・冲模技术・
旋压成型工艺在模具上应用
昆明市铝制品厂（云南昆明６５０１１８）
邬天祥
吕天锡
【摘要】以多个实例详细介绍了旋压成型结构及设计参数的计算。关键词：旋压；工艺；参数；成型
ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＲｏｔａｔｅｄＰｒｅｓｓｉｎｇＦｏｒｍｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓｏｎＤｉｅ
【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｒｏｔａｔｅｄｐｒｅｓｓｉｎｇｆｏｒｍｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｄｅｓｉｇｎｅｄｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｄｅｔａｉｌｂｙｓｅｖｅｒａｌｒｅａｌｉｎｓｔａｎｃｅｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｏｔａｔｅｄｐｒｅｓｓｉｎｇ；ｐｒｏｃｅｓｓ；ｐａｒａｍｅｔｅｒ；ｆｏｒｍｉｎｇ
１引言
各种金属板材的旋压成型在工业上得到广泛的
３日用器皿旋压成型的典型模具
图３所示为锅盖凸缘强力旋压成型模，图４为锅
应用，日用器皿的生产也归入模具成形产品的范畴，有关这方面资料太少，可作如下简单分类（见图１）。
盖凸缘强力旋压成型，其计算公式见表１所示。
图
１旋压模分类及操作方式
２
旋压的设备
（１
）专用旋压机。
（２）可用普通车床改制，各主要部件刚性要好，图
图３
锅盖凸缘强力旋压成型模
２为我厂改制旋压机示意图。
图４表１
锅盖凸缘强力旋压成型锅盖凸缘强力旋压计算公式
图２简易旋压机示意图
３．旋轮
４．旋
６．连杆
７．蜗轮蜗杆传动
１．电机（４．５ｋＷ）２．旋压机主轴压机送进轴５．靠模
８．减速箱（汽车变速箱）９．电机（２．８ｋＷ）
・３６・
《模具制造》２００６年第８
期
・冲模技术・
图５所示为茶壶旋压成型模具结构。材料为纯铝板，其设计公式见表２所示。
表４
符号Ｄ０
Ｄｄ０ＲｄＤｕ
表４为不锈钢（１Ｃｒ１３）锅盖凸缘强力旋压成型资料。
不锈钢（１Ｃｒ１３）锅盖凸缘强力旋压成型资料
规格（２２ｃｍ高锅盖）
&２３２
&２１９&５８８０．５&７１&１６８
备注
单位：ｍｍ
茶壶缩口旋压模如图６所示，罗锅身缩口旋压模如图７所示。
图５茶壶旋压成型模图（材料：纯铝板）表２
茶壶旋压成型设计公式
图６茶壶（或称水壶）缩口旋压模实物照片
表３所示为我厂茶壶身旋压模资料。
表３
名称及符号
Ｄ０
ｈｈ０ＤｄＲｒ落片直径旋压主轴转速旋压机主轴旋压机送进轴容水量旋压次数
２６ｃｍ&２５４１８２１７８&１６０&１５９４７．５４５&５０７２０００￣３０００Ｍ５０×５&５０７．４
茶壶身旋压模资料
茶壶规格
２４ｃｍ&２３４
１６５１５６&１４５&１４４４５４６&４７０２０００￣３０００Ｍ５０×５&５０５．７７次
２２ｃｍ&２１４
１５０１３６&１３０&１２９４２．５３５&４２６２０００￣３０００Ｍ５０×５&５０４．１
备
注
图７罗锅身缩口旋压模实物照片
４旋压模设计的主要参数
（１）几何参数见表１、表２、表３、表４所示。（２）单位面积上旋压力Ｐｎ的计算。
旋压成型的塑性流动呈非线性关系，对于圆筒
茶
壶
底筋旋
凸后标准尺寸分别为Ｄ０＝
２４ｃｍ、２６ｃｍ、
２２ｃｍ（内旋压）单位：ｍｍ单位：ｍｍ单位：ｒｐｍ单位：ｍｍ单位：ｍｍ单位：ｋｇｆ
件，如旋轮也加工成圆柱体，则依弹性力学中两圆柱体接触面上的赫芝应力呈椭圆形分布，最大值在接触中心。
!ｍａｘ＝０．４１８
!
