筒形件無模旋壓的研究現(xiàn)狀及展望

王 軒，呂伯超，賈 震,，劉寶明，文彥臻,

(1.沈陽航空航天大學(xué) 機電工程學(xué)院，遼寧 沈陽 110136；2.沈陽航空航天大學(xué) 航空制造工藝數(shù)字化國防重點學(xué)科實驗室，遼寧 沈陽110136；3.沈陽航空航天大學(xué) 航空宇航學(xué)院，遼寧 沈陽 110136)

旋壓作為一種柔性好、材料利用率高、生產(chǎn)周期短的金屬加工方法得到了蓬勃的發(fā)展，在航天、航空以及汽車工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛[1-3]。至今已經(jīng)有大量旋壓技術(shù)的研究見諸報道，包括旋壓成形方法和旋壓件的組織特性、力學(xué)性能、缺陷控制等方面。

筒形件的旋壓成形過程中，帶有芯模的旋壓可使金屬材料在局部小范圍的擠壓下向特定的方向流動，這種連續(xù)的局部變形不斷積累，獲得材料更大范圍的變形，最終得到目標(biāo)形狀。該方法對于一些難變形的金屬也有較好的成形效果。芯模不僅能決定工件的成形形狀和尺寸精度，而且還可改善工件的組織和力學(xué)性能。因此，許多帶有輪齒、內(nèi)外加強筋的筒形零件以及一些曲母線的管件都采用旋壓的方法制造。于輝[4]對40 mm的小直徑管件采用單輪強力減薄旋壓實驗，分析了旋輪成形角等工藝參數(shù)對旋壓質(zhì)量的影響，改善工藝參數(shù)以后產(chǎn)品的力學(xué)性能、表面質(zhì)量以及圓度都得到了提升。楊延濤[3]進行了帶臺階的筒形件旋壓實驗。黑愛卿[5]對某型號飛機副油箱主體部分這類大尺寸薄壁筒形件成形技術(shù)進行了研究。朱寶行[6]研究旋壓薄壁筒形件內(nèi)筋高度的計算方法時，通過簡化芯模上凹槽的形狀在遵循塑性體積不變原則的前提下推導(dǎo)出了計算內(nèi)筋高度的計算方法。楊延濤[3]研究了Til300合金帶臺階筒形件的成形工藝。黃濤[7]研究提出了一種成形內(nèi)外齒的多輪行星旋壓方法，并且總結(jié)了內(nèi)外齒變形特點，易產(chǎn)生缺陷位置等。筒形件旋壓應(yīng)用廣泛，可以獲得外形精確、組織性能良好的零件。芯模的應(yīng)用給筒形件旋壓帶來以上優(yōu)勢，但同時也限制了旋壓技術(shù)的柔性，例如，對于某些脫模困難的形狀復(fù)雜工件以及小批量的筒管狀零件，帶芯模旋壓并不適用。

隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，一些工件的形狀、尺寸精度靠著精確的旋壓路徑即可得以保證，于是柔性更好的筒形件無模旋壓技術(shù)得以大力發(fā)展。本文作者所考察的筒形件無模旋壓為預(yù)設(shè)置的旋輪路徑軌跡下，筒形件被成形目標(biāo)形狀的旋壓成形技術(shù)，成形過程中并無仿形芯模的支撐。將筒形件無模旋壓研究先按照成形部位歸納為端部成形和中部成形兩類，然后再二級分類為軸對稱和非軸對稱旋壓進行綜述。

在對筒形件端部對稱旋壓、非對稱旋壓以及中部對稱旋壓的成形方法、微觀組織演化、易產(chǎn)生的缺陷及其抑制方法進行歸納總結(jié)后，提出了筒形件中部無模非對稱旋壓的設(shè)想，以期旋壓出更為復(fù)雜的形狀。

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1 筒形件端部無模旋壓

1.1 非軸對稱旋壓

此外，按溫度不同，旋壓可分為高溫?zé)嵝龎汉褪覝乩湫龎簝煞N。Huang[24]在高溫?zé)o模縮頸旋壓的有限元分析中指出，室溫下縮頸旋壓易出現(xiàn)筒形件端部破裂的失穩(wěn)；由于不同金屬在不同的溫度下延展性不同，旋壓溫度需要根據(jù)不同金屬的熱力學(xué)性能來選擇。

