向異性及拉伸模間隙的不均，將導致拉伸后零件的頂端不齊，因此還須對零件頂端進行平整修邊。考慮到拉伸后的零件為一薄殼件、材料強度較低、剛性較差等實際情況，又難以解決修邊問題；采用旋壓加工自然能解決縮口難題，但必須具有旋壓車床，同時產品質量依賴于操作工人的技術水平，生產效率低、勞動強度大。車用內漲式縮口輔具設計綜合上述分析，設計了車用內漲式縮口輔具。在坯料拉伸完成后，可直接在車床上利用車用縮口輔具進行旋壓和車削修邊，生產出合格零件。輔具結構及工作過程拉伸好的零件通過車用內漲式縮口輔具進行旋壓縮口。

手工旋壓加工的難點和重點：旋壓工藝步驟、難點與沖壓機加工的不同之處

　　燈罩，儀器殼、炮彈殼、管弦樂器、運動水壺、盆子、容器、深桶鍋……這些是怎么加工制造的呢？傳統的車、鉗、鉚、焊，沖壓等大家基本都見過，今天我們就來介紹下另一種產品常見，但很少人了解的的加工工藝：旋壓。

　　旋壓工藝是將金屬板材或坯料固定在模具上，在坯料隨主軸轉動的同時，用旋輪或壓棒加壓于坯料，使之產生塑性變形。

　　旋壓可以完成各種復雜鈑金零件的一次性成型加工，是一種鈑金成型的特殊方法。可以利用旋壓方法完成拉深、翻邊、縮口、脹形和卷邊等的復雜鈑金零件的幾何特征。避免多模具逐次沖壓、節約成本。

　　隨著時代的發展，旋壓機已經發展到了全數控旋壓機，無論是加工精度，尺寸，表面整潔度、光滑度都遠超早期的手工旋壓機。并且全數控控制，無需人工操作。在大型金屬件加工領域，容器封頭、壓力罐、水泥運輸車罐封底封頭等，都是用數控旋壓機加工完成。

　　日本旋壓工藝怎么樣？今天就帶大家走進日本北嶋拉深制作所，看看他們的旋壓工藝如何？

　　使用的材質包括鐵、鋁、不銹鋼、銅、黃銅等金屬材料的旋壓加工業務。有時候也會進行黃金、白銀、白金等貴金屬的加工。另外最近被稱為稀有金屬的鉬、鎢、鉭、鈦等硬度較高的金屬加工委托業務也在不斷增加。從飲料罐樣品到人造衛星設備、飛機、半導體制造裝置的零部件、再到巨大的衛星天線等，他們承接大大小小各種零件的旋壓加工業務。

　　北嶋拉深制作所正在制作拋物面天線

　　旋壓工藝首先是將金屬板坯切割為圓形。接著將這塊圓形金屬板和模具安裝在旋壓機床上，讓它們一起高速旋轉，一邊抹潤滑劑，一邊用“趕棒”對金屬板推壓使其緊貼模具以完成塑形加工。

　　開始旋壓工藝之前，先用一種叫做圓盤剪的機器把金屬板坯切割成圓形。

　　集中全身的每一根神經，邊移動兩腿交替承受體重邊用趕棒向坯料均衡施壓使其成形。

　　一邊調整趕棒支點的按鈕位置，一邊用趕棒小心翼翼地進行操作。

　　在制作所里我們看到了如此巨大的模具，還看到了最里面的木制模具。

　　成形件中的大型衛星天線

　　加工過程中需要多次根據敲擊金屬板坯時發出的聲音及從“趕棒”處傳來的感覺，來判斷板坯是否依照模具完美成形。如果一下子用力過度會導致產品報廢，所以大師級技工們在進行旋壓工藝時全身的每一根神經都需高度集中，一邊用兩腿交替承受體重一邊用“趕棒”對板坯均勻施壓。

　　左：時而噴涂潤滑蠟，時而用趕棒對金屬板坯施壓使其瞬間成形

　　右：采用旋壓工藝將鉭金屬板坯塑形加工成坩堝的場景

　　上文我們對旋壓成型操作流程有了一定了解，下面來從北嶋拉深制作所的角度看看他們旋壓工藝的理解：

　　旋壓工藝與沖壓機加工的不同之處

　　因為金屬具有彈性，變形后還是會恢復原狀。因此，即使試圖將坯料緊貼模具使其成形，也會因為金屬的這種特性導致輕微的成形不良。相比“旋壓工藝”的均衡施壓緩慢成形，沖壓機加工時坯料局部受力，所以這種傾向更為明顯。因此對成品精度要求很高的金屬加工來說只有“旋壓工藝”才能實現。

　　此外，兩種工藝相比加工所需的模具數量也不同。沖壓機加工是將坯料夾在一對模具中間進行加工，所以永遠都需要成對的模具。而“旋壓工藝”只需一個模具就可以了，因而降低了模具成本。這就是為什么在樣品加工等少量生產上多采用“旋壓工藝”的原因。不過從生產性的角度來看，沖壓機加工更為有利。在對精度要求不那么高的大批量生產上，北嶋拉深制作所也同時采用自動旋壓機和沖壓機進行加工。

　　旋壓工藝難在哪里

　　當對厚度極薄的板坯（0.1mm左右）進行加工時，用“趕棒”輕輕一加壓就可能造成目標位置以外部分的變形，因而作業必須慎之又慎。反之，有些材質的金屬板坯厚度超過5mm時則需要加大力度。尤其是當對又硬又厚的金屬板進行加工時，如果用“趕棒”施加很大的壓力，很可能會導致支撐“趕棒”的下端（杠桿的支點）破損，或者“趕棒”的尖頭部位因無法承受力道而損壞。

