一种用于成形波纹管的旋压机构及旋压方法.pdf

一种用于成形波纹管的旋压机构及旋压方法，芯模套装在芯轴上，坯料套装在芯模上，并通过位于芯轴1一端的四个夹块固定。所述的芯模分为直壁芯模和波纹芯模，在成形波纹管中，根据不同的工序选用不同的芯模。本发明通过三道次旋压工艺，保证了最终成形件的尺寸精度，并且实现了波纹管全过程的整体化塑性成形，从而使其发生塑性加工硬化，并且得到的波纹管无拼接，提高了工件的力学性能。

权利要求书
1.  一种用于成形波纹管的旋压机构，其特征在于，包括芯轴、芯模、夹块、波纹芯模、 芯轴端盖、成形波纹用旋轮和校形旋轮；其中：芯模套装在芯轴上，坯料套装在芯 模上，并通过位于芯轴1一端的四个夹块固定；所述的芯模分为直壁芯模和波纹芯 模，在成形波纹管中，根据不同的工序选用不同的芯模。

2.  如权利要求1所述一种用于成形波纹管的旋压机构，其特征在于，所述的芯轴为三 级阶梯轴，分别形成了夹块安装凸台段、坯料固定段和芯模配合段；其中，坯料固 定段位于芯轴的中部；坯料固定段的外径略小于夹块安装凸台，坯料固定段与夹块 安装凸台段之间台阶的端面形成了坯料定位面；在坯料固定段与芯模配合段之间台 阶的端面上对称开有两个用于连接芯模的螺纹孔。

3.  如权利要求1所述一种用于成形波纹管的旋压机构，其特征在于，夹块有四个，各 夹块的下表面均为弧面；所述弧面的曲率分别与与之配合的夹块安装凸台段的曲率 和坯料的曲率相同。

4.  如权利要求1所述一种用于成形波纹管的旋压机构，其特征在于，波纹芯模为分瓣 芯模，该波纹芯模外表面的形状尺寸与波纹管件内表面的形状尺寸相同；所述波纹 芯模中的各波纹段由三段圆弧组成，分别为顶部圆弧和两个根部圆弧，各圆弧半径 满足式(1)：
rm1＝r1＝R1+t   (1)
rm2＝r2＝R2+t
其中，rm1为波纹芯模波纹段根部圆弧半径,rm2为波纹芯模波纹段顶部圆弧半径； r1为波纹管内表面波纹段根部圆角半径，r2为波纹管内表面波纹段顶部圆角半径； R1为波纹管外表面波纹段根部圆角半径，R2为波纹管外表面波纹段顶部圆角半径； t为波纹管壁厚。

5.  如权利要求1所述一种用于成形波纹管的旋压机构，其特征在于，所述成形波纹用 旋轮的旋轮成形面分为三个弧段，分别是中部弧段rs1以及两端弧段rs2，各个弧段 的半径满足式(2):
rs1<R1
rs2>R2   (2)
其中,rs1为旋轮成形面中部弧段的圆角半径，rs2为旋轮成形面两端弧段的圆角半 径；
所述旋轮中部弧段rs1比波纹管外表面根部圆角半径R1小3～4mm，旋轮两端弧段rs2比波纹管外表面外表面顶部圆角半径R2大3～4mm。

6.  如权利要求1所述一种用于成形波纹管的旋压机构，其特征在于，校形用旋轮的旋 轮成形面为凹槽形，该旋轮成形面分为三个弧段，分别是旋轮成形面槽型区根部圆 弧半径rb1、旋轮成形面槽型区中部圆弧半径rb2、旋轮成形面端部圆弧半径rb3，该 旋轮用于精确成形波纹管波纹段外表面，其形状尺寸与波纹管外表面波纹段形状尺 寸相同并相互吻合，如式(3)所示：
rb1＝R1
rb2＝R2   (3)
rb3≈rb1
其中rb1为旋轮成形面槽型区根部圆弧半径，rb2为旋轮成形面槽型区中部圆弧半 径，rb3为旋轮成形面端部圆弧半径。