Ｐｎ
（１）
式中Ｅ———综合弹性模量
"———综合曲率半径
・３７・
《模具制造》２００６年第８
期
・冲模技术・
裙边油底壳拉伸工艺分析及模具设计
东风朝阳思益有限责任公司锻压公司（辽宁朝阳
１２２０００）
潘玉云
陈相杰
【摘要】对裙边油底壳进行了工艺性分析、模具设计。介绍了裙边油底壳拉伸模结构，裙边油底壳周边需在凹模和压边圈拉伸成形。
关键词：裙边油底壳；凸模；凹模；压边圈；拉伸模
ＤｒａｗｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＤｉｅＤｅｓｉｇｎｆｏｒ
ｔｈｅＳｈｉｒｔＳｉｄｅＯｉｌＢｏｔｔｏｍＳｈｅｌｌ
【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｔｈｅｄｉｅｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｆｏｒｓｈｉｒｔｏｉｌｂｏｔｔｏｍｓｈｅｌｌ．Ｔｈｅｄｒａｗｉｎｇｄｉｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｓｈｉｒｔｏｉｌｂｏｔｔｏｍｓｈｅｌｌｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｔｈｅｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｂｏｒｄｅｒｏｆｓｈｉｒｔｏｉｌｂｏｔｔｏｍｓｈｅｌｌｎｅｅｄｓｔｏｂｅｄｒａｗｎａｔｃｏｎｃａｖｅｄｉｅａｎｄｂｌａｎｋｈｏｌｄｅｒ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｈｉｒｔｏｉｌｂｏｔｔｏｍｓｈｅｌｌ；ｐｕｎｃｈ；ｃｏｎｃａｖｅｄｉｅ；ｂｌａｎｋｈｏｌｄｅｒ；ｄｒａｗｉｎｇｄｉｅ
１前言
柴油机油底壳属于形状复杂的异形拉伸件，系柴Ｐｎ——单位长度上载荷
危险点深处０．４ａ（ａ为接触面半宽度），该点主应
油机中难度较高的冲压件之一，２００５年三季度，郑州日产柴的皮卡车装发动机的零部件油底壳由３件主
""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
度。
１Ｃｒ１３不锈钢屈服限!ｓ≈４８ｋｇＮ／ｍｍ２，是铝的６倍，旋压力可达Ｐ＝４２０ｋｇ，建议机动旋压。
（３）旋轮轴、送进轴的刚性位移。
（２）
在强力旋压情况下，旋压力过大将使轴发生弹性弯曲，其位移的精确式可由能量法卡氏定理计算，在日用器皿上可用材料力学的公式计算：
（３）
对矩形轴：
６ｈ３
Ｉ＝式中Ｅ———弹性模量，钢２．１×１．０４ｋｇ／ｍｍ２
Ｄ———矩形宽度，ｍｍｈ———矩形高度，ｍｍ对圆形轴：
４
Ｉ＝（４）对铝板材旋压模材料选取。芯模４０Ｃｒ，调质２４０￣２８０ＨＢ。
旋轮Ｗ１８Ｃ４Ｖ（代用材料９ＣｒＳｉ淬火６０￣６２ＨＲＣ）。
Ｙ＝－
ＰＬ３
（６）
力依次是：
!１＝－０．１８０!ｍａｘ!２＝－０．２８８!ｍａｘ!３＝－０．７８０!ｍａｘ
对于塑性金属材料ＭｉＳｅＳ屈服条件：
２２２
（!１－!２）＋（!２－!３）＋（!３－!１）＝２!ｓ２
式中!ｓ为塑性材料的屈服限，将危险点主应力代入上式解出：
!ｍａｘ＝２．７８!ｓ
限
则!ｓ＝８ｋｇＮ／ｍｍ，
２
（４）
式（４）可作为旋压力Ｐｎ的最小近似值，铝的屈服
Ｐｎ＝２．７８×８＝２３ｋｇ／ｍｍ２
对于铝制茶壶身旋压，赶棒（Ｗ１８ＣｒＶ）与圆筒工件旋压面积一般近似Ａ＝３ｍｍ２
那末总旋力：
Ｐ＝ＰｎＡ＝６９ｋｇ
（５）
上式表明：可实现人工旋压，降低自动机构的制造费用，赶棒依力学杠杆原理设计，减轻工人劳动强