筒形件端部無模非軸對稱旋壓主要是對筒形端部進行非軸對稱形狀的縮口旋壓。與傳統(tǒng)軸對稱筒形件相比，特點在于端部橫截面由偏心圓組成，甚至端部回轉(zhuǎn)軸不在同一直線上。主要有橫截面相互平行且偏心錐體筒形件、軸線互成一定夾角傾斜類筒形件和端部母線為S型的筒形件，如圖1所示。雖然采用沖壓結(jié)合焊接工藝也能實現(xiàn)對非軸對稱筒形件的制造，但是這種工藝方法成形工序多、成形精度低、焊接難度大、焊縫強度低于母材的強度。因此，非軸對稱旋壓在這類筒形件制造中大顯身手。目前所采用的筒形件非對稱旋壓成形方法主要有兩種：一種是2～3個旋輪繞被旋壓筒形件公轉(zhuǎn)，通過平移筒形毛坯的軸線位置來成形；另一種固定筒形毛坯在機床主軸上并隨主軸轉(zhuǎn)動，設(shè)置特定的旋輪軸向和徑向軌跡來成形。以上兩種成形方法都有學(xué)者對其做了研究。

1.2.1 成形方法

圖1 典型軸對稱與非軸對稱筒形件[8]Fig.1 Typical axisymmetric and non-axisymmetric cylindrical parts

以上筒形件端部無模非軸對稱旋壓成形研究說明，筒形毛坯位置與旋輪軌跡的配合控制是其技術(shù)核心。非軸對稱筒形件端部無模旋壓的實現(xiàn)使非軸對稱筒形件加工工序與生產(chǎn)成本顯著降低，對旋壓技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。

越秀說：“這箱子，是春豬交給我的。春豬說，只要天上有圓圓的月亮，元帥就會寫字；元帥心中煩躁了，快要和胡人打仗了，他也會寫字。春豬還說，這兩個字，元帥寫了十幾年，有的被元帥撕了，有的被他留存下來……”

1.1.2 金屬流動變形特點

基于以上，43支MDT團隊不流于形式，而是從醫(yī)療技術(shù)水平、科研成果和人才培養(yǎng)等多方面得到強有力的帶動和提升，“它是一個全方位的促進，看似這個團隊好像沒有產(chǎn)出，但是它產(chǎn)出的全是高精尖的東西，它產(chǎn)出的是生產(chǎn)能力，而不是產(chǎn)品?！睂O湛說。

圖2 傾斜類管件車床旋壓原理[13]Fig.2 Spinning principle of inclined pipe fittings lathe

圖3 S形母線縮頸偏置管[14]Fig.3 S-shaped busbar necking-down offset tubes

按照旋輪個數(shù)可分為單旋輪旋壓和雙旋輪旋壓。李長勝[20]采用單旋輪無模旋壓了帶式運輸機托輥。Takahashi[25]對管件頸長與產(chǎn)生破壞缺陷的研究時采用了雙旋輪式無模旋壓實驗。通過對比發(fā)現(xiàn)，雙旋輪無模旋壓的筒形毛坯零件受力較為對稱，零件不容易失穩(wěn)。

圖4 旋輪公轉(zhuǎn)角-旋壓力曲線圖[15]Fig.4 Rotary wheel revolution angle-spinning pressure curve

