發布日期：2022-04-27 點擊率：43
用成形技術制造的零件大多是大批量生產的零件。這類零件的制造廠商始終在努力節約成本，或者說是始終處于不得不節約每一分錢的壓力之下。而這個方面只能通過節省制造材料的新型零件和改進制造過程來實現。而后者通過接近最終形狀的成形加工方法就可以實現，這種方法既可用于實心成形加工，也可用于板材的成形加工。
激烈的市場競爭迫使企業重新考慮自己的制造過程。經濟合理的生產方法、節省材料，以及縮短時間，全部排在企業議事日程的最前面。而接近最終形狀的成形加工方法特別適合于這種需求。“成形技術的特點始終在于力爭盡量接近最終形狀，”Hochschule Ostwestfalen-Lippe大學的Friedhelm Jütte教授這樣斷言。多年來，這位教授一直潛心研究成形技術。據他所說，由于能源效率高、材料利用充分，以及加工的主工作時間短，接近最終形狀的成形加工法非常誘人。“最近幾年成形加工技術的發展目標越來越明確，就是不需要后續加工出可供安裝的功能面。”Jütte教授說。
但在實心成形加工中，接近最終形狀的加工方法在運動切齒上無法使用，成形技術則可以用于成形齒輪的制造。“但為了達到要求的精度，”Jütte教授說，“最后一道工序仍然要采用切削加工。”
不過，他認為，成形加工的缺點在于力過大，在成形過程中會改變幾何形狀的參數，會對精度產生直接的影響。這也是許多的試驗都將目標確定為把成形分為兩級的原因。同時，把幾何形狀放在第一級，用很大的力做預成形；在最終級，即所謂的成形定徑過程中進行最終的加工。“因為在確定精度的最終一級成形率小，因而出現的力也小，這時可以把精度提高若干個公差等級。”Jütte教授解釋說。
穩定器的外殼起初是采用擠壓成形，通過后面的定徑級，可以大大提高精度和表面質量。和原先使用的拉削刀具相比，在定徑級時簡單的成形刀具可以在液壓機上使用。“設計定徑級和預成形輪廓時，必須遵守一定的規則才能取得準確無誤的結果（見圖1）。”Jütte教授總結著經驗。
圖1 有刻度定徑的外殼部分裝有沖頭，這種沖頭精度高，并具有可以直接內裝的表面，
由于在定徑時只有極小的成形，因而也可以加工較脆材料
據瑞士Jona地區Heinrich Schmid Maschinen-und Werkzeugbau AG公司的Reinhard Bührer先生介紹，擺動壓力機才是真正接近最終形狀的成形方法（見圖2）。“有了它就可以高效地用相對較小的力，以及幾乎100%的接近最終形狀制造出旋轉對稱的零件。” Bührer先生說。
圖2 金屬零件在進行冷卻成形加工時，擺動技術可提供優于其他方法的許多優點
擺動技術屬于冷實心成形的范疇，成形力始終只作用于工件的部分表面。下模將坯件向上頂到上模里，上模圍繞擺動軸按照一定的搖擺角作圓周運動。擺角的大小在0~2之間，材料實際上是被軋進模里的，因而力始終只作用于工件的部分表面上。三十多年來，Heinrich Schmid AG公司一直在研究擺動成形法。從這些經驗中Bührer先生懂得：“由于傳統加工方法的生產率太低，因而對大批量生產的零件進行非切削加工就具有越來越重要的意義。因此，接近最終形狀或真正的最終形狀歷來是各種成形加工方法的目標。”對他來說，只有當成形加工法得到了徹底利用，達到相應的工藝條件規定的公差所允許的程度，才算是最終形狀。
圖3 強力旋壓適合大批量空心輪（如圖所示），以及小轎車差動變速器的加工
Ahlen市Winkelmann MSR Technology公司項目經理Dipl.-Ing. Christian Brinkmann先生認為，在功能上重要的尺寸和形狀需要通過后續加工才能真正接近零件的最終形狀。在Winkelmann公司，強力變薄旋壓是除粗軋、滾壓、擠壓、型壓和深沖之外的主要加工方法之一，在進行強力旋壓時，重要的尺寸和形狀可以按照最終形狀，也就是無需后續加工就可以制造出來。Brinkmann先生說：“強力旋壓既適用于小批量生產，也適用于大批量生產。”普通的年產量，如建筑車輛使用的汽車變速器摩擦片支架，一般在500~50000件之間。航空航天業使用的零件，如液壓氣缸（執行元件）的年產量，已知的規模約為15~1500件。汽車工業的零件，如差動變速器的空心輪或自動變速器的摩擦片支架，規模約在5000~10000件，都是通過強力旋壓制造的（見圖3）。“與傳統的加工方法如拉削和插削相比，在制造內齒輪零件方面強力旋壓具有突出的優點，因此可以獲得明顯的成本優勢（見圖4）。”Brinkmann先生透露，“在模具費用比較低的情況下，除了結構的可能性十分誘人外，費用低廉的單件價格往往使強力旋壓具有決定性的競爭優勢。”強力旋壓制成的零件接近最終形狀，只需要做一定的機械加工，即可達到直接安裝的精度。值得強調的是，由于這種方法的材料利用率高、機械加工少，因而具有經濟上的優勢，適合做強力旋壓成形的有板材、杯形坯料，或鍛造的預成形件。
圖4 強力旋壓芯棒，與其他加工方法如拉削或插削相比，強力旋壓在加工內齒輪時具有可觀的成本優勢
除了上面所說的接近最終形狀尺寸的零件成形方法之外，還有精密沖裁、模鍛或內部高壓成形等其他工藝技術。何種零件考慮采用何種加工方法，最終還是取決于零件的尺寸、材料，以及相應的用途。
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