一、 旋压机国内外研究动态与选题的依据和内容
1. 旋压技术的简介
旋压加工是利用旋压加工设备将厚壁金属筒形件，包括难熔金属、有色金属、不锈钢等经强力旋压成各种尺寸的薄壁管材或异形旋压加工成异形空心回转件的加工技术。
主要优点：金属变形条件好、制品范围广、材料利用率高、制品利用好率高、制品性能显著提高、制品表面粗糙度低，尺寸公差低等。
2. 世界旋压机技术的发展史
旋压技术是一项具有悠久历史的传统技术，据文献记载最早起源于我国唐代，由制陶工艺发展出了金属的旋压工艺。到20世纪中叶以后，随着工业的发展和宇航事业的开拓，普旋工艺大规模应用于金属板料成形领域，从而促进了该工艺的研究与发展。在二十世纪中叶以后，普通旋压有了以下三个方面的重大进展：一是，普通旋压设备逐渐机械化与自动化，在20世纪50年代出现了模拟手工旋压的设备，即采用液压助力器等驱动旋轮往复移动，以实现进给和回程，因而减轻了劳动强度。二是，在20世纪60~70年代出现了能单向多道次进给的、电器液压程序控制的半自动旋压机。三是，由于电子技术的发展，于20世纪60年代后期，国外在半自动旋压机的基础上，发展了数控和录返式旋压机。这些设备的快速发展将旋压工艺带进了中、大批量化的生产中。
3. 我国旋压机的发展状况
我国旋压事业是从20世纪中叶开始发展起来的。当时国外的旋压技术 已经比较成熟和先进, 但由于旋压技术主要用于军工领域, 所以很难有学 习和借鉴的机会。我国老一代旋压工作者亲自动手作试验、摸索经验、研制 设备, 经过半个世纪的努力, 积累了大量的理论和实际经验。 目前, 全国从 事旋压技术的单位有60 余家,拥有旋压设备200余台, 从事旋压技术的人员 近千名, 而旋压产品在各领域的广泛应用, 为我国节省了大量的外汇。 目前, 在技术上已接近国际先进水平。 在理论研究及技术推广等各方面都取得了很 大的成绩, 许多自行设计制造的新型、 高精度数控旋压设备不断涌现, 广泛 用于国防、化工、冶金、电子和机械等方面。旋压工艺及其理论分析也已在 各科研院所、工厂和大专院校普遍开展。 目前, 国内生产和使用的旋压机大部分已用数控系统取代了液压控制 系统, 自动化程度很高。在设备结构上采用了无级变速主轴、速度恒定旋压
线、纵向进给不变旋轮、旋轮架静压导轨、旋轮进给光栅显示和内冷旋压等 先进设施。旋压的最大直径可达 10m , 最大长度达 8m 以上, 最大旋压力达 1200Kn 。
旋压材料除一般常用材料外, 还包括了钨、钥、担、错、妮、钦 合金和超高强度钢等, 不少产品的精度和性能已达到国外先进水平。 从近 20 年来国内旋压技术的发展情况看, 旋压技术和设备主要表现为 以下特点: 1) 已作为金属塑性加工学和金属加工技术的一个分支出现在科学技术 领域和工业生产中。 2) 采用数控系统控制主轴转速、进给速度和其有关参数, 使调整时间 大大减少, 生产率显著高。 3) 旋压机普遍开始系列化、标准化。 4) 各种旋压方法互相结合、旋压工艺和其他工艺的相互配合已呈一种 普遍趋势。 5) 一台旋压设备同时进行多种旋压工艺或与其他工艺配合, 旋制多种 规格的产品, 并向多能化方向发展。 6) 旋压设备向大型化、自动化和生产线方向发展。旋压制品尺寸也不 断加大。
表1-1是燕山大学研制开发的封头无胎冷旋压机。
表1—1封头无胎冷旋压机技术规格
4. 旋压设备的不同类型
旋压机按其运动方式、主轴方位、旋轮个数等可分为多种类型，而按其功用大致可分为强力旋压机、普旋机和专用旋压机。强力旋压机主要以流动旋压和剪切旋压成形为主，设备要求有较高的动静态刚度，所受旋压力及主轴扭矩较大。而普旋机主要成形有色金属复杂曲母线形面工件，设备旋轮头所受旋压力较小。专用旋压机主要承担一种或较少种类似结构的工件加工任务，象气瓶收口机、轮毂旋压机、带轮旋压机等
旋压设备的关键装置：