1.1.3 缺陷產(chǎn)生的原因及其抑制方法

為了把握非對稱筒形件的無模旋壓穩(wěn)定成形條件，需要對其易產(chǎn)生的缺陷和相應(yīng)的抑制方法進行充分考察。夏琴香團隊[15-18]對三維非軸對稱管件旋壓進行了系統(tǒng)性的研究，其中探討了熱處理工藝規(guī)范以及工藝參數(shù)對被旋壓零件產(chǎn)生的影響，對比了不同熱處理狀態(tài)下的偏心錐形件和母線傾斜件的旋壓成形結(jié)果表明，擠壓態(tài)和固溶處理的工件成形后均出現(xiàn)了不同程度的擴口、破裂現(xiàn)象，唯獨退火處理的工件成形良好[15]，說明熱處理工藝條件也是影響三維非軸對稱無模旋壓的損傷破壞的因素。在工藝參數(shù)方面，對比了不同的進給比、道次名義壓下量所產(chǎn)生的缺陷以及抑制方法，道次名義壓下量過大、進給比偏小都會增大工件的加工硬化系數(shù)，加工硬化系數(shù)過大會使材料塑性降低，很容易產(chǎn)生破壞[17]，因此合適的名義壓下量和進給比是抑制破裂現(xiàn)象的重要手段。此外在三維非軸對稱管件縮頸旋壓的過程中也容易出現(xiàn)管壁局部增厚、局部減薄的缺陷，抑制此類缺陷的方法是采用正反向交替旋壓路徑[18]。

復(fù)雜且非常規(guī)的外形使非軸對稱筒形件旋壓比常規(guī)軸對稱旋壓件更容易產(chǎn)生裂紋破壞缺陷。由以上研究可以看出，主要的缺陷抑制途徑分為兩類：一類是對材料本身的組織進行改善，類似熱處理來抑制缺陷的產(chǎn)生；另一類則是在加工過程中通過優(yōu)化旋壓工藝參數(shù)來抑制缺陷的發(fā)生。因此若在加工前對材料進行合適的處理以及在加工時選擇合適的工藝參數(shù)，這些缺陷可得到有效抑制。

1.2 軸對稱旋壓

夏琴香[9]針對汽車排氣的需求，提出一種端部非軸對稱管件的旋壓方法，所得旋壓件如圖1所示。筒坯材料使用6061鋁合金，首先在450 ℃保溫1 h～1.5 h，而后降溫至300 ℃保溫1 h退火、空冷后，對其進行三旋輪往復(fù)多道次旋壓。在此旋壓過程中使用了自主研發(fā)的多功能旋壓機[10-12]。其工作原理為，旋輪安裝在機床主軸的法蘭盤上，即可跟隨機床主軸轉(zhuǎn)動，還能沿法蘭盤徑向移動；筒形毛坯裝卡在機床工作臺上，可水平移動但不旋轉(zhuǎn)；在每道次成形時，工件軸線平行偏移或者偏轉(zhuǎn)一角度。采用此種方法在無模的情況下將筒形毛坯端部進行旋壓成形，最終得到端部為偏心錐體或彎曲傾斜狀的筒形零件。Hirohiko[13]提出了對傾斜類管件進行同步多道次縮頸旋壓，讓端部非軸對稱無模旋壓在普通數(shù)控車床上也能實現(xiàn)。其方法為，利用普通數(shù)控車床(將刀具換成旋輪)，通過平面幾何知識建立數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)出了旋輪在徑向和軸向的位移方程，利用數(shù)控機床控制旋輪軌跡，由旋輪的徑向和軸向運動和機床主軸的轉(zhuǎn)動相互配合，最終成形偏心錐體或彎曲傾斜類管件，如圖2所示。該種方法對筒形件端部非軸對稱成形具有設(shè)備上的普適性，但其旋輪路徑軌跡方程獲取具有難度。Steve[14]也使用推導(dǎo)旋輪路徑公式的方法在數(shù)控機床上成形了端部為S形母線的縮頸偏置管件，如圖3所示，在此見證通過控制旋輪軌跡成形無模非軸對稱筒形件的可行性。

筒形件端部無模軸對稱旋壓主要用于對筒形件端部封口或者縮頸成形。涉及的產(chǎn)品主要有鈦合金無縫內(nèi)襯、帶式輸送機的托輥、蓄能器殼體、車用鋼制的天然氣瓶、氣動彈簧的管體[19-23]等。

