GBT50637-2010 弹体毛坯旋压工艺设计规范.doc

UDC 中华人民共和国国家标准 P GB/T 50637-2010 弹体毛坯旋压工艺设计规范 Code for design of spinning process for shell body blank 2010-11-03 发布 2011-10-01 实施 中 华 人 民 共 和 国 住 房 和 城 乡 建 设 部 中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局  联合发布 目 次 1 总 则 1 2 术 语 2 3 基 本 规 定 3 3.1 基本要求 3 3.2 检验规定 3 3.3 其他规定 4 4 工艺系统布局与主要设备选型 5 4.1 弹体毛坯旋压车间布置 5 4.2 弹休毛坯旋压成形工艺系统设计 5 4.3 弹休毛坯旋压成形主要设备选型 6 5 预 成 形 工 艺 设 计 7 5.1 预成形坯设计 7 5.2 辅助工艺准备 7 5.3 压型、冲孔、拉伸 7 5.4 检验 8 6 旋压工艺设计 9 6.1 旋压工装设计 9 6.2 旋压准备 9 6.3 冷旋压成形 10 6.4 热旋压成形 10 7 旋 压 后 处 理 12 7.1 热检 12 7.2 车外形 12 7.3 收口 12 1 Contents 1 General provisons 1 2 Terms 2 3 Basic requirement 3 3.1 Basic requircment 3 3.2 Inspection regulations 3 3.3 Other regulations 4 4 Layout of process system and selection of main equipment 5 4.1 Layout of shell body blank spinning workshop 5 4.2 Design of process system of shell body blank spinning ing 5 4.3 Selection of main equipment for shell body blank spinning ing 6 5 Design of preing process 7 5.1 Design of preing blank 7 5.2 Prcparation of auxiliary process 7 5.3 Press ing , punching and drawing 7 5.4 Inspection 8 6 Design of spinning process 9 6.1 Design of spinning tooling 9 6.2 Preparation of spinning 9 6.3 Cold spinning ing 10 6.4 Hot spinning ing 10 7 Post - processing of spinning 12 3 7.1 Hot inspection 12 7.2 Outer diamcter turning 12 7.3 Tapering 12 7.4 Heat treatment 12 Explanation of wording in this code 14 Addition ; Explanation of provisions 15 4 1 总 则 1.0.1 弹体生产应贯彻执行国家节能减排等技术与经济政策，为 充分发挥旋压近净成形工艺的节能、节材、高效、清洁生产等优势， 降低原材料消耗，提高生产效率和经济效益，确保产品质量，增强 竞争能力，制定本规范。 1.0.2 本规范适用于Φ100mm 以上的中、大口径炮弹弹体毛坯 旋压工艺的设计。 