7.  一种利用权利要求1所述用于成形波纹管的旋压机构的旋压方法，其特征在于，具 体过程是：
步骤1，筒形工件减薄旋压；采用常规旋压减薄方法对筒形工件进行减薄旋压；具 体是，通过夹块固定原坯以实现坯料与芯轴的同步转动；采用直壁芯模并通过芯轴 端盖将直壁芯模安装在芯轴上从而实现直壁芯模与芯轴的同步转动；采用三个强力 旋压旋轮并使其沿周向以120°夹角均匀分布；旋轮轨迹采用轴向直线进给；芯轴 转速为90r/min，旋轮进给速度为1mm/r，轴向进给长度略大于工件的长度；得到 减薄的筒形工件；
步骤2，波纹成形旋压；所述波纹成形旋压的过程采用无芯模缩径旋压；卸除旋压 机构中的直壁芯模，并以三个成形波纹用旋轮替换三个强力旋压旋轮；旋轮轨迹与 波纹管外形近似；轨迹的波纹段由三段圆弧组成，分别为顶部圆弧rp1和两个根部 圆弧rp2，其圆弧半径满足式(4)：
rp1＝R1-rs1   (4)
rp2＝R2+rs1
式中rp1为旋轮轨迹中波纹段根部圆弧半径，rp2为旋轮轨迹中波纹段顶部圆弧半 径；
所述旋轮的轨迹与波纹管外形的间距为rs1；
在步骤1所成形的筒形工件上通过波纹成形旋压，在所述筒形工件表面上旋压成形 出波纹形状；
步骤3，波纹校形旋压工序；将分瓣波纹芯模装入成形有波纹形状的筒形工件内； 将波纹芯模与工件一同套装在芯轴1的芯模安装段上，并通过芯轴端盖将所述波纹 芯模和芯轴固连，并通过夹块固定所述筒形工件，从而实现工件、波纹芯模与芯轴 的同步转动；以三个校形旋轮替换三个成形波纹用旋轮；设定芯轴的转速为 60r/min；通过三个校形旋轮逐段对每段波纹及该段波纹与直线段的过渡处进行径 向直线进给，得到精确成形的筒形工件波纹段；
至此，完成了对波纹管的旋压成形。