管壁一側(cè)和靠近軸線的管壁一側(cè)兩區(qū)域的等效總應(yīng)變有明顯的不對稱性，在之后的旋壓試驗時從圓形網(wǎng)格變成橢圓形能夠體現(xiàn)。非軸對稱旋壓成形力分布較傳統(tǒng)的回轉(zhuǎn)體旋壓成形力有很大的不同：非軸對稱筒形件旋壓力與旋輪公轉(zhuǎn)角度具有如圖4所示曲線關(guān)系，指出在端部非對稱旋壓時，旋輪繞工件公轉(zhuǎn)360°范圍內(nèi)，旋壓力變化呈現(xiàn)出類似正余弦曲線波動的狀態(tài)，而傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)體零件旋壓的旋壓力變化趨勢則是簡單的一條直線。可見在成形特殊形狀工件時，非軸對稱旋壓在金屬變形以及力能變化方面都比傳統(tǒng)的軸對稱旋壓更加復(fù)雜，需要對旋壓變形路徑軌跡、工裝進行更精準(zhǔn)的設(shè)計，對旋壓設(shè)備也有更高要求。

淳道勇[19]在對無焊縫鈦內(nèi)襯旋壓工藝的研究中，針對難變形的鈦合金筒形件的收口產(chǎn)生的內(nèi)表面起褶皺、壁厚不均勻的缺陷進行了旋壓工藝參數(shù)優(yōu)化。綜合采用變形能量理論計算、等效應(yīng)變增量與累計等效應(yīng)變分析等方法后，提出采用水平直線收口正向旋壓來抑制鈦內(nèi)襯內(nèi)表面產(chǎn)生的起皺、壁厚不均缺陷，并達(dá)到內(nèi)表面褶皺明顯減少的效果。Takahashi[25]等探索了管件縮頸旋壓時管頸長度與產(chǎn)生裂紋的關(guān)系，在引入了斷裂損傷準(zhǔn)則公式后得出結(jié)論：頸長越大，損傷值越大，越容易產(chǎn)生裂紋缺陷(如圖7所示)。

按照旋輪的軌跡可分為水平直線軌跡和斜線軌跡。淳道勇[19]在對無焊縫鈦內(nèi)襯內(nèi)表面質(zhì)量旋壓工藝的優(yōu)化研究中，提到水平直線軌跡旋壓和弧線軌跡旋壓兩種方式。水平直線旋壓是在每一道次的收口時旋輪的軸線始終保持與工件的軸線平行；弧線軌跡旋壓是旋輪在每一道次向收口方向運動時旋輪的軸線與工件的軸線成一夾角，并且該角度隨著旋輪的運動不斷改變。對比這兩種旋輪軌跡的運動成形效果可知，水平直線旋壓下內(nèi)襯內(nèi)表面的褶皺較少，且壁厚分布較均勻。

按照旋壓成形對象可分為無模收口旋壓、無?？s頸旋壓和無模封口旋壓。Huang[24]和Takahashi[25]都對筒形件無?？s頸旋壓開展了研究。Shreyash Runwal[23]對氣動彈簧管的旋壓屬于一種無模封口旋壓。淳道勇[19]、鄭清春[21]、萬軍[22]分別進行的無焊縫鈦內(nèi)襯、蓄能器殼體與車用CNG鋼制內(nèi)膽的旋壓則屬于無模收口旋壓。

1.1.1 成形方法

筒形件端部無模軸對稱旋壓對象是端口小距離的回轉(zhuǎn)體零件，無模成形節(jié)省了模具制造成本，并避免脫模困難問題。筒形件端部經(jīng)過無模旋壓成形后其力學(xué)性能得到了提升。針對不同的產(chǎn)品選擇與其相適應(yīng)的成形方法會使產(chǎn)品的性能和使用效果達(dá)到最佳。目前高壓圓筒形容器制造行業(yè)中，無模軸對稱旋壓成形技術(shù)已經(jīng)大顯身手。

筒形件端部無模非軸對稱旋壓件有著整體變形不對稱的特點，于是旋壓件軸向伸長量以及壁厚分布亦體現(xiàn)出非對稱性。夏琴香[15]等采用有限元分析的方法對傾斜類管件單道次縮頸旋壓進行了數(shù)值模擬，通過數(shù)值模擬結(jié)果的應(yīng)力-應(yīng)變云圖可以看出，傾斜部分徑向應(yīng)變數(shù)值從遠(yuǎn)離軸線的管壁一側(cè)到靠近軸線的管壁一側(cè)逐漸增大。采用正旋反旋交替式旋壓，從模擬結(jié)果中看出反向路徑旋壓引起的管壁增厚量大于正向旋壓引起的管壁減薄，因此在工件成形后存在壁厚不均的情況，并且遠(yuǎn)離軸線的