1.0.3 弹体毛坯旋压工艺的设计，除应符合本规范外，尚应符合 国家现行有关标准的规定。 1 2 术 语 2.0.1 弹体 shell body 用以装填炸药或特种装药完成战斗作用的带有特殊曲母线要 求的物体。 2.0.2 旋压工艺 spinning process 指将平板或空心坯料固定在旋压机的模具上并随机床主轴转 动，用旋轮施压使坯料紧贴芯模实现逐点局部塑性变形的成形工 艺。 2.0.3 预成形 preing 在正式成形加工前，为满足旋压工艺系统的要求对毛坯进行 适当的预处理过程，主要包括压型、冲孔、拉伸等过程。 2.0.4 旋压成形 spinning ing 一种综合了锻造、挤压、拉伸、弯曲、环轧、横轧和滚压等工艺 特点的无或少切屑加工的精密塑性成形工艺，广泛地应用于薄壁 回转体金属零件精密塑性成形。 2.0.5 热旋压 hot spinning ing 指在对坯料加热条件下进行的旋压过程，常应用于冷态旋压 成形性能差的材料或形状复杂的工件、机床能力不足等情况。 2 3 3 基 本 规 定 1   J 3.1 基 本 要 求 3.1.1 炮弹生产应符合国家节能减排政策和可持续发展的要 求 。 大 3.1.2 弹体毛坯旋压工艺设计，应符合循环经济发展模式，应采 用节约材料、节能降耗的先进工艺、技术和设备，并应提高废气、废 水、废弃物的综合利用水平。 3.1.3 弹体采用旋压加工的主要工艺流程见图3.1.3。 热处理 收口 局部加热 车 外 形 检验 预成形 加热 下料 加热 热旅压 冷旋压 图3.1.3 弹体旋压加工工艺流程 3.2 检 验 规 定 3.2.1 热加工的前五件制品，应100检验主要成形尺寸，并应 在全部合格时再正常生产。正常生产后可按10抽验产品，发现 不合格时，应及时调整参数。 3.2.2 冷却后应100检验各部主要成形尺寸。 3.2.3 各工序间毛坯检验过程应按炉号进行分炉管理。 3.2.4 弹体内腔尺寸应通过内孔专用量规检验，外观质量应光 滑。 3.2.5 表面及内部缺陷检验宜采用磁粉探伤、超声波探伤。 3.2.6 旋前毛坯壁厚差应控制在2mm 以内，宜小于1.5mm。 3.3 其 他 规 定 3.3.1 热旋压时宜采用感应加热方式，旋压过程中应采用补充加 热。 3.3.2 弹体毛坯应进行热处理，力学性能不合格时应返工。 3.3.3 需要加热的弹体毛坯宜采用自动化上下料装置。 3.3.4 加热后的弹体传送环节宜采用耐热传送带。 3.3.5 热旋压时，应对设备、模具进行适当冷却，可对旋压设备的 主轴、芯模、旋轮座通冷却水。 4 4 工艺系统布局与主要设备选型 4.1 弹体毛坯旋压车间布置 4.1.1 车间平面布置的设计应根据产品品种和规格的多样性和 工艺路线复杂性等特点，保证设备配置合理、布置紧凑、流程顺畅。 4.1.2 在制品存放时应合理设置中间库，运转宜选用热装热送和 均匀冷却等先进技术。 4.1.3 厂房的跨度应根据关键设备的布置要求，以及设备检修、 吊装、人行通道和操作安全要求确定。预成形跨宜与旋压成形跨 直接毗邻，应布置旋压机补充加热所需气源的汇流排间。 4.1.4 弹体毛坯旋压车间的辅助和公用设施设计，应统筹安排设 备检修、吊装和操作安全因素，根据工厂条件按实际情况择优选 取，车间定制应符合国家现行有关标准的规定。 4.1.5 辅助设施设置应符合国家现行有关标准的规定。车间设 计应合理布置给排水系统，排放应符合现行国家有关环保规定。 4.2 弹体毛坯旋压成形工艺系统设计 4.2.1 弹体毛坯旋压工艺系统的设计应符合先进、实用、可靠的 原则，主要设备工艺能力应相互匹配。 4.2.2 弹体毛坯旋压车间的电气设备水平应与生产工艺要求以 及机械设备的技术水平相适应；自动化控制系统和检测系统的设 置应先进可靠、切合实际，并应符合系统维护和升级换代要求。 