说明书一种用于成形波纹管的旋压机构及旋压方法
技术领域
本发明属于旋压加工领域，具体是一种用于成形波纹管的旋压机构及旋压方法。
背景技术
铝合金波纹管件由于其质轻、耐腐蚀等优点广泛应用于军事国防、航空航天、石 油开采、油气运输等各个工业领域。波纹管是直壁段与波纹段交替组成的管状零件， 其中每个波纹段由三段圆弧组成，分别为顶部圆弧和两个根部圆弧。传统的波纹管成 形方式采用先在板坯上压凸槽型，然后纵向滚圆、卷焊成短波纹管，最后将多节短波 纹管通过轴向拼焊加工为最终成品波纹管。上述传统成形方法所用的工艺种类较多， 包括压槽、滚圆、卷焊、拼焊共四种工艺，导致成形过程中容易产生各类缺陷，难以 保证最终的成形质量。此外，上述传统的成形方法制成的波纹管所包含的焊缝数量较 多，因此容易出现焊接裂纹、未焊透、夹渣、气孔和焊缝外观缺欠等缺陷，这些缺陷 严重地影响了波纹管的成形性能和使用寿命。
新型航空航天产品要求性能可靠稳定，其中对波纹管加工制造要求尽量减少所使 用的工艺种类、取消纵向和横向焊缝，并实现整体成形。而旋压成形作为一种先进的 塑性成形技术，是现代净尽少无切削整体成形技术的一个重要分支，目前成为薄壁空 心回转体零件成形中应优先考虑的一种工艺。在旋压过程中，坯料的一端通过夹持装 置固定并实现其自身沿轴线的转动，并且坯料在有或无芯模的支撑作用下，通过旋轮 以一定轨迹沿坯料轴向的进给从而实现工件形状与壁厚的变化。与其它成形工艺相比， 旋压具有产品精度高、性能好、材料利用率高、成本低、所需设备吨位小及工艺柔性 高等优点。
在公开号为CN103332354A的发明创造中针对人工对波纹管进行压边效率低、稳定 性差的不足，提出了一种结构紧凑、可在数控状态下对波纹管进行压边的装置，并提 出了一种“装配管夹具-波纹管压边-继续压边”的方法；该方法仍然无法解决传统方 法成形波纹管件工艺种类繁杂、成品焊缝较多等缺陷。因此急需采用旋压方法来成形 无焊缝、工艺简单、整体成形的波纹管，以满足新型航空航天产品性能可靠稳定的要 求。
发明内容
为克服现有技术中存在的工艺繁杂、焊缝多的不足，本发明提出了一种用于成形 波纹管的旋压机构及旋压方法。
本发明包括芯轴、芯模、夹块、波纹芯模、芯轴端盖、成形波纹用旋轮和校形旋 轮。其中：芯模套装在芯轴上，坯料套装在芯模上，并通过位于芯轴1一端的四个夹 块固定。所述的芯模分为直壁芯模和波纹芯模，在成形波纹管中，根据不同的工序选 用不同的芯模。
所述的芯轴为三级阶梯轴，分别形成了夹块安装凸台段、坯料固定段和芯模配合 段。其中，坯料固定段位于芯轴的中部。坯料固定段的外径略小于夹块安装凸台，坯 料固定段与夹块安装凸台段之间台阶的端面形成了坯料定位面。在坯料固定段与芯模 配合段之间台阶的端面上对称开有两个用于连接芯模的螺纹孔。
所述夹块有四个，各夹块的下表面均为弧面。所述弧面的曲率分别与与之配合的 夹块安装凸台段的曲率和坯料的曲率相同。
所述波纹芯模为分瓣芯模，该波纹芯模外表面的形状尺寸与波纹管件内表面的形 状尺寸相同。所述波纹芯模中的各波纹段由三段圆弧组成，分别为顶部圆弧和两个根 部圆弧，各圆弧半径满足式(1)：
rm1＝r1＝R1+t  (1)
rm2＝r2＝R2+t
其中，rm1为波纹芯模波纹段根部圆弧半径,rm2为波纹芯模波纹段顶部圆弧半径。 r1为波纹管内表面波纹段根部圆角半径，r2为波纹管内表面波纹段顶部圆角半径。R1为 波纹管外表面波纹段根部圆角半径，R2为波纹管外表面波纹段顶部圆角半径。t为波 纹管壁厚。
所述成形波纹用旋轮的旋轮成形面分为三个弧段，分别是中部弧段rs1以及两端弧 段rs2，各个弧段的半径满足式(2):
rs1<R1
rs2>R2  (2)
其中,rs1为旋轮成形面中部弧段的圆角半径，rs2为旋轮成形面两端弧段的圆角半 径。
所述旋轮中部弧段rs1比波纹管外表面根部圆角半径R1小3～4mm，旋轮两端弧段 rs2比波纹管外表面外表面顶部圆角半径R2大3～4mm。
所述校形用旋轮的旋轮成形面为凹槽形，该旋轮成形面分为三个弧段，分别是旋 轮成形面槽型区根部圆弧半径rb1、旋轮成形面槽型区中部圆弧半径rb2、旋轮成形面 端部圆弧半径rb3，该旋轮用于精确成形波纹管波纹段外表面，其形状尺寸与波纹管外 表面波纹段形状尺寸相同并相互吻合，如式(3)所示：
rb1＝R1
rb2＝R2  (3)
rb3≈rb1
其中rb1为旋轮成形面槽型区根部圆弧半径，rb2为旋轮成形面槽型区中部圆弧半 径，rb3为旋轮成形面端部圆弧半径。
