[发明专利]一种垫层旋压方法

说明书

本发明涉及一种垫层旋压方法，具体采用旋压模具与旋压件之间增加垫层的方法，解决了分瓣旋压模具引起的内表面质量差的问题；由于增加垫层后需要考虑垫层与旋压件分离的问题，为此本发明还提出了选择低熔点材料作为垫层的方法，以垫层材料熔点比旋压件热处理温度低为最佳；此外，由于板材坯料旋压成形无法脱模的结构，其变形角度大于90°，变形非常剧烈，若采用正式坯料与垫层材料同时旋压成形的方法，垫层在随坯料变形过程中易于出现褶皱的现象，垫层局部折叠导致正式旋压件的壁厚不可控；因此本发明采用先对垫层材料进行旋压成形，然后再对正式坯料进行旋压成形，使坯料逐步贴合垫层的逐层旋压成型的方法。

技术领域

本发明属于旋压成形技术领域，尤其涉及一种垫层旋压方法。

背景技术

旋压是用于成形薄壁空心回转零件的一种金属塑性成形方法(如附图1)。它是借助旋轮等工具对旋转的坯料施加压力，使之产生连续的局部塑性变形而成形。通常是先将金属平板坯料或预制坯料卡紧在旋压机的模具上，由主轴带动模具和坯料旋转，然后旋轮以一定的轨迹和移动速率对坯料施加压力，使坯料产生连续、逐点的塑性变形，从而获得各种母线形状的空心旋转体零件。

金属旋压通常用于开放形状的工件，多成形筒形件和锥形件，即成形末端直径不能小于其他部分直径，这样可以直接脱模(如附图2)。脱模后装卡新的坯料继续旋压成形。但是对于两端直径小，中间直径大的零件无法直接脱模(如附图3)，该类零件可以采用分瓣旋压模具进行成形，旋压成形后将模具和旋压件一起卸下，将分瓣模具逐个抽出，实现脱模(图4)。为了实现旋压件的高质量，因而国内外学者对旋压模具的设计及改进进行了大量的研究。

文献“Spinning process and die design for hemispherical shell,XingyunWang,Jing Liang,Xiaoming Zhang and Xiaohui Lin:Journal of forgingstampingtechnology,2017,42(06):145-149.”通过对半球形壳体类零件旋压成形过程进行分析，提出了半球形壳体两模法旋压工艺路线，通过制作模具，先使用预成形模具对坯料大端部分进行旋压，再使用成品模具进行旋压，最终旋压获得了满足尺寸要求的半球形壳体。

文献“Optimal design of spinning die for aluminum alloy wheel,LijuanZhang:Manufacturing TechnologyTool,2012,49(5):37-40.”对旋压模具进行了改进前后的分析，传统模具设计方法使旋压过程中模具对车轮在窗口部位起不到支撑作用，在旋压力的作用下，窗口部位较轮辐部位沿轴向变形大，造成了车轮端面不平。优化后，更改了毛坯预机加方式，在旋压过程中使模具对毛坯有支撑力，解决了车轮端面变形的问题。

文献“喷涂烘干室可调风嘴旋压成形分瓣式芯模设计,蔡欣:中国职协2015年度优秀科研成果获奖论文集(中册),2015:6.”提出了一种新的喷涂烘干室专用可调风嘴旋压成形分瓣式芯模的结构方案，解决了芯模取出困难的问题，节省了加工工时，降低了生产成本。

文献“Optimal design of spinning die for spin casting aluminum alloywheel,Shiwen Xu,Lijuan Zhang,Haiping Chang and Huayou Li:Journal of NetshapeForming Engineering,2018,10(2):122-125.”以某款车轮旋压模具为研究对象，对其旋压模具结构进行重新设计，增加定位滑块、垫板等设计，提高毛坯与模具的定位与配合，增强模具对毛坯的自适应性。旋压件的尺寸、性能均能够满足机加工和产品标准。