4.2.3 弹体毛坯旋压应设计适当的检验工序，宜设置专门的检验 工作间或检验工作台。 4.2.4 辅助工序应安排高压水去氧化皮。 4.2.5 采用热旋压时应设计保温系统，并应保证加热工序“连 5 贯性”。 4.2.6 在操作安全、工作舒适方面应统筹规划人一机环系统。 4.3 弹体毛坯旋压成形主要设备选型 4.3.1 毛坯下料可根据材料牌号和形状选择设备，方钢或大规格 圆棒料下料宜选用高速圆盘锯，批量很大时也可选用带锯机下料； 小规格圆棒料、管材和有色金属下料宜选用带锯机。 4.3.2 加热宜选择自动感应加热炉。 4.3.3 材料的温度检测宜选择远红外测温仪或热电偶。 4.3.4 压型、冲孔工序宜选用油压机加工，拉伸工序宜选用 3500kN～5000kN 立式拉伸油压机加工，也可直接选用10000kN 以上双工位组合压机。 4.3.5 热旋压宜选用可补充加热的3000kN～8000kN 数控旋压 机，冷旋压可选用三旋轮强力旋压机。 4.3.6 收口加工应根据自身条件确定，可选用5000kN 压力机 等。 6 5 预成形工艺设计 5.1 预成形坯设计 5.1.1 工艺准备时，应根据弹体图纸设计预成形毛坯，并应按产 品要求计算毛坯下料质量。 5.1.2 原材料选择及其尺寸规格，宜选用标准的国产型材。尺 寸、外形及相应的产品质量应符合国家现行有关标准的规定。 5.1.3 弹体坯料宜选用方钢，方钢断面尺寸应符合下式要求 b-3.222rb2.45r1.375c 5.1.3 式中r 方钢圆角半径mm; c 冲头直径mm; b方钢边长mm。 5.1.4 下料工序可选用等重下料和在线无损探伤等工艺。 5.2 辅助工艺准备 5.2.1 坯料加热应达到表面和心部温度均匀，内外温差不应超过 50℃。钢坯可采用感应加热，单个毛坯中频加热时间宜设为 20min～30min, 毛坯表面温度宜控制在1150℃;铝合金宜选用电 阻炉加热，时间宜设为1.5h～2h, 毛坯温度宜控制在400℃ 460℃。 5.2.2 热加工后处理宣采用高压水去氧化皮工艺。 5.2.3 坯料宜在压型、冲孔工序后安排内膛去氧化皮工序。 5.2.4 坯料宜采用棍锻精整处理膨胀变形。 5.3 压型、冲孔、拉伸 5.3.1 预成形宜选用热冲压或中温挤压成形方式。 7 5.3.2 压型准备宜设计机械手翻转放入凹模。 5.3.3 压型与拉伸过程中应进行石墨润滑。 5.3.4 冲孔后的坯料宜经机械手取出并夹送到拉伸工位。 5.3.5 拉伸的毛坯料温不得低于该材料的锻造温度。热拉伸变 形程度可按下式计算 5.3.5 式中ea弹体毛坯热拉伸时的断面缩减率，取30～45; A₁,A₂ 拉伸前后毛坯环形断面积mm。 5.4 检 验 5.4.1 毛坯尺寸检验应包括毛坯壁偏差、毛坯内膛尺寸、毛坯全 长和底厚及毛坯底部与轴线垂直度等参数。 5.4.2 预成形坯应检验金相组织、力学性能。 5.4.3 拉伸后的坯料应通过传送带运送，并应采用专用量具检测 内孔尺寸。 5.4.4 工件检测应记录尺寸数据，并做好标识。 8 6 旋压工艺设计 6.1 旋压工装设计 6.1.1 旋轮和芯模等工装设计应适应产品特点，并应符合相应指 标的要求。 6.1.2 旋轮材料可选用具有足够的高温硬度和高温强度的高速 钢、热作模具钢。 6.1.3 旋轮、芯模及辅助工装应按要求制造，并应保证精度，同时 应进行基本参数检测。 6.2 旋 压 准 备 6.2.1 旋压机调试应特别注意旋轮和芯模的安装与调整。 6.2.2 准备石墨润滑剂、防氧化剂，宜设计成自动喷涂于坯料的 内外表面。 6.2.3 旋压进给率应根据产品要求计算，设计道次压下量，应选 取合适的旋轮攻角、旋轮工作圆角。 