旋压成型适用于直径较大或壁厚较薄的不锈钢封头,尤其适合多品种、小批量的生产模式。旋压操作人员需要根据封头规格和材料特性,调节旋轮轨迹、进给速度和芯模温度等工艺参数。
旋压设备分为普通旋压机和数控旋压机。普通旋压机依靠操作人员的经验控制旋轮的运动,适合形状简单的封头。数控旋压机通过编程实现旋轮的自动轨迹运动,适合复杂曲面和精密尺寸的封头。操作人员首先根据封头图纸编写加工程序,确定旋轮的起始点和终止点,以及各阶段的进给路径。
芯模是旋压成型的胎具,其形状与封头内表面一致。芯模表面需经过精加工和抛光,粗糙度要求较高。对于高温旋压的封头,芯模内部可通水冷却,防止热膨胀影响尺寸。安装芯模时,需要校准其与主轴的同轴度,偏差应控制在0.1毫米以内。坯料通过压紧环固定在芯模上,压紧力需均匀分布,避免坯料偏斜。
旋轮的选择和安装影响旋压效果。旋轮的材料通常为工具钢或硬质合金,工作表面经过淬火处理,硬度较高。旋轮的圆角半径决定接触应力,圆角半径过小会划伤工件表面,过大则成型阻力大。操作人员根据封头材料厚度选择合适的旋轮,安装后检查旋轮与芯模的间隙,确保间隙均匀。
旋压过程分为预成型、主成型和精整形三个阶段。预成型阶段,旋轮从坯料边缘开始向中心移动,使坯料逐渐贴模。进给速度应较慢,防止材料起皱。主成型阶段,旋轮沿芯模曲面移动,完成大部分的变形。此时进给速度可以适当加快,但需观察材料的流动情况,若出现起皱或隆起,应暂停并调整。精整形阶段,旋轮在封头表面多次光整,消除波纹和压痕,提高表面光洁度。
对于不锈钢和钛合金等难变形材料,可采用热旋压工艺。在旋压过程中使用氧乙炔火焰或感应加热装置,将坯料加热至一定温度,提高塑性。加热温度需要控制均匀,防止局部过热。操作人员通过红外测温仪监控温度,当温度低于设定值时,补充加热。热旋压完成后,封头需要在保护气氛中缓冷,防止氧化。
旋压成型后的壁厚测量是检验质量的重要手段。使用超声波测厚仪在封头表面多点测量,尤其关注底部和转角区域的减薄量。旋压工艺的壁厚减薄率一般控制在20%至30%之间,超过此范围可能影响强度。如果发现局部减薄超差,可以调整旋压轨迹或增加旋压道次来改善。
旋压设备的日常维护包括导轨润滑、主轴轴承检查和旋轮修磨。导轨和丝杠需定期加注润滑油,保持运动精度。主轴轴承在使用一段时间后会出现间隙,需要调整或更换。旋轮磨损后可通过磨削恢复其几何形状,但多次修磨后需更换新旋轮。通过合理的工艺调节和设备维护,旋压成型的封头能够满足压力容器的使用要求。