・３８・
《模具制造》２００６年第８
期
・冲模技术・
旋压成型工艺在模具上应用
昆明市铝制品厂（云南昆明６５０１１８）
邬天祥
吕天锡
【摘要】以多个实例详细介绍了旋压成型结构及设计参数的计算。关键词：旋压；工艺；参数；成型
ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＲｏｔａｔｅｄＰｒｅｓｓｉｎｇＦｏｒｍｉｎｇＰｒｏｃｅｓｓｏｎＤｉｅ
【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｒｏｔａｔｅｄｐｒｅｓｓｉｎｇｆｏｒｍｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆｄｅｓｉｇｎｅｄｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｄｅｔａｉｌｂｙｓｅｖｅｒａｌｒｅａｌｉｎｓｔａｎｃｅｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｏｔａｔｅｄｐｒｅｓｓｉｎｇ；ｐｒｏｃｅｓｓ；ｐａｒａｍｅｔｅｒ；ｆｏｒｍｉｎｇ
１引言
各种金属板材的旋压成型在工业上得到广泛的
３日用器皿旋压成型的典型模具
图３所示为锅盖凸缘强力旋压成型模，图４为锅
应用，日用器皿的生产也归入模具成形产品的范畴，有关这方面资料太少，可作如下简单分类（见图１）。
盖凸缘强力旋压成型，其计算公式见表１所示。
图
１旋压模分类及操作方式
２
旋压的设备
（１
）专用旋压机。
（２）可用普通车床改制，各主要部件刚性要好，图
图３
锅盖凸缘强力旋压成型模
２为我厂改制旋压机示意图。
图４表１
锅盖凸缘强力旋压成型锅盖凸缘强力旋压计算公式
图２简易旋压机示意图
３．旋轮
４．旋
６．连杆
７．蜗轮蜗杆传动
１．电机（４．５ｋＷ）２．旋压机主轴压机送进轴５．靠模
８．减速箱（汽车变速箱）９．电机（２．８ｋＷ）
・３６・
《模具制造》２００６年第８
期
・冲模技术・
图５所示为茶壶旋压成型模具结构。材料为纯铝板，其设计公式见表２所示。
表４
符号Ｄ０
Ｄｄ０ＲｄＤｕ
表４为不锈钢（１Ｃｒ１３）锅盖凸缘强力旋压成型资料。
不锈钢（１Ｃｒ１３）锅盖凸缘强力旋压成型资料
规格（２２ｃｍ高锅盖）
&２３２
&２１９&５８８０．５&７１&１６８
备注
单位：ｍｍ
茶壶缩口旋压模如图６所示，罗锅身缩口旋压模如图７所示。
图５茶壶旋压成型模图（材料：纯铝板）表２
茶壶旋压成型设计公式
图６茶壶（或称水壶）缩口旋压模实物照片
表３所示为我厂茶壶身旋压模资料。
表３
名称及符号
Ｄ０
ｈｈ０ＤｄＲｒ落片直径旋压主轴转速旋压机主轴旋压机送进轴容水量旋压次数
２６ｃｍ&２５４１８２１７８&１６０&１５９４７．５４５&５０７２０００￣３０００Ｍ５０×５&５０７．４
茶壶身旋压模资料
茶壶规格
２４ｃｍ&２３４
１６５１５６&１４５&１４４４５４６&４７０２０００￣３０００Ｍ５０×５&５０５．７７次
２２ｃｍ&２１４
１５０１３６&１３０&１２９４２．５３５&４２６２０００￣３０００Ｍ５０×５&５０４．１
备
注
图７罗锅身缩口旋压模实物照片
４旋压模设计的主要参数
（１）几何参数见表１、表２、表３、表４所示。（２）单位面积上旋压力Ｐｎ的计算。
旋压成型的塑性流动呈非线性关系，对于圆筒
茶
壶
底筋旋
凸后标准尺寸分别为Ｄ０＝
２４ｃｍ、２６ｃｍ、
２２ｃｍ（内旋压）单位：ｍｍ单位：ｍｍ单位：ｒｐｍ单位：ｍｍ单位：ｍｍ单位：ｋｇｆ
件，如旋轮也加工成圆柱体，则依弹性力学中两圆柱体接触面上的赫芝应力呈椭圆形分布，最大值在接触中心。
!ｍａｘ＝０．４１８
!