6.2.4 反映弹体毛坯变形程度的变薄旋压减薄率，应按下列公式 计算。旋压道次、减薄率宜根据工件壁厚和材料确定相应参数，壁 偏厚宜取上限，壁偏薄宜取下限，同时应保证旋轮压下台阶大于减 薄量 9 中 ， zn 一 Ea1/t 。100 式中ψ,工件的道次减薄率； tn、tn“旋 压 n 道次、n1 道次后工件的壁厚。 ψto 一t/to 式中ψ工件的总减薄率； t旋压毛坯的壁厚mm;  6.2.4-1 6.2.4-2 t; 旋压完成后工件的壁厚mm。 6.2.5 旋轮进给率设计应按下式计算 fv/N 6.2.5 式中f 旋轮进给率mm/r, 取0.5mm/r～2mm/r; v旋轮沿工件母线的进给速度mm/min; N------ 主轴工件转速r/min, 取50r/min～500r/min, 较 硬的材料宜取较小值.较软的材料宜取较大值。 6.2.6 旋轮顶端圆角半径的设计应符合下式的要求。硬材料宜 取小值；旋轮攻角宜选择30 rp1～4L 6.2.6 式中rp旋轮顶端圆角半径mm。 6.2.7 工艺参数确定应检验预成形毛坯的质量、端面垂直度，坯 料内径与芯模配合的间隙值应以变形金属塑流稳定为原则，误差 应控制在旋压设备允许和产品精度的要求之内。 6.2.8 坯料与芯模直径间隙的设计应合理，中小件的直径间隙宜 为0. 1mm～0.2mm, 大件可为0.3mm～0.6mm。 6.3 冷旋压成形 6.3.1 完成旋压工装设计、制造、安装后，应系统调试旋压工艺过 程。 6.3.2 完成工件检验与装夹，应实施润滑。 6.3.3 计算并试验合理的工艺参数应包括减薄率、主轴转速、进 给量、芯模和旋轮的闾隙、旋轮安装角、旋压道次、旋轮运动轨迹和 旋轮几何形状等。 6.3.4 实施冷旋压成形应按计算和试验结果精确设定旋压机工 作参数，并应执行预定的工艺路线。 6.4 热旋压成形 6.4.1 工装设计安装调试、工艺参数计算与试验除应符合冷旋压 10 成形的规定外，尚应重点设计旋压前加热、旋压过程补热、芯模及 旋轮冷却等工艺环节。 6.4.2 拉伸后的毛坯宜通过传送带输送，旋压过程中宜采用燃气 加热方式进行补充加热，观测工件温度变化宜采用红外线测温仪， 钢材的旋压温度宜控制在850℃1100℃。 6.4.3 上下料宜采用机械手和轨道配合，应设计自动化上下料装 置。 6.4.4 工装应设计冷却防护装置，宜对旋轮轴、芯模通水冷却，并 宜旋轮外喷涂 MoS₂ 等。 6.4.5 退料应保证力度和速度均匀，可采用双油缸退料装置。 11 7 旋压后处理 7.1 热 检 7.1.1 旋压后弹体毛坯应均匀冷却，外观质量应光滑。 7.1.2 尺寸检验应采用内孔专用量具、外径卡钳规检测弹体内、 外表面尺寸。 7.2 车 外 形 7.2.1 车外形前应选择冷却形式和冷却速度，并应设计冷检工艺 及装备。 7.2.2 设计弹体毛坯外形车制工艺规程，应选择合适工艺装备对 旋压后的弹体毛坯进行平口部。 7.2.3 外表面精车应达到收口前尺寸要求。 7.3 收 口 7.3.1 加热宜选择中频感应加热炉，并应满足弹体口部局部加热 要求。 7.3.2 采用中频感应加热圈局部加热弹体口部时，应保证加热均匀。 7.3.3 收口工艺规程设计应重点计算收口力，并应选择合适的收 口设备。 7.3.4 采用步进式传送带将口部加热完毕的弹体应通过料道运 送到收口机。 7.3.5 在收口机上应按规定工艺要求完成收口。 7.4 热 处 理 7.4.1 收口完毕的弹体毛坯若需要热处理，宜进行必要的调质或 12 消除内应力处理。 7.4.2 热处理操作应按规定的温度实施自动控制。 7.4.3 热处理后应进行力学性能和金相组织检验。 