1 引言
在金屬加工工程領(lǐng)域，旋壓是金屬制品無屑成型加工的一種新技術(shù)。旋壓加工利用金屬的延展性，綜合了鍛壓、擠壓、拉伸、彎曲、環(huán)軋、橫軋和滾壓等工藝特點，實現(xiàn)少無切削加工的優(yōu)質(zhì)高效金屬成型過程。強力旋壓是本世紀五十年代以后迅速發(fā)展起來的。這種成型技術(shù)具有變形條件好、制品性能好、尺寸公差小、材料利用率高、制品范圍廣、可制程整體無縫空心回轉(zhuǎn)體零件等優(yōu)點。它已經(jīng)在各先進工業(yè)國家的工業(yè)部門中顯示出其先進性、實用性和經(jīng)濟性。旋壓技術(shù)和設備成功地應用，不僅促進了航空、火箭、導彈和人造衛(wèi)星等尖端技術(shù)地發(fā)展，而且在常規(guī)兵器、化工、冶金、機械制造、電子以及輕工民用等工業(yè)部門中，成為量大面廣的金屬加工技術(shù)裝備和產(chǎn)品。旋壓加工作為一項新技術(shù)與傳統(tǒng)工藝方法并行地發(fā)展著，并且已形成近代金屬壓力加工地一個新領(lǐng)域。
2 數(shù)控旋壓機設計
旋壓成型加工的工藝設備是旋壓機。利用旋壓加工設備將厚壁金屬筒形件，包括難熔金屬、有色金屬、不銹鋼等經(jīng)強力旋壓成各種尺寸的薄壁管材或異形旋壓加工成異形空心回轉(zhuǎn)件的加工。旋壓成形是將毛坯夾緊在模芯上,由旋壓機帶動模芯和毛坯一起以高速旋轉(zhuǎn)。同時利用滾輪的壓力和進給運動,使毛坯產(chǎn)生局部變形,最后獲得軸對稱零件。旋壓模具簡單,且為局部變形,可用功率和噸位較小的設備加工大型零件,多用于批量小而形狀復雜的零件。旋壓機原理是在工件高速旋轉(zhuǎn)時，通過強大的外力對工件按一定路徑進行擠壓，通過滾輪對材料進行反復趕壓,使其由點到線,由線到面最終導致工件熱變形形成需要的外形。根據(jù)需要的擠壓力不同，小型旋壓機通過伺服電機帶動螺桿產(chǎn)生壓力即可，一些大型強力旋壓機則需要通過液壓的方式來擠壓。
本例介紹的是鋼管旋壓機，主要是用于將管頭的直徑縮小，生產(chǎn)出的零件用于一些制冷行業(yè)。電氣控制系統(tǒng)采用中達電通PUTNC-H4-2數(shù)控系統(tǒng)+兩套臺達伺服系統(tǒng)，數(shù)控旋壓機圖片參見圖1，鋼管旋壓機的成型制品參見圖2。
圖1 數(shù)控旋壓機
圖2 旋壓縮管成型制品
2.1 旋壓機結(jié)構(gòu)原理
主軸：帶動工件旋轉(zhuǎn)。小輪：XY 軸工作臺帶動小輪按一定路徑對工件進行擠壓。車刀：旋壓完成后利用車刀對工件端面進行適當修整。送料機構(gòu)：相關(guān)動作見下面動作介紹。
2.2 數(shù)控系統(tǒng)設計
邏輯動作由括號內(nèi)的M碼控制，上料和下料的動作順序可參考后附的加工程序。
（1）送料進/退（M06/M07）：將工件送到一個可以推料進夾頭的位置，加工過程中送料架不能停在這個位置。
?。?）吹氣開/關(guān)（M08/M09）：對工件吹氣進行冷卻。
?。?）夾頭夾緊/松開（M10/M11）：夾持工件以便加工。
?。?）推料進/退（M12/M13）：由一個氣缸將工件送入主軸夾頭內(nèi)。
（5）尾座緊/松（M14/M15）：芯棒進到位后為防止加工過程中芯棒被擠出來尾座須夾緊。
（6）卸料進/退（M16/M17）：將工件從夾頭中頂出來。
（7）產(chǎn)料1進/退（M18/M19）：產(chǎn)料1和產(chǎn)料2配合保證每次只上一個料。
（8）產(chǎn)料2進/退（M20/M21）：產(chǎn)料1和產(chǎn)料2配合保證每次只上一個料。
?。?）芯棒進/退（M79/M78）：工件加工時對內(nèi)孔尺寸有要求，而旋壓在外表面進行不能保證內(nèi)孔尺寸，所以加工時需要將芯棒放入工件內(nèi)來保證內(nèi)孔尺寸。
?。?0）旋壓自動化：XY 軸工作臺帶動小輪按一定路徑對工件進行擠壓，不同的工件外形旋壓路徑不同。
2.3 自動化旋壓工藝軌跡設計
（1）軌跡設計。第一種自動化旋壓加工軌跡如圖3所示。第二種自動化旋壓加工軌跡如圖4所示。采用第一種進給方式優(yōu)點是編程簡單，工件表面光潔度好，但是容易導致工件變粗或拉斷，因此采用第二種進給方式。
單邊進給
雙邊進給 圖3 自動化旋壓加工軌跡（1） 單邊進給 雙邊進給 圖4 自動化旋壓加工軌跡（2）