旋压是塑性加工领域的一个重要分支，具有变形条件好、制品性能高、尺寸公差小、材料利用率高和制品范围广的特点。随着旋压技术的飞速发展和旋压产品范围的不断扩展，旋压技术逐渐成为齿轮制造领域一个新的加工手段。它克服了传统齿轮切削加工方法中速度慢、刀具要求高等缺点，对提高齿轮生产效率和产品质量，降低生产成本都具有重大意义。

陕西法士特公司利用旋压机（见图1）主要生产AT换挡机构用的毂类零件，属于杯形薄壁渐开线内齿类零件，结构如图2所示。

旋压过程

按照变形前后毛坯厚度是否发生显著变化将旋压工艺主要划分为：普通旋压（不变薄旋压）和强力旋压（变薄旋压）两种。
目前，我公司采用的旋压工艺是将板坯坯料装夹于带外齿廓的芯模上，用120°均布的3个旋轮在外侧挤压，材料在旋轮和芯模的作用上，逐点受压产生轴向流动，同时内壁材料因受芯模外齿廓的约束而成形齿廓。成形过程中，轮齿部分增厚，齿槽部分减薄。既不属于普通旋压，也不单纯的属于强力旋压。材料受力变形的目的不是整体减薄，而是局部增厚。用板坯坯料旋压成形杯形薄壁内齿类零件过程如图3所示。

旋压成形缺陷分析及解决措施

1.齿面折叠、填充不足现象及解决方案
离合器毂零件旋压后齿面出现凹坑（见图4），疑似裂纹，初步判断是填充不足，缺材料。垂直裂纹方向进行切割，经过剖检，在金相显微镜下看材料流线，并与无凹坑侧材料流线对比分析，说明凹陷有初期折叠的迹象（见图5）。

经过分步旋压，第2步预成形大外圆后，内部出现凸起和凹坑（见图6），用记号笔涂色标记，通过后续旋压（见图7）和标记位置判断，第2步预成形大外圆后的凸起导致了最终齿面折叠的出现。

为减小预成形大外圆后的凸起，经过对旋压程序及机床参数的分析，有三种解决方案：

方案一：预成形大外圆后，手工用风动砂轮打磨凸起地方，直至凸起完全消除，再继续后续的旋压，成形后的零件齿面折叠现象消失，通过此方案，进一步证实了齿面折叠产生的原因。

方案二：改变程序中旋轮路径参数，减小成形过程中旋轮的压入量；同时，适当增大旋轮的转速，减小旋压过程中对材料的挤压力，凸起减小，成形后零件齿面折叠现象减少。通过此方案，虽然一定程度上折叠现象减少，但是始终没有消失。
方案三：调整旋压成形的顺序，先成形活塞部分，再预成形大外圆，利用新的程序旋压后，凸起消失，状态如图8所示。

2. 局部轴向尺寸不足现象及解决方案

在旋压成形过程中，旋轮轨迹不合适或者旋压顺序不当，都可能导致旋压后零件局部轴向尺寸的不足，后续工序无法进行，这种情况主要发生在有圆角的地方。当旋轮设计不当或者移动轨迹参数不合适，会使得在芯模的圆角处，材料和芯模没有完全贴合，成形后零件的圆角过大，没有车削余量；当旋压分步顺序调整不合适，由于材料的塑性变形随着旋压过程持续进行，后一步的旋压动作会导致前面已成形的部分发生变化，从而影响最终的成形质量。

在旋轮的初始设计中，充分考虑了芯模圆角和零件坯料的厚度。因此一般不考虑旋轮设计不当的原因。

不同批次的材料，性能略有不同，成形过程中材料的流动性也不同。因此每换一批材料，都需要根据对旋压零件的试车情况来微调旋轮移动轨迹参数。在旋压过程中，也可以根据情况，适当地调整分步过程，增加关键部位的二次旋压，精修圆角部位。旋轮自身设计、运动轨迹以及程序的调整，均是围绕一个目标，尽最大可能保证材料和芯模的贴合度，从而保证圆角处的轴向尺寸。

结语

通过对程序的逐步调整，解决零件旋压过程中出现的各类缺陷。对于我们公司来说，利用旋压工艺加工薄壁内齿类零件属于新的工艺方法，需在今后的生产中不断积累经验，进一步增加对旋压工艺的认识。