13 本规范用词说明 1 为便于在执行本规范条文时区别对待，对要求严格程度不 同的用词说明如下 1表示很严格，非这样做不可的 正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”; 2表示严格，在正常情况下均应这样做的 正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”; 3表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的 正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”; 4表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。 2 条文中揩明应按其他有关标准执行的写法为“应符合 的规定”或“应按执行”。 14 中华人民共和国国家标准 弹体毛坯旋压工艺设计规范 GB/T 50637-2010 条 文 说 明 制 定 说 明 弹体毛坯旋压工艺设计规范GB/T 506372010,经住房和 城乡建设部2010年11月3日以第825号公告批准发布。 本规范制订过程中，编制组进行了大量的调研分析工作，分析 了先进旋压工艺的特点，调研了国内外弹体生产现状，摸清了大、 中口径弹主要生产企业的弹体毛坯生产状况，总结了近年来我国 弹体毛坯旋压生产、应用的实践经验，了解和掌握了生产工艺，与 相关的标准进行了协调，对主要问题进行了反复讨论。 为便于广大设计、施工、科研、学校等单位有关人员在使用本 规范时能正确理解和执行条文规定，弹体毛坯旋压工艺设计规 范编制组按章、节、条顺序编制了本规范的条文说明，对条文规定 的目的、依据以及执行中需注意的有关事项进行了说明。但是，本 条文说明不具备与规范正文同等的法律效力，仅供使用者作为理 解和把握标准规定的参考。 17 目 次 1 总 则 21 2 术 语 22 3 基 本 规 定 23 3.1 基本要求 23 3.2 检验规定 23 3.3 其他规定 24 4 工艺系统布局与主要设备选型 26 4.1 弹体毛坯旋压车间布置 26 4.2 弹体毛坯旋压成形工艺系统设计 26 4.3 弹体毛坯旋压成形主要设备选型 27 5 预成形工艺设计 29 5.1 预成形坯设计 29 5.2 辅助工艺准备 30 5.3 压型，冲孔、拉伸 30 5.4 检验 31 6 旋压工艺设计 32 6.1 旋压工装设计 32 6.2 旋压准备 32 6.3 冷旋压成形 33 6.4 热旋压成形 34 7 旋 压 后 处 理 35 7.1 热检 35 7.2 车外形 35 7.3 收口 35 7.4 热处理 36 19 1 总 则 1.0.1 目前，弹体毛坯制造多以冲压、挤压、拉伸、机加工而获得， 现行塑性成形工艺只能将弹体毛坯加工成为直筒形件，导致弹体 毛坯壁厚差大，且现行工艺切削量大、能源消耗高、环境污染大，产 品质量一致性较差，材料浪费严重，特别是中、大口径弹体毛坯的 材料利用率只有40～50。这不仅不符合国家节能减排政策， 而且产品因成本、质量等因素缺乏竞争力，无法满足现代战争的需 要。 1.0.2 关于弹体口径的说明，旋压工艺方法广泛适用于回转体零 件的加工，针对本规范中的弹体，通过国外资料和国内前期相关研 究成果的分析，大、小口径的弹体毛坯均可以采用旋压工艺方法， 尤其在φ100mm 以上的大口径中应用，可获得更好的经济效益和 社会效益。 1.0.3 通过应用旋压技术革新，可使大、中口径弹体毛坯的壁厚 差由目前的3mm～5mm 减少到1mm～2mm, 材料利用率由日前 的40～50提高到70～80,良品率由日前壁厚差3mm 5mm 前提下的95提高到壁厚差1mm～2mm 前提下的98铸 造弹体90以上，万发产品综合能耗减低30以上。 21 2 术 语 2.0.1 对本规范的加工对象弹体给出定义。 