1.2.2 金屬流動變形特點

筒形件端部無模軸對稱旋壓多用來進行筒形件封口、筒形件縮頸等成形，具有金屬材料形變量大、流動劇烈的特點，旋壓時筒形毛坯管壁的金屬被旋輪“趕”向收口方向。萬軍[22]開展的無模收口旋壓、Shreyash[23]的無模封口旋壓與Hung[24]所進行的無?？s頸旋壓中，都呈現(xiàn)了成形部位整體伸長，管口金屬壁厚達(dá)到最大，圓柱形與錐形過渡區(qū)域的管壁較薄等特點(圖5為收口旋壓壁厚分布圖)。XUE[26]、Zhang[27]、Runwal[23]等使用商業(yè)軟件ABAQUS、ANSYS等對筒形件端部無模旋壓成形進行了有限元數(shù)值模擬，從模擬所得應(yīng)力-應(yīng)變圖亦發(fā)現(xiàn)，旋壓部分管長伸長、管口壁厚達(dá)到最厚、圓柱形/錐形過渡區(qū)域的管壁減薄等特征。其原因為，在多道次的旋壓成形過程中，每一道次的變形都會讓材料在軸向上伸長，同時該部分金屬還向前推動未參與變形部分坯料，而在圓柱形/錐形過渡區(qū)的金屬單元既要在軸向伸長又要在徑向彎曲，這樣經(jīng)過多個道次的旋壓后，筒形件壁厚差變加大，最終呈現(xiàn)上述形變特點。

想要做好內(nèi)部控制，從而提高高校的財務(wù)風(fēng)險管控能力，就必須要對高校的內(nèi)部控制工作進行有效的監(jiān)督。這就要求高校要逐步建立起完備的內(nèi)部控制監(jiān)督體系，保障監(jiān)督工作的落實。要改變以往由財務(wù)人員進行內(nèi)部控制監(jiān)督的監(jiān)督方式，成立專門的內(nèi)部控制監(jiān)督部門，由專人來對內(nèi)部控制進行監(jiān)督。對于內(nèi)部控制的監(jiān)督要制定出合理的監(jiān)督計劃，保證監(jiān)督科學(xué)有效，一旦發(fā)現(xiàn)內(nèi)部控制工作當(dāng)中出現(xiàn)任何問題，都要及時處理，保障內(nèi)部控制順利進行，從而確保高校財務(wù)風(fēng)險管理工作科學(xué)有效，發(fā)揮出應(yīng)有的效果。

圖5 收口旋壓壁厚特點[27]Fig.5 Features of wall thickness of closing spinning

1.2.3 缺陷的產(chǎn)生及其抑制方法

筒形件端部無模軸對稱旋壓具有形變量大的特點，對于某些室溫下塑性差的難變形材料，易造成壁厚不均勻、斷裂/褶皺等缺陷。圖6為筒形件端部旋壓常見的缺陷。

圖6 端部軸對稱旋壓缺陷Fig.6 Axisymmetric spinning defects of the end parts

如圖2所示，分別以AB、BC、CA所在直線為對稱軸，作點P的對稱點依次記為P1、P2、P3,連接P1A、P1B、P2B、P2C、P3C、P3A.易知△PAB與△P1AB關(guān)于AB所在直線成軸對稱，△PBC與△P2BC關(guān)于BC所在直線成軸對稱，△PCA與△P3CA關(guān)于CA所在直線成軸對稱.