　　此外，由于“旋壓工藝”是向金屬板均衡加壓使其延伸的加工工藝，僅用“趕棒”使金屬板塑形為又長又大的產品則需要極其高超的技術。旋壓工藝進行的操作需要憑感覺，所以成形產品顯露個性。無論是多么熟練的大師級技工，當身體狀態不好時，都不可避免會對產品的成形效果產生影響。

　　敢于嘗試和挑戰

　　我并不覺得我們的工作內容有什么特別。只是很多其他公司不想或不愿承接的業務，敝司都率先進行了嘗試和挑戰。而且一旦承接下某項業務，不管有多么困難也一定會圓滿完成。以遵守交貨期為例，就算實際加工作業并不像接訂單時所想的程序那樣順利推進，敝司也絕不會延期交貨。有些新客戶會對我們提交的報價單上的昂貴價格表示驚訝。但是我們很自信向客戶提供的產品絕對具有與此相當的價值。實際上過去也遇到過向報價較低的同行下了訂單之后，卻又因產品質量差而再次來敝司訂貨的客戶。

　　另外，當坯料材質為稀有金屬時，不僅加工困難，而且材料成本高昂。一般的金屬加工廠會考慮加工失敗時的風險而選擇放棄，而敝司為了積累經驗總是很積極地承接此類業務。敝司沒有營銷人員，這是因為我們認為只要能生產出品質優良的產品，產品本身就是最好的廣告。

　　手藝傳承，離不開經驗積累

　　前陣子敝司資格最老的大師級技工退休了。但是他的技術傳給了20、30、40等各個年齡層的技工，可以說技術被很好的傳承了下來。敝司從來都沒有什么旋壓加工的作業手冊。因為很多細節都要靠人的感覺，無法用語言來進行說明。新員工都是在和前輩員工一起工作的過程中，學到了老員工的很多經驗。從新員工到成為能獨當一面的技工最少需要10年的時間。根據不同的金屬類型和形狀，施壓的方法也各不相同，只能通過在各種加工現場勤勤懇懇地工作、慢慢積累來掌握技術。

　　享受制作過程本身

　　旋壓加工是從思考如何才能制作出客戶所委托的產品形狀開始的。我們不但自己制作模具，所有的趕棒也是自己加工制作的。挑戰過去從沒有人做過的東西、和那些被認為是旋壓工藝條件下無法加工的產品都會讓人感到工作的價值。以前曾有客戶委托我們塑形加工頭部很細的飲料罐。雖然在旋壓工藝條件下可以進行成形加工，但因為模具的頭部直徑很小，成形后無法將板坯從模具上取下來成了一大問題。經過反復試驗，為了讓產品成形后可以分解以便從模具上取下，我們采用預先將模具切割分段，成形加工時將模具連接起來使用的方法解決了這一問題。我們不僅僅滿足于旋壓加工技術，還致力于研究產品制造工藝，并對加工工具進行改良，用心體驗并享受制作這個過程本身。

　　北嶋拉深制作所的代表作品

　　九輪塔

　　據說在日本約有400家做旋壓加工的公司，他們的規模都在10人左右。雖然他們的規模都很小，然而旋壓加工也是用于制造小品種的機加工制品必不可少的技術之一。它也被認為是奠定日本精密制造業的基石之一。

　　圖片來源于JAXA，使用精密旋壓工藝制造的H-IIA火箭鼻錐體

　　來源：日本科技觀察、技術工程獅

手工旋壓加工的難點和重點：淺談數控旋壓機

　　數控旋壓機有很多種，從大類上分，有專用數控旋壓機，有通用數控旋壓機；從加工品種上分，有加工殼體類的數控銑床、加工中心，有加工軸類的數控車床、車削中心，凸輪數控磨床等；從加工的控制要求上分，有單軸數控的數控砂帶拋光機，有五聯動的數控切齒機、數控滾刀磨；從控制的復雜性上分，有簡易數控，有多通道數控；從驅動方式上分，有步進電動機，有直流伺服電動機，有交流同步伺服電動機，有交流異步伺服電動機，有直線電動機；從主軸驅動方式上分，有直流主軸電動機，有交流主軸電動機，有交流電主軸；從位置反饋方式上分，有全閉環反饋，有半閉環反饋，有開環控制等等。

　　數控旋壓機的良好柔性.高調整、加工精度高，早就被汽車制造者關注，60年代就開始進軍汽車零部件生產領域。由于其成本高，系統功能及效率不理想，而一直沒有得到廣泛應用。進入二十世紀九十年代，伴隨著市場競爭的加??；多品種生產來滿足市場的多樣化需要，直到滿足每一位用戶的需要，成為汽車制造者追求的目標，以數控旋壓機為主體的柔性制造單元，被大量使用。當今數控旋壓機的重點發展方向有兩個：

　　高速數控旋壓機，以高速度來達到高效率。目前的國際水平是主軸轉速≤25000rpm，加、減速度≤2.5g，快速移動≤160m/min，要達到這個新的水平，數控旋壓機的驅動、機械傳動、機械結構、刀具都要有很大的改進。機床的主軸必須使用電主軸，主軸承一般采用陶瓷軸承，難點是冷卻、潤滑，使用壽命一般20,000h。驅動一般采用直線電機加線性導軌（也有用靜壓導軌的），90m/min，1g的機床也有用大螺距雙滾珠絲桿預張緊方案的雙伺服電機驅動的。機械結構一般采用框架箱式結構。刀具采用高硬度高耐熱刀具，刀柄采用HSK對柄。

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