2.0.2 对本规范的主要工艺方法旋压工艺给出定义，这是设 计本规范的基础。旋压成形工艺当前对回转体加工是一种高效先 进的工艺方法，具有材料利用率高，可改变材料组织性能，提高制 品的工艺性能，易于控制壁厚差等很多优点，对材料硬度高、壁厚 大的零件采用热旋压也是一种成熟的工艺方法。 2.0.3 为了满足弹体毛坯旋压的理想工件形状而预先采用的成形 处理过程。弹体毛坯旋压工艺，根据加工对象特点必须进行预成形。 2.0.4 对旋压成形的定义和特点做出说明，也表明了应用旋压成 形的优势，进而说明本规范的必要性。旋压加工与常见的冲压加 工主要区别在于旋压是逐点变形，可降低设备的功率，减少能耗， 提高模具的使用寿命。旋压可对材料自身存在的诸如缩孔、夹杂、 气孔等组织缺陷起到自检的作用，毛坯的基体组织晶粒在加工后 更加细化。旋压加工根据毛坯变形的难易程度可分别采用冷旋压 和热旋压。 2.0.5 实现本规范中的加工工艺，需要采用热旋压，特别是收口 工序应采用热旋压，因此宜对热旋压给出明确的界定和说明。冷 旋压指在室温条件下进行的旋压过程。热旋压指在对坯料加热条 件下进行的旋压过程，用于冷态旋压成形性能差的材料或是工件 形状复杂，机床能力不足等情况摘自锻压手册第2卷，中国机 械工程学会锻压学会编。热旋压就是为了减少变形抗力，提高旋 压性能，扩大加工能力，在成形过程中不断对已加热的工件进行补 充加热，在整个工艺过程使工件保持适当的温度，进行大变壁厚、 大减薄率的特定专用旋压加工。 22 3 基 本 规 定 3.1 基 本 要 求 3.1.1 作为战争中的最大消耗产品炮弹，其生产一般属大批 量连续型作业，以往的状况基本是“肥头大耳”,材料浪费严重，且 生产工艺不连续，不符合国家节能减排政策的要求。 3.1.2 弹体毛坯旋压工艺设计应根据弹体生产的实际情况，积极 采用先进适用的新技术、新工艺、新设备，使弹体毛坯旋压做到技 术先进、经济合理、节能环保、安全实用，具有良好的经济效益和社 会效益。 3.1.3 根据生产实际和满足节能减排要求，主要对本规范适用的 弹体尺寸、弹体旋压的工艺流程、检验规定及热处理、传送等要求 做出约定和说明。弹体毛坯旋压工艺特点是通过旋压成形技术取 代原工艺的拉伸十粗车，使大口径弹体的成形工艺基本改变为无 屑加工，提高材料的利用率，减少人力和能源的消耗。通过旋压成 形技术使弹体成形的断续工艺过程改为连续工艺过程，减少占地 面积，并能大幅度提高生产效率。 采用热旋压新工艺的优势，能够使过去的“断续工艺”改革为 “连续工艺”,旋压成形技术能够满足弹体毛坯变壁厚、曲母线形塑 性成形，并且壁厚差均匀，弹体毛坯内部组织更均匀，能够实现弹 体毛坯的批量生产，提高质量和效益，满足节能减排要求。 3.2 检 验 规 定 3.2.1 坯料检测是保证弹体生产质量的基础，热加工的前五件制 品必须100检验所有尺寸，只有尺寸全部合格方可正常生产，这 是硬性要求，正常生产后可按10抽验为参照相应的军品生产惯 23 例所制定。 3.2.2 根据产品特点，为保证生产质量必须进行冷检验。根据以 往经验需重点关注凹坑、拉沟、折叠等热加工疵病，在冷却后检验 内、外表面质量时允许有类似的疵病，但以深度不超过机械加工余 量的1/2～2/3为宜。 3.2.3 应用本工艺方法，工序间的检验非常重要，其中热处理必 须进行分炉管理，这是保证此种特殊产品质量的硬性规定。 3.2.4 对外观质量和内孔尺寸要求做出说明，并规定检验要通过 专用量具检测弹体内腔尺寸。 3.2.5 理论分析和实际应用表明，弹体表面及内部缺陷检验可用 磁粉探伤、超声波探伤方法。 3.2.6 保证允许的壁厚差是保证本规范所述工艺方法有效执行 的基本要求，旋前毛坯壁厚差宜控制在1.5mm 以内，鉴于目前实 际生产情况，可放宽至2mm 以内。 