控制系统、动力系统、主轴箱和导轨、旋轮座和旋轮头、旋压工装等
5.国内外旋压技术和设备的差距及各自的特点
我国旋压技术的发展状况与国外先进水平相比，无论是在产品种类、尺寸精度、设备能力和自动化程度等方面，还是在工艺理论研究方面还都有一定的差距。诸多科技工作者正在致力于该项研究工作，近20年来取得了较大发展，许多产品精度和性能都接近或达到了国外先进水平。国内少数高等院校，如哈尔滨工业大学、北航、西工大等，以及一些有实力的研究所已在研制CNC旋压机、并进行理论探讨和开发新工艺。尤其在近几年中，我国一些工厂从国外引进了先进的数控旋压机，使我国的旋压技术日趋成熟。国内许多研究所(如北航现代技术研究所、黑龙江旋压技术研究所、长春55所等)已经研制出了较稳定可靠的多种类型的旋压机，在国内市场已有一定份额，但部分机种仍依赖于进口。
国外在旋压领域不但拥有先进的设备而且掌握了成熟系统的旋压技术。如德国LEIFELD公司的ST56-75NC三轮强力旋压机可完成各种高精度薄壁筒形件多种曲母线的旋压。美国最大400T双轮立式旋压机可对任意合金筒形件进行加工，对某些精密件收口壁厚公差可达士0. 38mm，表面粗糙度Ra3.2。日本东芝机械公司的高效率旋压机将液压仿形与数控相结合来热旋各种形状的高压气瓶。
另外，国外特别是美国、日本、德国等许多发达国家的旋压技术日臻完善，不论在设备设计与制造、理论与工艺研究、旋压技术的应用等方面都有很大的发展。我国的旋压技术始于六十年代初期，经过几十年的努力，我国在旋压技术设备和旋压工艺理论基础研究方面（如旋压过程的应力-应变有限元分析、新工艺新方法及理论的探索研究）取得了很多的进展，使得旋压技术应用日益广泛，但仍不能适应我国国民经济发展的需要，特别是在理论研究方面至今仍然是一个薄弱环节，这已成为影响我国高档设备使用效率和旋压工艺进一步推广应用的制约因素。因此，加强旋压成形技术的理论研究，建立系统的基础性资料，是我国旋压技术发展中的一项重要内容。
6.研究的主轴箱及旋压辊部件简绍
主轴部件的主要功能, 是与顶紧缸一起压紧圆形板坯和驱动板坯旋转, 从而为成形辊和旋压辊夹住坯料共同由中心向边缘按一定弧线旋压, 使坯料在不断旋转中局部变形连续发生, 板坯旋成半径为R 的球冠状( 或称鼓状) , 便完成封头成形的第一段旋鼓, 第二段的翻边是成形辊不动, 停在封头的R 与r 的切点处( 实际操作时考虑弹性回复) , 旋压辊以成形辊的母线( 以考虑了弹复量的r ) 作为其运动轨迹, 旋出封头的小r, 由此可知, 主轴部件乃是整机不容忽视的重要机构。其设计要点, 一要有足够的刚度, 以满足托起板坯和顶紧缸施加的正压力; 二是驱动功率的合理确定; 三是低速的转动并保证与成形辊在啮合点的线速度同步; 四是要求输出主轴与输入轴能随机处于离合状态; 五是保证板坯中心与主轴中心在同一中心线上。
7.选题的依据和内容
本题来源于工厂实际工程问题，以旋压机主轴与旋压辊部件为研究对象，综合运 用现有所掌握的机械设计知识和丰富的文献资料进行参考，设计封头旋压 机的主轴与旋压辊部件。封头是一种广泛应用于锅炉、化工容器、油罐、核反应堆、 导弹和人造卫星等的重要零件。其规格正向大型化的方向发展，应用领域 也在不断扩大.采用旋压法加工大、 中型封头具有其它加工方法无可比拟的 优越性。封头的旋压成形分冷旋、温旋、热旋。冷旋是指在常温下对毛坯 板料进行旋压成形，由于受到材料塑性限制，能采用冷旋成形的封头材料 并不多。封头温旋成形技术主要用于中厚板封头和一些难于冷变形材料的 封头成形。一般将金属加热到再结晶温度或锻造温度以下某个温度的旋压 成形称为温旋。热旋成形是将金属加热到再结晶温度或锻造温度以上某个 温度下进行的，随着温度的升高，金属的塑性也随之增强。目前，国内外在封头冷旋压成形中，主要采用两种方法。一是一步法，即板坯在旋压机 上一次旋压成形。