金屬旋壓加工成形技術的未來發展

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

當前，市場對于產品的形狀、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的進一步發展。本文結合作者的研究體會，以及一些來自于市場產品的動態，嘗試預測未來旋壓技術的發展趨勢。金屬旋壓加工,旋壓加工,旋壓制品加工。

專用計算機軟件預測旋壓成形技術

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雜性，有限元建模中需要考慮復雜的邊界條件，且為了得到較為精確的計算結果，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行一定程度的仿真模擬，但是，建模的復雜性、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用。因此，如何進一步降低建模的復雜性、建立能夠反映實際材料力學性能的材料模型及加快計算速度，成為未來旋壓仿真技術的發展方向。第一，可以進行仿真軟件與數控旋壓機的接口開發，使軟件可以直接讀取旋輪的運動軌跡及芯模旋轉定義。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，進一步提高旋壓仿真的計算速度。

向復雜回轉體轉變的成形技術

目前一些復雜的回轉體零件通常采用旋壓與焊接相結合的成形工藝，但其焊縫處的性能較差，容易發生失效。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。計算機數控系統的出現，使得旋壓機可以精確控制旋輪進給路線，進而能夠加工形狀復雜的工件，如高壓屏蔽罩、汽車輪轂等，因而旋壓成形技術也由簡單回轉體成形向復雜回轉體產品一體成形轉變。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品成形技術

在旋壓變形后，材料的彈性變形會導致金屬材料有一定程度的反彈。當利用旋壓技術加工大尺寸壁厚產品時，這種材料反彈造成的尺寸增加效應更加明顯，往往需要進一步精加工才能達到所需精度的尺寸，這是影響旋壓成形尺寸精度的一個重要因素。對此進行改善的途徑有：針對不同的材料建立材料成形數據庫，提前對材料的尺寸進行補償；發展高精度的數控旋壓裝備。目前，采用計算機數字控制（CNC）技術的旋壓機是旋壓機制造的主流。而今后，數控旋壓裝備更是朝著高精度、高自動化、多用途的方向發展。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

金屬旋壓加工,旋壓加工,旋壓制品加工。現代制造業的需求以及旋壓裝備的發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用到了旋壓成形技術中。這些合金比強度非常高，具有廣闊的應用前景。隨著航空航天工業以及汽車工業等需求的不斷增加，高性能新材料的旋壓成形技術需要進一步探究，旋壓產品將向更輕、更薄和性能更佳的方向發展。

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