Designing the Roughcast for Power Spinning by Using of the Law of Sines
WU Yan, WANG Ai-ling, FENG Tian-fei
(Dept. of Mechanical Engineering, North China Institute of Technology, Taiyuan 030051, China)
Abstract：AimThis paper analyses the designing of the roughcast for power spinning in CAD/CAM system. MethodsThe roughcast is designed on the basis of the law of sines and the programming is discussed. ResultsProgram is provided. ConclusionThe designing methods is feasible.
Key words：spinning; CAD/CAM; law of sine
旋压是利用旋轮连续地依次对工件的极小部分施加压力而使其逐渐成形的一种工艺方法。按照旋压的变形特点，旋压工艺可分为普通旋压和强力旋压两类。在旋压工艺 CAD/CAM 系统开发中，旋压工艺设计是关键性技术难题。而在实际工艺设计中，旋轮运动的行程即道次的设计又是其重要组成部分。旋压加工在实际加工过程中是顺序进行的，即从毛坯开始首先加工第一道生成第一道次工件，然后加工第二道生成第二道次工件，……，直到加工第 n 道生成旋压产品(成形件)。随着道次的增加，道次轨迹也越来越接近第 n 道的道次轨迹，并且第 k 道的道次轨迹(k=1，2，…，n；k=0 时表示毛坯件，k=n 时为成形件)仅和第 k-1 道与第 n 道有关和其余道次无关[1]。所以，在设计计算第 k 道次工件模型时，就需要知道第 k-1 道次和第 n 道次的工件模型，即旋压工艺设计首要的问题是需要知道旋压成形件和旋压毛坯件。对于强旋件的毛坯，尤其是强旋异形件的毛坯，其设计计算的难度较大，因此强力旋压工艺设计中首要解决的问题就是毛坯尺寸的设计计算。作者针对这个问题应用正弦律实现了强旋异形件毛坯尺寸的设计计算，并给出了用计算机实现计算的编程步骤.
为了避免旋压件出现阶梯，保证筒形件和异形件光滑过渡，在毛坯设计时定义了过渡部分，如图 2 所示。令过渡部分的内径相同且等于筒形件的内径即异形件的最大内径，过渡部分的最小外径为异形件的最大外径，最大外径为筒形件的外径。由于外形曲线的曲率半径很大，故可以近似看作一个圆台件。对该圆台件进行毛坯的设计计算，外径尺寸已经由曲母线段和圆筒段的毛坯外径所确定，长度尺寸同样可依据体积不变原则来设计。此外，为了能光滑过渡，在设计过程中是把过渡部分外形的起点(曲母线段的终点)和终点(圆筒段的起点)以及描述曲母线段外形的数据点存贮在一起，然后一起用 B 样条反算来生成插值曲线[2]。