Ｐｎ
（１）
式中Ｅ———综合弹性模量
"———综合曲率半径
・３７・
《模具制造》２００６年第８
期
・冲模技术・
裙边油底壳拉伸工艺分析及模具设计
东风朝阳思益有限责任公司锻压公司（辽宁朝阳
１２２０００）
潘玉云
陈相杰
【摘要】对裙边油底壳进行了工艺性分析、模具设计。介绍了裙边油底壳拉伸模结构，裙边油底壳周边需在凹模和压边圈拉伸成形。
关键词：裙边油底壳；凸模；凹模；压边圈；拉伸模
ＤｒａｗｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＤｉｅＤｅｓｉｇｎｆｏｒ
ｔｈｅＳｈｉｒｔＳｉｄｅＯｉｌＢｏｔｔｏｍＳｈｅｌｌ
【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｔｈｅｄｉｅｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄｆｏｒｓｈｉｒｔｏｉｌｂｏｔｔｏｍｓｈｅｌｌ．Ｔｈｅｄｒａｗｉｎｇｄｉｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｓｈｉｒｔｏｉｌｂｏｔｔｏｍｓｈｅｌｌｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ｔｈｅｓｕｒｒｏｕｎｄｉｎｇｂｏｒｄｅｒｏｆｓｈｉｒｔｏｉｌｂｏｔｔｏｍｓｈｅｌｌｎｅｅｄｓｔｏｂｅｄｒａｗｎａｔｃｏｎｃａｖｅｄｉｅａｎｄｂｌａｎｋｈｏｌｄｅｒ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｈｉｒｔｏｉｌｂｏｔｔｏｍｓｈｅｌｌ；ｐｕｎｃｈ；ｃｏｎｃａｖｅｄｉｅ；ｂｌａｎｋｈｏｌｄｅｒ；ｄｒａｗｉｎｇｄｉｅ
１前言
柴油机油底壳属于形状复杂的异形拉伸件，系柴Ｐｎ——单位长度上载荷
危险点深处０．４ａ（ａ为接触面半宽度），该点主应
油机中难度较高的冲压件之一，２００５年三季度，郑州日产柴的皮卡车装发动机的零部件油底壳由３件主
""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""
度。
１Ｃｒ１３不锈钢屈服限!ｓ≈４８ｋｇＮ／ｍｍ２，是铝的６倍，旋压力可达Ｐ＝４２０ｋｇ，建议机动旋压。
（３）旋轮轴、送进轴的刚性位移。
（２）
在强力旋压情况下，旋压力过大将使轴发生弹性弯曲，其位移的精确式可由能量法卡氏定理计算，在日用器皿上可用材料力学的公式计算：
（３）
对矩形轴：
６ｈ３
Ｉ＝式中Ｅ———弹性模量，钢２．１×１．０４ｋｇ／ｍｍ２
Ｄ———矩形宽度，ｍｍｈ———矩形高度，ｍｍ对圆形轴：
４
Ｉ＝（４）对铝板材旋压模材料选取。芯模４０Ｃｒ，调质２４０￣２８０ＨＢ。
旋轮Ｗ１８Ｃ４Ｖ（代用材料９ＣｒＳｉ淬火６０￣６２ＨＲＣ）。
Ｙ＝－
ＰＬ３
（６）
力依次是：
!１＝－０．１８０!ｍａｘ!２＝－０．２８８!ｍａｘ!３＝－０．７８０!ｍａｘ
对于塑性金属材料ＭｉＳｅＳ屈服条件：
２２２
（!１－!２）＋（!２－!３）＋（!３－!１）＝２!ｓ２
式中!ｓ为塑性材料的屈服限，将危险点主应力代入上式解出：
!ｍａｘ＝２．７８!ｓ
限
则!ｓ＝８ｋｇＮ／ｍｍ，
２
（４）
式（４）可作为旋压力Ｐｎ的最小近似值，铝的屈服
Ｐｎ＝２．７８×８＝２３ｋｇ／ｍｍ２
对于铝制茶壶身旋压，赶棒（Ｗ１８ＣｒＶ）与圆筒工件旋压面积一般近似Ａ＝３ｍｍ２
那末总旋力：
Ｐ＝ＰｎＡ＝６９ｋｇ
（５）
上式表明：可实现人工旋压，降低自动机构的制造费用，赶棒依力学杠杆原理设计，减轻工人劳动强
・３８・
《模具制造》２００６年第８
期