3.1.1 前列腺解剖 復(fù)習(xí)系統(tǒng)、局部解剖，結(jié)合實時超聲圖像，讓學(xué)生熟悉前列腺不同區(qū)帶及相鄰的精囊、尿道等結(jié)構(gòu)，前列腺體積測量等。

圖7 頸長與產(chǎn)生裂紋的關(guān)系[25]Fig.7 The relationship between neck length and cracks

Runwal[23]對氣動彈簧管的封口進行實驗研究，在離管口0.5 mm的位置起旋時，旋壓件有針孔缺陷，對于壁厚1 mm的氣動彈簧管在進行封口旋壓時可能會產(chǎn)生軸向2 mm的裂紋。鄭清春[21]等人優(yōu)化蓄能器殼體熱旋壓收口工藝時，主要解決了成形過程中溫度下降快、能量損失大、壁厚不均勻等問題。研究中，將旋壓時的最大應(yīng)力和最大厚度增量作為因變量，將溫度、摩擦因數(shù)和機床主軸轉(zhuǎn)速作為自變量，建立了映射關(guān)系及響應(yīng)曲面模型，直觀呈現(xiàn)了溫度、摩擦因數(shù)、主軸轉(zhuǎn)速分別與最大應(yīng)力、最大厚度增量的關(guān)系，最終通過Design-Gateway算法進行多目標(biāo)優(yōu)化，獲得了一組最佳的工藝參數(shù)，并且經(jīng)過實驗驗證。

通過筒形件端部軸對稱旋壓缺陷產(chǎn)生及抑制方法的研究中可以發(fā)現(xiàn)，引入損傷準(zhǔn)則公式，采取理論分析方法和優(yōu)化算法代替盲目的試錯，既對缺陷的抑制起到了促進作用，又可節(jié)省人力和生產(chǎn)成本。

2 筒形件中部無模軸對稱旋壓

2.1 成形方法

筒形件中部無模軸對稱旋壓加工對象主要是縮頸管件與波紋管件。郭強[28]在對小直徑薄壁鋼管縮頸滾珠旋壓工藝研究中，成形了大長徑比、且薄壁的縮頸鋼管，如圖8所示。其主要原理為，通過調(diào)整叉形推桿的軸向位移使鋼珠在模環(huán)內(nèi)沿著管坯徑向移動，配合管件自身的轉(zhuǎn)動以實現(xiàn)管件的縮頸旋壓。滾珠旋壓適用于小直徑管件的縮頸旋壓。對于直徑稍大筒形件中部旋壓，賈震[29]在凹圓弧母線筒形件空心旋壓成形有限元模擬研究中，提出了一種內(nèi)凹圓弧母線筒形件的無模成形方法(如圖9所示)，研究中采用理論計算推導(dǎo)圓弧母線對應(yīng)的旋壓軌跡方程，適合考察多種變形路徑情況下筒形件中部無模旋壓的金屬流動情況。

圖8 用滾珠旋壓法進行薄壁鋼管旋壓[28]Fig.8 Thin-walled steel pipe spinning with the ball spinning method

圖9 凹圓弧母線筒形件旋壓[29]Fig.9 Spinning of concave arc busbar cylindrical part

波紋管也是中部無模軸對稱旋壓加工對象。詹梅[30]研究了鋁合金波紋管無?？s頸旋壓成形機制與規(guī)律，如圖10所示。研究中，采用四旋輪兩兩相向運動成形，在此過程中旋輪軸向相向運動并在徑向有一定的壓下量，這樣兩旋輪中間位置形成波峰，如此重復(fù)多次即可在管坯軸向上成形眾多的環(huán)狀凹槽與突起。該方法比傳統(tǒng)的波紋管生產(chǎn)工藝節(jié)省三道工序。利用旋壓成形波紋管相較于前文所述的縮頸管旋壓更為復(fù)雜，成形質(zhì)量不易控制。

雖然地名詞典、測繪學(xué)敘詞表與地名本體存在差別，但在構(gòu)建地名本體時，可以將地名詞典和測繪學(xué)敘詞表作為重要的數(shù)據(jù)源，并借鑒相關(guān)的構(gòu)詞方法和技術(shù)。

圖10 波紋管旋壓[30]Fig.10 Bellows spinning

從以上所述筒形件中部無模軸對稱旋壓的研究結(jié)果來看，其成形方法并不唯一，主要的差異在于成形對象的幾何特征。確定目標(biāo)形狀后，有針對性地設(shè)計旋輪的形狀、路徑、數(shù)量、特殊工裝等。

