
封頭旋壓成形是通過旋轉與進給運動的協同作用,將平板或預成形坯料逐步變形為回轉曲面零件的工藝,廣泛應用于壓力容器、儲罐等設備的端部封閉結構制造。該工藝利用金屬材料的塑性流動特性,通過局部連續塑性變形替代整體沖壓,可減少材料浪費并降低大型設備的成形難度。
成形原理基于“點-線-面”的漸進變形過程:坯料隨主軸旋轉,旋輪沿預定軌跡進給,對坯料施加徑向壓力與軸向推力,使材料產生塑性彎曲與延展。初始階段,旋輪與坯料接觸區域形成局部塑性區,隨旋轉運動擴展為環形變形帶;持續進給下,變形帶沿徑向移動,坯料逐步貼合模具曲面,形成封頭的球面、橢圓或碟形輪廓。模具曲面形狀決定封頭的幾何尺寸,旋輪運動軌跡則影響材料流動均勻性。
關鍵控制需聚焦三個核心維度。一是旋輪參數,包括旋輪形狀(如圓角半徑、工作曲面)與安裝角度:圓角過小易導致材料過度變薄,角度偏差會引發局部起皺;需根據材料厚度與延展性動態調整,確保變形區應力分布均勻。二是工藝參數協同,主軸轉速與旋輪進給速度需匹配:轉速過高易因離心力導致坯料失穩,進給過快則使變形不充分,產生回彈;通常需通過試錯法確定適配的參數組合,兼顧成形效率與表面質量。
三是變形過程監測,重點關注壁厚變化與缺陷預防。旋壓過程中,材料向邊緣流動時厚度會自然減薄,需通過多道次旋壓逐步成形,避免單次變形量過大導致開裂;若發現局部鼓包或褶皺,需及時調整旋輪壓力或進給方向,利用后續道次修正缺陷。此外,坯料與模具的對中性、潤滑條件(如潤滑劑種類與涂覆量)也會影響成形穩定性,需在工藝文件中明確規范。
封頭旋壓成形的質量依賴原理認知與參數控制的深度結合。通過優化旋輪設計、協同工藝參數及強化過程監測,可實現材料的精準塑性流動,保障封頭幾何精度與力學性能。實際生產中,需根據材料特性(如強度、延伸率)與封頭規格制定差異化工藝方案,通過小批量試制驗證后再批量應用,以平衡成形效率與產品可靠性。