二是二步法，即板坯是在压鼓机上沿板坯展面逐点压制 成球冠形，然后在旋压机上翻边。一步法旋压封头，其工作效率远远高于 采用二步法成形封头工艺过程，产品质量较好。现阶段一步法旋压封头已 处于主导地位，并已发展成熟，我们研究的正是一步成形。通过进行此次 设计一方面可以巩固所学的机械知识，综合运用所查阅的资料提高创新能 力，另一方面对于即将步入工作岗位或研究生岗位的我们来说可以提高我们动手解决实际问题的能力，有利于我们将来的发展。 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题。
1. 研究的基本内容
知道今世界先进的封头旋压机研究主要成果以及封头旋压机设备的国内外现状， 了解封头旋压机的发展趋势， 以及了解目前封头旋压机存在问题。 掌握封头旋压机的工作原理及工作特点，并考虑要解决的实际工程问题 和在整体上把握设计思路。 查阅相关手册和文献， 进行 ø3200 封头旋压机主轴部分等零件设计计算， 绘制装配图及部分典型零件的零件图等。
2. 拟解决的主要问题
（1） 合理设计主轴箱的结构，便于铸造、锻造、机械加工、修理及零部件的更换
（2） 旋压机工作原理与主轴部件的结构设计分析
（3） 旋压辊部件的设计
三．研究步骤、方法及措施
（一）研究步骤
1.了解研旋压机的国内外的现状，研究主要成果，发展趋势，存在问题，了解前沿的封头旋压机行业动态。 并考虑自己设计封头旋压机主轴与旋压辊部件的大致状况。
2.查阅相关资料，参看前人的关于旋压机主轴箱与旋压辊部件的介绍及系统设计，分析其特点、 吸收其中的优点，思考不足之处的产生原因，进一步完善整体的设计。初步 计算，设计多种方案并比较论证方案的可行性。
3.确定主轴的整体结构后，逐个结构进行设计计算以及强度校核。
4.完成总体设计，典型零件图设和零件装配图；
5.完成外文资料的翻译和设计说明书。
（二）设计参数与设计方案
ø3200封头旋压机设计（主轴箱，旋压辊部件）
? 设计参数：
? Φ3200mm 顶紧力 600KN 旋压力450K
? 成型辊： 力 450KN
? 功率 90KW 转速 75-175r/min
? 主 轴： 功率 90KW 转速 15-35r/min
?
四、研究工作进度（主要时间节点）
五、主要参考文献
[1] 王成和等.旋压技术. 北京：机械工业出版社，1986
[2] 日本塑性工程学会.压力加工手册.江国屏等译. 北京：机械工业出版社 1988.
[3] 北京机电研究所.锻压.北京：机械工业出版社，2002.
[4] 张涛，林刚.蝶形容器封头冷旋压成形过程的数值模拟. 机械工程学报，2002,7
[5] 姜桂荣. 旋压机主轴装置设计与驱动功率计算 机械传动 2003.
[6] 张涛，刘指冲等.旋压成形带内筋筒形件的工艺研究及数值模拟. 机械工程学报，2007,4
[7] 赵琳瑜 韩东 旋压成型技术和设备的典型应用与发展 锻压技术 2007
[8] 张涛 旋压成形工艺 北京 化学工业出版社， 2009.1
[9] 侯洪亮 余肖放 王耀奇 国内旋压设备及其相关技术的发展与现状 锻压 装备与制造技术 2009，44（4）
[10] 赵豪云 李彦利 旋压技术与应用 旋压成形技术 机械工业出版社 机械工业出版社
第二篇：景观开题
淮 阴 工 学 院
毕业论文开题报告
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专 业：
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2015 年 3 月 12 日
王一 学 号： 会计学 江苏九鼎新材料股份有限公司 现金流量分析 严泰 1111811415
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