2.2 金屬流動變形特點

壁厚分布以及應(yīng)力-應(yīng)變場是觀察筒形件中部無模軸對稱旋壓金屬流動性的主要指標(biāo)。郭強[28]在滾珠縮頸旋壓中主要成形兩錐形區(qū)域以及中部圓柱形區(qū)域。成形錐形區(qū)域時滾珠主要進行徑向進給運動，因此金屬受到的徑向壓力大于軸向力，金屬主要沿徑向流動，此區(qū)域的管壁減薄量也是最劇烈的。在柱面成形時旋輪徑向位移保持不變，工件受到的軸向拉力大于徑向力，因此金屬主要沿著軸向流動。

對于波紋管無模旋壓成形，詹梅[30]采用有限元模擬方法，獲取了成形各區(qū)域的等效應(yīng)變，從中可以看出內(nèi)外壁應(yīng)變是同步的，直壁與斜壁交界部分的應(yīng)變值呈現(xiàn)出最高點，說明在直壁與斜壁區(qū)域金屬流動最劇烈。旋輪相向進給過程中，金屬被“趕”向中部，因此出現(xiàn)了波紋管從波峰位置向兩側(cè)筒形件厚度遞減的現(xiàn)象。賈震[29]從凹圓弧母線筒形件旋壓成形模擬中發(fā)現(xiàn)，單一道次成形后的筒形件壁厚分布不均，原因為弧形凹面成形的后半程金屬在單一道次下沿圓弧向外流動造成了前、后半程金屬流動差異，在多道次成形條件下，壁厚不均情況得到了很大改善。

女人吸掉半包摩爾煙時，天光跟著就暗了些，也有不少人站起身離開咖啡館，女人不時地看腕上的手表，想何時給自己叫東西吃。

筒形件中部無模軸對稱旋壓金屬流動變形特點主要體現(xiàn)在不同半徑部位的厚度分布上。相較于端部旋壓成形，筒形毛坯成形部位位于中部可使兩端未成形金屬對成形部分金屬有更好的約束作用，旋壓成形精度的穩(wěn)定性更高。

2.3 缺陷的產(chǎn)生及其抑制方法

筒形件中部軸對稱旋壓易產(chǎn)生的缺陷有工件表面質(zhì)量差、過渡區(qū)域易產(chǎn)生拉裂、應(yīng)力集中、過度減薄、工件壁厚分布不均。郭強[28]采用滾珠旋壓大長徑比薄壁筒形件時發(fā)現(xiàn)，不同的進給率會影響旋壓表面的質(zhì)量，并且確定了最佳旋壓件表面質(zhì)量的進給率。詹梅[30]采用有限元模擬波紋管的旋壓過程，研究了工藝參數(shù)對波紋高度的影響，發(fā)現(xiàn)成形后的波紋高度總是大于理論高度，其原因為芯軸轉(zhuǎn)速過高導(dǎo)致的離心效應(yīng)致使徑向流動加劇，并且通過對比不同轉(zhuǎn)速旋壓后的波紋高度驗證了這一觀點。在此基礎(chǔ)上，有效提高了波紋管旋壓的精度。通過模擬所得應(yīng)力-應(yīng)變圖可知，筒形件中部無模旋壓件直壁與斜壁過渡區(qū)域為應(yīng)力集中區(qū)域，容易產(chǎn)生斷裂，需要加強對該區(qū)域的受力狀態(tài)進行控制。凹圓弧母線筒形件旋壓成形時，筒體發(fā)生易發(fā)生畸變與內(nèi)表面褶皺兩種缺陷[28]，通過在旋壓件端頭加裝支撐軸和將單一道次改為多道次成形路徑，可有效改善這兩種缺陷。Kwiatkowski[31]研究了筒形件縮頸旋壓的基本原理，建立了數(shù)學(xué)模型分析影響旋壓件壁厚分布的因素，明確旋輪路徑是影響壁厚分布的主要因素。在此基礎(chǔ)上，優(yōu)化了旋輪路徑，如圖11所示，降低了錐面與圓柱面過渡區(qū)發(fā)生斷裂的風(fēng)險，提高了旋壓件的表面質(zhì)量。

