文章介紹了國內旋壓工藝技術在軸流通風機制造中的應用與發(fā)展情況和機械加工成本的經濟技術分析比較，并就軸流通風中如：輪轂、法蘭，筒體加強筋等典型零件的旋壓技術作了詳細的論述。
關鍵詞：旋壓 軸流通風機 輪轂 法蘭 筒體加強筋
Abstract: The article introduced the spinning the craft technique to axial fan to build the application and development circumstance of the inside in the stalk to process the cost's economic technique analysis the comparison with the machine , and the stalk circulate the breeze machine the inside such as :hub , flange , fortify-physique on the casing etc. the typical model spare parts spinning the technique to make the detailed treatise.
Key words: spinning axial-fan hub flange on the casing fortify-physique on the casing
1、引言
旋壓工藝技術不但具有自動化程度高，產品質量穩(wěn)定性可靠并能有效的改變生產環(huán)境的一系列優(yōu)點，而且在使用同等材料采用旋壓工藝時，由于旋輪的高速強力擠壓作力，可致使金屬材料表面產生硬化，從而提高機械零件的強度約30%，該工藝還實現少切削或無切削，從而不但可以節(jié)省機械加工工時，還可節(jié)省原材料成本，根據我們的測算，采用旋壓加工軸流通風機輪轂原材料降低了20～40%，加工工時降低了60～80%，且通風機產品的質量也上了一個層次，強化了當代風機在市場經濟的有力地位。旋壓技術在歐、美、日本等國家比較先進，我國在這方面還顯得落后，旋壓可分成強旋和普旋，用于軸流通風機產品零件的旋壓加工件一般都為普旋，其實在上世紀80年代末，北京有色金屬研究院某位技術資深的旋壓專家就受北京市輕工局的委托為北京第二通風機廠設計過用于通風機的專用旋壓機床，但由于當時某些人士沒能用發(fā)展的眼光看待這一新鮮事物，未能成行。進入90 年代末，國產P650普旋壓機床第一次進入浙江上風集團，但由于該機床只能旋壓厚度4mm鋼板，因而對于軸流風機的生產促進意義不大，2001年底，國產P700普旋壓機床進入生產軸流通風機產品的北京當代復合材料有限公司，由于該機可旋壓厚度6mm鋼板，為此，旋壓技術才實質進入軸流通風機產品零件的加工。進入 2004年，我國廣東、江蘇少數通風機廠家也相繼進入風機產品零件的旋壓行列。
2、 軸流風機輪轂的旋壓
傳統(tǒng)上比較落后的軸流通風機輪轂加工廠工藝一般都是采用三軋輥進行卷制，然后進行焊接粗成型，再進行機械精加工，由于這種落后的加工工藝導致輪轂的尺寸公差和形位公差不可能得到有效的保證，且由于焊接應力變形的影響，也導致風機精度的降低，影響了通風機的效率，我國浙江有的風機廠采用模具拉深制造輪轂，但也只是極個別產品型號，因為輪轂模具尺寸較大，費用高昂，且需有配套的上千噸位的壓力機床才能得以實施，而旋壓胎具的制造成本只有拉深模具的1/20左右，甚至更少，且旋壓胎具的加工周期較之拉深模具就更短了，對于通風機品種多，批量少的產品特點極為適宜，圖1是當代公司使用P700普旋壓機床采用Q235材料厚度在6mm鋼板加工的軸（斜）流風機直徑1米輪轂和用于導流的厚度1mm輪轂蓋。
