燕山大学
本科毕业设计(论文)开题报告
一、旋压机国内外研究动态与选题的依据和内容
1.旋压技术的简介
旋压加工是利用旋压加工设备将厚壁金属筒形件，包括难熔金属、有色金属、不锈钢等经强力旋压成各种尺寸的薄壁管材或异形旋压加工成
异形空心回转件的加工技术。
主要优点：金属变形条件好、制品范围广、材料利用率高、制品利用好
率高、制品性能显著提高、制品表面粗糙度低，尺寸公差低等。
2.世界旋压机技术的发展史
旋压技术是一项具有悠久历史的传统技术，据文献记载最早起源于我国
唐代，由制陶工艺发展出了金属的旋压工艺。到20世纪中叶以后，随着
工业的发展和宇航事业的开拓，普旋工艺大规模应用于金属板料成形领
域，从而促进了该工艺的研究与发展。在二十世纪中叶以后，普通旋压
有了以下三个方面的重大进展：一是，普通旋压设备逐渐机械化与自动
化，在20世纪50年代出现了模拟手工旋压的设备，即采用液压助力器
等驱动旋轮往复移动，以实现进给和回程，因而减轻了劳动强度。二是，在20世纪60~70年代出现了能单向多道次进给的、电器液压程序控制的
半自动旋压机。三是，由于电子技术的发展，于20世纪60年代后期，
国外在半自动旋压机的基础上，发展了数控和录返式旋压机。这些设备
的快速发展将旋压工艺带进了中、大批量化的生产中。
3.我国旋压机的发展状况
我国旋压事业是从20世纪中叶开始发展起来的。当时国外的旋压技术已
经比较成熟和先进, 但由于旋压技术主要用于军工领域, 所以很难有学
习和借鉴的机会。我国老一代旋压工作者亲自动手作试验、摸索经验、
研制设备, 经过半个世纪的努力, 积累了大量的理论和实际经验。目
前, 全国从事旋压技术的单位有60 余家,拥有旋压设备200余台, 从
事旋压技术的人员近千名, 而旋压产品在各领域的广泛应用, 为我国
节省了大量的外汇。目前, 在技术上已接近国际先进水平。在理论研
究及技术推广等各方面都取得了很大的成绩, 许多自行设计制造的新
型、高精度数控旋压设备不断涌现, 广泛用于国防、化工、冶金、电
子和机械等方面。旋压工艺及其理论分析也已在各科研院所、工厂和大
专院校普遍开展。目前, 国内生产和使用的旋压机大部分已用数控系统
取代了液压控制系统, 自动化程度很高。在设备结构上采用了无级变速
主轴、速度恒定旋压
线、纵向进给不变旋轮、旋轮架静压导轨、旋轮进给光栅显示和内冷旋
压等先进设施。旋压的最大直径可达 10m , 最大长度达 8m 以上, 最
大旋压力达 1200Kn 。
旋压材料除一般常用材料外, 还包括了钨、钥、担、错、妮、钦合金和超高强度钢等, 不少产品的精度和性能已达到国外先进水平。从近
20 年来国内旋压技术的发展情况看, 旋压技术和设备主要表现为以下
特点: 1) 已作为金属塑性加工学和金属加工技术的一个分支出现在科学
技术领域和工业生产中。 2) 采用数控系统控制主轴转速、进给速度和
其有关参数, 使调整时间大大减少, 生产率显著高。 3) 旋压机普遍开
始系列化、标准化。 4) 各种旋压方法互相结合、旋压工艺和其他工艺
的相互配合已呈一种普遍趋势。 5) 一台旋压设备同时进行多种旋压工
艺或与其他工艺配合, 旋制多种规格的产品, 并向多能化方向发展。 6) 旋压设备向大型化、自动化和生产线方向发展。旋压制品尺寸也不断加
大。
表1-1是燕山大学研制开发的封头无胎冷旋压机。
4. 旋压设备的不同类型
旋压机按其运动方式、主轴方位、旋轮个数等可分为多种类型，而按其功用大致可分为强力旋压机、普旋机和专用旋压机。强力旋压机主要以流动旋压和剪切旋压成形为主，设备要求有较高的动静态刚度，所受旋压力及主轴扭矩较大。而普旋机主要成形有色金属复杂曲母线形面工件，设备旋轮头所受旋压力较小。
专用旋压机主要承担一种或较少种类似结构的工件加工任务，象气瓶收口机、轮毂旋压机、带轮旋压机等
旋压设备的关键装置：
控制系统、动力系统、主轴箱和导轨、旋轮座和旋轮头、旋压工装等
5.国内外旋压技术和设备的差距及各自的特点
我国旋压技术的发展状况与国外先进水平相比，无论是在产品种类、尺寸精度、设备能力和自动化程度等方面，还是在工艺理论研究方面还都有一定的差距。诸多科技工作者正在致力于该项研究工作，近20年来取得了较大发展，许多产品精度和性能都接近或达到了国外先进水平。国内少数高等院校，如哈尔滨工业大学、北航、西工大等，以及一些有实力的研究所已在研制CNC旋压机、并进行理论探讨和开发新工艺。尤其在近几年中，我国一些工厂从国外引进了先进的数控旋压机，使我国的旋压技术日趋成熟。国内许多研究所(如北航现代技术研究所、黑龙江旋压技术研究所、长春55所等)已经研制出了较稳定可靠的多种类型的旋压机，在国内市场已有一定份额，但部分机种仍依赖于进口。
国外在旋压领域不但拥有先进的设备而且掌握了成熟系统的旋压技术。如德国LEIFELD公司的ST56-75NC三轮强力旋压机可完成各种高精度薄壁筒形件多种曲母线的旋压。美国最大400T双轮立式旋压机可对任意合金筒形件进行加工，对某些精密件收口壁厚公差可达士0. 38mm，表面粗糙度Ra3.2。日本东芝机械公司的高效率旋压机将液压仿形与数控相结合来热旋各种形状的高压气瓶。
另外，国外特别是美国、日本、德国等许多发达国家的旋压技术日臻完善，不论在设备设计与制造、理论与工艺研究、旋压技术的应用等方面都有很大的发展。我国的旋压技术始于六十年代初期，经过几十年的努力，我国在旋压技术设备和旋压工艺理论基础研究方面（如旋压过程的应力-应变有限元分析、新工艺新方法及理论的探索研究）取得了很多的进展，使得旋压技术应用日益广泛，但仍不能适应我国国民经济发展的需要，特别是在理论研究方面至今仍然是一个薄弱环节，这已成为影响我国高档设备使用效率和旋压工艺进一步推广应用的制约因素。因此，加强旋压成形技术的理论研究，建立系统的基础性资料，是我国旋压技术发展中的一项重要内容。
6.研究的主轴箱及旋压辊部件简绍
主轴部件的主要功能, 是与顶紧缸一起压紧圆形板坯和驱动板坯旋转, 从而为成形辊和旋压辊夹住坯料共同由中心向边缘按一定弧线旋压, 使坯料在不断旋转中局部变形连续发生, 板坯旋成半径为R 的球冠状( 或称鼓状) , 便完成封头成形的第一段旋鼓, 第二段的翻边是成形辊不动, 停在封头的R 与r 的切点处( 实际操作时考虑弹性回复) , 旋压辊以成形辊的母线( 以考虑了弹复量