3.3 其 他 规 定 3.3.1 补充加热是本工艺实施中的必要环节。相关应用表明采 用感应加热的方式对于钢质坯料加热是有效的，旋压过程中的补 充加热是必须的。 3.3.2 进行热处理是保证产品性能的一种基本方法，允许的返工 和淬火次数是有理论和实践依据的。 3.3.3 为实现生产过程的自动化，提高生产率，减轻劳动强度，在 弹体毛坯加工中宜采用机械手传送工件。对于大口径、需要加热 的弹体毛坯宜采用自动化上下料装置，降低工人强度，缩短上料时 间，减少温度的损失，使毛坯能在最佳温度进行旋压。 3.3.4 为实现生产过程自动化所用的传送带等输送装置必须耐 高温。 3.3.5 本工艺实施过程中进行补充加热是为了使工件更易变形， 然而过高的温度又对加工设备工装使用寿命造成影响，所以宜进 24 行适当的冷却，应保证旋压机体的温度在10℃40℃之间，对主 轴、芯模、旋轮座通冷却水，使旋压机处于可靠工作的温度，保证旋 压机的正常工作及使用寿命。 25 4 工艺系统布局与主要设备选型 4.1 弹体毛坯旋压车间布置 4.1.1 弹体毛坯旋压具有生产批量大、精整流程路线多及往返交 叉等特点，车间布置，对于符合一般机加车间的设计要求参照相关 的机械加工车间的跨度、辅助配套设施、水电气利用等要求设计； 同时要考虑产品的特殊要求，如热装热送等就要做出特别的设计 保证；另外，还应从流程优化的角度考虑节约用地和投资。 4.1.2 热装热送和均匀冷却等先进技术是本工艺实施的要点，弹 体毛坯旋制的中间存放等也应予以系统的考虑。 4.1.3 中、大口径弹体很重，生产车间必须设计安装吊装设备，同 时旋压机等关键设备也是属于大型设备，布局上应有足够的跨度。 4.1.4 弹体毛坯旋压车间的辅助和公用设施设计应同时考虑补 充加热气源、人行通道以及操作安全和维修等的需要，车间设计应 符合安全生产等相关标准要求。 4.1.5 水、气、热的综合利用水平和排放数据是国家环保标准的 重要指标，提高水、气、热的综合利用水平，循环水处理系统应达到 水的重复利用率不低于95,本条规定也是本工艺实施能否达到 国家节能减排政策的重要一环。 4.2 弹体毛坯旋压成形工艺系统设计 4.2.1 工艺系统的“实用、可靠”是生产所必须的，“先进”则是技 术进步的标志，同时工艺设计还应考虑实际能力与生产纲领要求 的匹配，要保证生产工艺顺畅、产品质量稳定，满足生产纲领要求。 4.2.2 工艺系统的控制与检测系统的设计应先进可靠，系统维护 和升级换代是这部分的重点，系统选择应遵循良好的性价比和通 26 用、开放、可靠等原则。 4.2.3 工序间的检验对任何工艺过程都是必要和必须的，为了更 好地应用现代技术手段和便于企业信息化管理，应合理设置检验 室、专门的检验工作间或检验工作台，开展生产过程中的检验工 作；并保证检验数据的有效存储、管理和使用。 42.4, 去氧化皮是保证旋压工艺系统具有良好的适应性的重要 环节，相关应用表明高压水去氧化皮是一种有效方法，是保证旋压 质量的关键，对模具寿命有影响。 . 4.2.5 保证加热工序的“连贯性”是减少能量损失和提高厂房使 用面积的有效途径，也是提高企业经济效益的关键措施之一。防 止热量扩散，减少能量损失，就必须考虑加热环节保温问题，这也 是实现节能的一个方面。 4.2.6 先进的工艺系统都应符合人一机一环系统工程，保证操作 人员安全、舒适更是体现以人为本、和谐发展的必然要求。 4.3 弹体毛坯旋压成形主要设备选型 4.3.1 毛坯下料是本工艺准备的第一步，根据经验可选用高速圆 盘锯或带锯机。 4.3.2 相关应用表明，自动感应加热炉是比较合适的中频加热装 置，频率为0.8kHz～1kHz 是经过验证的有效参考值。 4.3.3 从设备性能和检验要求分析，用远红外测温仪或热电偶检 测炉温是合适的。 