圖11 優(yōu)化走刀路徑[31]Fig.11 Optimizing tool path

Kwiatkowski[31]通過實驗方法研究旋輪路徑對縮頸成形質(zhì)量的影響，引入線性模型定性解釋了旋壓件產(chǎn)生缺陷的原因。通過對旋輪與工件接觸區(qū)域的變化，定性分析了工件發(fā)生屈曲的原因，并且證實加入尾架能夠提升旋壓加工質(zhì)量。

伴隨著文化營銷的熱潮，國內(nèi)外學(xué)者展開了深入的探討。目前，有關(guān)文化營銷的論文研究已有上千篇。相關(guān)成果從文化營銷的內(nèi)涵、意義、功能分析、層次分析到對策研究，研究視角、運用領(lǐng)域也在不斷轉(zhuǎn)變和深入。

綜合以上的研究可知，對筒形件中部軸對稱旋壓缺陷的控制可以從芯軸轉(zhuǎn)速、旋輪路徑、進給率、使用輔助工裝等種途徑實現(xiàn)。針對不同缺陷得形成機制，采用合理的方法與手段可以有效抑制筒形件中部軸對稱旋壓易產(chǎn)生的斷裂、起皺、壁厚不均等缺陷。

更為值得關(guān)注的是，如果說形式創(chuàng)新是一種必然，那么對于鹽湖股份公司這樣的大牌國企、老牌國企來說，思維方式的創(chuàng)新則是一種顛覆性變革——“7621”模式在混合所有制形式創(chuàng)新方面，更打造了一個農(nóng)資新樣板。他們采取國企民營企業(yè)聯(lián)合、所有制形式融合的方式，創(chuàng)新機制，聯(lián)合并帶動了一批口碑好、品牌強、具有實力的農(nóng)資龍頭企業(yè)，共同組建市場經(jīng)營新主體。

3 結(jié)束語

隨著筒形件無模旋壓技術(shù)的快速發(fā)展，其端部、中部的軸對稱旋壓已經(jīng)趨于完善。筒形件端部的非軸對稱旋壓也已被提出并進行系統(tǒng)性的研究。綜合前述三種筒形件無模旋壓方法，在此提出一種筒形件中部無模非軸對稱旋壓方法，對此鮮有報道。

筒形件中部旋壓成形出非軸對稱形狀，可以用作對該種形狀有特殊要求的零部件上。例如，在管線相互交叉時，帶有非對稱圓弧形狀豁口的管件可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)繞管接頭，實現(xiàn)交叉管的新布局方法，為飛行器結(jié)構(gòu)減重提供新思路。

借鑒此前Wilson[14]、Arai[13]通過推導(dǎo)旋輪路徑公式使用數(shù)控機床即可對筒形件端部進行非軸對稱旋壓的經(jīng)驗，再結(jié)合有限元模擬手段進行預(yù)測，然后在對其進行實驗驗證。依據(jù)前述經(jīng)驗，筒形件中部無模非軸對稱旋壓成形在理論上是可以實現(xiàn)的。

筒形件無模旋壓在旋壓領(lǐng)域有著非常重要的應(yīng)用價值。該種方法制造的零件在汽車、航空、航天領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，可以避免先沖壓再焊接的制造工藝工序繁多的缺點。如今計算機技術(shù)蓬勃發(fā)展，有限元仿真模擬的引入使筒形件無模旋壓工藝的開發(fā)更加方便，能夠通過應(yīng)力-應(yīng)變圖分析工件內(nèi)部受力變化以及危險區(qū)域位置，并通過參數(shù)調(diào)整加以改善，有效減少試錯法帶來的材料、工時浪費。筒形件無模旋壓成形方法多樣，易產(chǎn)生的缺陷也各不相同，通過調(diào)控旋輪路徑是保證成形形狀精度的最主要手段。

本文作者綜述了筒形件端部、中部的軸對稱旋壓以及非軸對稱旋壓的成形方法，金屬流動變形特點，缺陷形成原因及其抑制方法。引出筒形件中部非對稱無模旋壓這一新的研究對象，對拓展筒形件無模旋壓范圍，豐富旋壓技術(shù)理論，縮短研發(fā)周期有重要意義。