由于旋壓加工的金屬表面的硬化現向，將旋后輪轂破壞取試樣進行強度試驗并與旋壓前的同種材料進行對比，強度提高了28%，用厚度在6mm鋼板旋壓后的輪轂基本相當于原傳統(tǒng)上用三軋輥進行卷制厚度在8mm鋼板制造的同等輪轂強 度。旋壓后的機械零件如模具拉深成型一樣在其端部也會出現金屬板的減薄量，但部位不同，模具拉深成型輪轂金屬板的減薄量在金屬板彎角處減薄量最大，而旋壓后的輪轂金屬板的減薄量則是在其旋壓始端，因而對于通風機的工作特點，旋壓輪轂則比模具拉深成型的輪轂加工工藝更合理。當代公司用Q235材料厚度用6mm鋼板生產的輪轂其末端最少可達5.4mm，經超速試驗完全安全可用。值得說明的是：模具拉深成型輪轂其前端中心凹窩由于模具拉深成型輪轂的工藝原因，不可能太深，因而對配套電機就需要加長軸，而采用旋壓工藝制造的輪轂其前端中心凹窩深度尺寸可按普通標準化電機來確定，沒有什么工藝困難。
在輪轂旋壓工藝制造中應注意幾點：
1、旋壓輪轂的平板毛坯要用冷加工下料，不能簡單采用氣割，因為氣割下料時氧割高溫將使金屬晶粒長大，塑性降低，在旋壓過程中發(fā)生端部開裂，不易成型。
2、輪轂其前端中心凹窩錐角應盡量大些，因為金屬板剪旋遵循減薄量的規(guī)律基本是：板厚δ×sinα，根據我們實際加工的結果一般在輪轂其前端中心凹窩錐角900時，6mm鋼板生產的輪轂其前端中心凹窩錐角減薄量約為板厚δ×0.86左右。
輪轂旋壓對技術工人的技術經驗要求非常高的，每一個產品零件都要編制相應的工藝文件并需要有初試品來實地驗證工藝文件的合理與否，主要設定的工藝參數為：道次、主軸轉速和走刀速度的優(yōu)化組合，當在初試零件合格工藝成熟，廢品率很低。
3、軸流通風機法蘭的旋壓
上世紀90年代前，我國軸流通風機的二端聯接法蘭基本全部采用平板下料，由于整體制造太浪費材料，就采用幾塊下料繼而拼接的辦法制成法蘭，然后與通風機風筒斷續(xù)焊接成型，此種加工工藝十分落后，而且由于焊接應力導致通風機風筒的焊接變型原因，所加工的通風機風筒外觀和尺寸及形位公差也根本無法得到保證。進入90年代，軸流通風機的二端聯接法蘭采用旋壓的技術得到長足的發(fā)展，法蘭旋壓機械的型式也有了臥式、鞍式、立式三種結構，進口法蘭旋壓機械也進駐到部分通風機生產廠家。其中以立式法蘭旋壓機械的生產效率和加工質量為佳。由于軸流通風機的二端聯接法蘭旋壓工藝可以大幅度提高生產效率，降低原材料消耗成本，所加工的通風機風筒外觀和尺寸及形位公差也得到了有力保證，另外，通風機風筒法蘭在旋壓工藝的過程中由于旋壓金屬產生了硬化，從而進一步提高了金屬的機械強度，極大地提高了軸流通風機的產品質量。在軸流通風機法蘭的旋壓過程中，按照法蘭標準尺寸，在合理的板材選用情況下，法蘭邊緣是不會開裂的，但過薄的板材法蘭端面有可能出現平面度缺陷。另外，由于外風筒是在粗成形時有一道焊縫，在該焊縫處存在殘余焊接應力并且焊材的延伸率也較低，在軸流通風機法蘭成型過程中可能在該處發(fā)生開裂，此時，一經發(fā)現應采用立刻補焊的辦法，然后繼續(xù)旋壓，直至最后旋壓成型，軸流通風機法蘭旋壓成型出現廢品是很少的。