4.3.4 压形、冲孔工序的主要设备可选择压力机，要求能够有效 减小毛坯壁偏差，根据分析和企业现有资源，可选择10000kN 以 上双工位油压机加工，拉伸可用3500kN～5000kN 立式拉伸油压 机，或更大吨位的双工位组合压机加工完成压形、冲孔、拉伸工序。 4.3.5 热旋压通常加工材料变形抗力大、难成形的工件，本条主 要对弹体旋压工艺的主要设备，如单旋轮、双旋轮、三旋轮和多旋 轮旋压机的选择做出说明，如单旋轮旋压径向力不平衡，适宜薄壁 27 短件普旋成形，双旋轮旋压弹体毛坯与三旋轮和多旋轮相比精度 和适用范围都存在差距。旋压设备的选择，应保证工件顺利完成 旋压成形、设备系统配套及维护。 冷旋压宜选用国产三旋轮强力旋压机，因为多旋轮旋压增加 了坯料夹紧的可靠性，但设备结构复杂，应用相对有限；三旋轮均 布的旋压机是旋压弹体毛坯的最佳设备。对相应辅助设备的工作 指标要求也根据经验和技术发展，建议选用国产旋压机，性价比高 的同时便于保障服务。 4.3.6 收口加工可充分利用企业现有资源，如可选用5000kN 油 压机。 28 5. 预成形工艺设计 5.1 预成形坯设计 5.1.1 主要描述弹体旋压前预成形坯可采用多种形式，选用合适 的预成形坯才能保证顺利实现旋压工艺方案，才能保证产品质量 和经济效益。毛坯设计根据弹体图纸设计要求计算下料质量是必 须的，以避免浪费。 5.1.2 产品质量依据主要包括允许偏差、表面及内在质量、化学 成分、力学性能、工艺性能、交货状态以及金相组织等。选择原材 料并确定其尺寸规格，要符合相应品种的国家标准要求。常用的 弹体毛坯有如下几种 1 轧制或挤压的管坯这类管坯经车削后可旋压出等壁厚、 变壁厚，带凸缘或带筋的零件。 2 经车削的锻造毛坯；为了减轻弹体毛坯的重量，使毛坯变 形符合应遵循的规律，变形程度不超过极限值，可采用经车削的锻 造毛坯。这种毛坯多用于旋压成母线为抛物线或其他变壁厚的零 件等。 3 经车削的铸造毛坯由于用离心铸造法、半连续铸造法、压 力铸造法或熔模铸造法电渣重熔生产的铸造毛坯气孔、疏松和 夹渣等缺陷较少，而且机加工量小，整个加工费用比较低，适用于 批量生产。这种铸件多为管状毛坯。 4 用粉末冶金法生产的毛坯某些难熔金属及其合金如钨、 钼、钽及其合金必须用粉末冶金法和等静压法生产成弹体毛坯， 然后用热旋压法旋压成所需零件。 5 由板坯预成形的毛坯这种毛坯可用普通旋压、冲压等加 工方法得到，多用于旋压成尖顶锥形件、曲母线锥形件、球形封头 29 和筒形件等。 5.1.3 方钢断面尺寸的选择，为保证材料充满冲孔模腔，根据成 熟理论给出了方钢断面尺寸的一般计算公式。 5.1.4 说明了下料的控制方法，给出了保证下料精准的控制工艺 技术方法。 5.2 辅助工艺准备 5.2.1 主要描述热旋压前的工艺准备工作，用于生产的实际工艺 应该是成熟稳定的，这里设计的一些参数是在相应理论指导下通 过实验得到的数据，对实际操作会有很好的指导作用。根据材料 设计加热工艺，毛坯感应加热，中频加热时间应根据最佳变形温度 而定。原则为防止过热过烧，其他材料可根据材料金相图调整加 热方式。 5.2.2 去氧化皮采用高温水，在装置内通过高压水喷冲弹体毛 坯，是经实践证明有效的清除热加工后产生的黑色氧化皮的方法。 5.2.3 为保证弹体热旋压工艺的稳定和产品质量，对毛坯准备、 感应加热、温度检验、去氧化皮、辊锻精整和压形、冲孔、拉伸及热 检等前期辅助工艺过程，做出相应的规定和要求，以保证热旋压工 艺的顺利进行。 5.3 压型、冲孔、拉伸 5.3.1 主要描述热旋压前的工艺准备工作，其中压型、冲孔、拉伸 是比较关键的，预成形宜选用热冲压或中温挤压成形方式。 5.3.2、5.3.3 对压型的模具、拉伸前的润滑、锻造温