三邊圓弧形截面薄壁零件的旋壓成形方法研究

王佰超，劉育良，孫立忠，張澧桐

（1.長春理工大學機電工程學院，吉林 長春 130022；2.中國兵器工業第五五研究所，吉林 長春 130022）

1 引言

非圓橫截面薄壁零件是指零件表面輪廓至中心的距離是變化的薄壁零件。相比圓截面零件，非圓橫截面薄壁零件在功能、靈活性和力學特性更具優勢，因此廣泛應用在航空航天、交通運輸、醫療設備及特種裝備等領域。例如，車輛的三元催化器等設備。

但是傳統的旋壓成形方法及設備主要以加工截面為圓形的零件為主，對于非圓截面的零件成形機理及工藝規律在近年來隨著產品需求增多才開始出現相關的研究。

在20世紀末，文獻［1-3］利用車床加工橢圓橫截面零件的十字滑槽機構進行橢圓形截面薄壁零件旋壓加工。但是其缺點是零件截面輪廓精度不高且壁厚分布不均勻導致了零件整體力學性能較差。此后相關學者又提出了旋輪隨零件輪廓不斷往復進給的原理進行非圓旋壓加工，基于該原理，2003 年及2006 年文獻［4-6］研發的設備通過保證旋壓成形中徑向旋壓力不變的方式控制旋輪運動，其缺點是由于無法精確保證旋輪運動軌跡，零件輪廓精度無法達到應用要求。文獻［7-10］基于同樣的成形原理，采用靠模驅動的方式完成旋輪徑向進給的高精度驅動與控制，對三邊圓弧形及三邊圓角形零件進行了旋輪軌跡計算及進行加工，取得了較好的加工成形精度。但缺點是靠模驅動所應用的模具，在設計及加工過程中較復雜，加工成本較高。……