4、軸流通風機外筒加強筋的旋壓
ISO6580規(guī)定了通風機圓型法蘭的幾種方，可以從中參考通風機外風筒板厚只有極限厚度 ，而無最小厚度，說明通風機不宜采用厚度較大的鋼板，因為厚度較大的鋼板重量必然就要加大通風機整機重量，對通風機的安裝是非常不利的（且不說成本、運輸問題），但是即便在通風機外風筒板極限厚度時，由于運輸，吊裝等通風機外殼也經常發(fā)生形位變形，導致通風機中的葉輪在旋轉中與通風機內壁產生刮蹭現象，出現嚴重安全事故。為此，有的通風機制造商就不可 避免的加大通風機葉輪葉頂與通風機內壁的間隙，其結果是通風機的效率受到極大影響，并且工作曲線也變的較短。2001年北京當代復合材料有限公司就此問題進行了專門研究，在通風機外風筒設計了二條自內向外旋壓的加強筋，2002年專用設備進行了自行研制，成功加工出了帶有加強筋的通風機外風筒產品（見圖2）并申報了專利。
該帶有加強筋外風筒在降低了原來使用鋼板厚度情況下，產品強度卻得到了極大的提高了。起初，我們曾考慮可能由于通風機外風筒自內向外旋壓的加強筋產生的凹槽對氣動性能產生影響，我們用同一臺GYF-8Ⅰ排煙通風機作了氣動試驗，首先進行有加強筋狀態(tài)時的試驗，然后將通風加強筋凹槽處用石膏進行填充后修平再作氣動試驗進行對比，此時通風機的氣動性能不但沒有降低，工作曲線反而變得長了些，經過研究我們認為該通風加強筋凹槽處是起到了盡似失速環(huán)作用所致�，F在，當代公司100%通風機已全部實現了軸流通風機外筒加強筋的旋壓，由于通風機機殼強度的提高，通風機內的葉輪葉頂與機殼內壁間隙就可以變的很小，通風機的效率得到大幅度提高，軸流通風機外筒加強筋的旋壓綜合質量提高的同時，外觀也更悅目，為此，當代公司還申請有外觀專利。我們還試驗了在筒壁加強筋凹槽內填充有微孔材料，試驗證明通風機的比噪聲可又降低2dB(A)。軸流通風機外筒加強筋的旋壓工藝成熟，質量可靠，是旋壓技術在軸流通風機應用方面的一項發(fā)展。
5、軸流通風機法蘭軸向小斜邊的旋壓
在軸流通風機法蘭和軸流通風機外筒加強筋的旋壓二項旋壓工藝實施后，通風機筒體鋼板厚度有所降低，為使軸流通風機法蘭在安裝公司使用過程中增加法蘭的軸向強度，當代公司還設計了軸流通風機法蘭軸向小斜邊（見圖2），并開發(fā)了專用軸流通風機法蘭軸向小斜邊旋壓設備，使得法蘭軸向強度大幅度得到提高，有力的保障了軸流通風機與管道施工過程中的氣密性能，該類似的產品設計和類似專用設備旋壓設備在我國西安市某風機廠也已使用。我們認為，軸流通風機法蘭軸向小斜邊的旋壓尺寸不易設計過大，小斜邊長度應根據通風機直徑的大小，以5-8mm為好，過長則加重鋼板延伸負擔，成型困難，過短則加重機床負擔，也不易成型。
6、結束語
旋壓技術雖然是一門古老的工藝，但在我國技術發(fā)展與歐、美國家仍有差距，當代公司不但在通風機制造方面走出了一條新路，而且還進軍其它旋壓產品，很多零件的幾何形狀是其它機械加工方法不能勝任的，并且不需昂貴的模具和多品種的壓力機床投入大量生產費用，加工生產周期很短，在今天市場經濟激列競爭的條件下，尤其適用縮短新產品的開發(fā)周期，當代公司在2004年全國旋壓學術會議上有關旋壓技術在通風機上的應用受到旋壓資深專家的一致高度評價，我們也希望通風機行業(yè)能充分利用旋壓技術的發(fā)展，將我國的通風機產品質量提高到更新高度。
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