一种利用所述旋压机构旋压成形波纹管的方法，具体过程是：
步骤1，筒形工件减薄旋压。采用常规旋压减薄方法对筒形工件进行减薄旋压。 具体是，通过夹块固定原坯以实现坯料与芯轴的同步转动。采用直壁芯模并通过芯轴 端盖将直壁芯模安装在芯轴上从而实现直壁芯模与芯轴的同步转动。采用三个强力旋 压旋轮并使其沿周向以120°夹角均匀分布。旋轮轨迹采用轴向直线进给。芯轴转速为 90r/min，旋轮进给速度为1mm/r，轴向进给长度略大于工件的长度。得到减薄的筒形 工件。
步骤2，波纹成形旋压。所述波纹成形旋压的过程采用无芯模缩径旋压。卸除旋 压机构中的直壁芯模，并以三个成形波纹用旋轮替换三个强力旋压旋轮。旋轮轨迹与 波纹管外形近似；轨迹的波纹段由三段圆弧组成，分别为顶部圆弧rp1和两个根部圆弧 rp2，其圆弧半径满足式(4)：
rp1＝R1-rs1
                                               (4)
rp2＝R2+rs1
式中rp1为旋轮轨迹中波纹段根部圆弧半径，rp2为旋轮轨迹中波纹段顶部圆弧半 径。
所述旋轮的轨迹与波纹管外形的间距为rs1。
在步骤1所成形的筒形工件上通过波纹成形旋压，在所述筒形工件表面上旋压成 形出波纹形状。
步骤3，波纹校形旋压工序。将分瓣波纹芯模装入成形有波纹形状的筒形工件内。
将波纹芯模与工件一同套装在芯轴1的芯模安装段上，并通过芯轴端盖将所述波 纹芯模和芯轴固连，并通过夹块固定所述筒形工件，从而实现工件、波纹芯模与芯轴 的同步转动。以三个校形旋轮替换三个成形波纹用旋轮。设定芯轴的转速为60r/min。 通过三个校形旋轮逐段对每段波纹及该段波纹与直线段的过渡处进行径向直线进给， 得到精确成形的筒形工件波纹段。
至此，完成了对波纹管的旋压成形。
本发明提出的旋压机构基于目前应用广泛的多旋轮强力流动旋压机。通过三道次 旋压工序，得到波纹管。本发明的机理和效果如下：
减薄工序：将坯料通过强力旋压减薄为薄壁筒形件，使其壁厚减薄而轴向变长， 从而使坯料壁厚趋于最终零件的壁厚，降低后续波纹成形工序过程中的变形抗力。
成形工序：通过无芯模缩径旋压在筒壁上成形出波纹段，使直壁段域直径缩短， 周向压缩而轴向拉伸，从而成形出波纹状区域。波纹成形过程变形量较大，而本工序 采用无芯模旋压的柔性变形过程，使坯料变形过程中有较大的自由度，从而防止裂纹 的产生。
校形工序：通过校形旋压对工件波纹段的尺寸精度进行校正。由于第二工序波纹 成形工序的柔性变形过程使坯料有较高的自由度，容易导致坯料尺寸精度的偏差，尤 其是圆角区域，因此校形工序可以保证最终零件的尺寸精度。本校形工序中变形量较 小，主要集中于圆角区域。
上述这种三道次旋压工序避免了波纹管目前传统成形方法中“压槽-滚圆-卷焊- 拼焊”等繁杂的工艺步骤，以及成形后的成品件上存有纵向和横向焊缝的缺点，如图 8中所示为目前通过传统拼焊工艺制成的波纹管，其表面具有明显的焊缝，对裂纹敏 感。而采用本发明所述的三道次波纹管成形旋压工艺不仅保证了最终成形件的尺寸精 度，并且实现了波纹管全过程的整体化塑性成形，从而使其发生塑性加工硬化，提高 最终成形工件的力学性能，如图9所示为通过本发明所述旋压方法成形的波纹管，可 已看出旋压方法实现其整体成形，无拼接裂痕。
附图说明
图1为波纹管示意图，其中，图1a为波纹管主视图，图1b为波纹段A区的局部 示意图；
图2为成形波纹管的旋压机构的结构示意图，其中，图2a为主视图，图2b为图 2a的右视图；
图3为步骤一中筒形件减薄旋压装配示意图；
图4为二步骤中波纹成形旋压装配示意图，其中，图4a为装配主视图及旋轮轨迹 示意图，图4b为成形波纹用旋轮成形面和旋轮轨迹C区的局部示意图；
图5为步骤三中校形旋压装配示意图，其中，图5a为装配主视图，图5b为校形 旋轮成形面和波纹芯模D区的局部示意图；
图6为芯轴主视图；
图7为轴承端盖示意图，其中，图7a为主视图，图7b为侧视图。
图8为现有技术通过拼焊制成的波纹管。
图9为本发明制成的波纹管。图中：
1.芯轴；2.六角螺钉；3.夹块；4.坯料；5.直壁芯模；6.筒形强力旋压旋轮；7. 六角螺钉；8.芯轴端盖；9.成形波纹用旋轮；10.波纹芯模；11.校形旋轮；12.芯轴夹 块安装凸台；13.芯轴坯料固定段；14.芯模配合段；15.连接孔。
具体实施方式：
本实施例是一种用于成形波纹管的旋压机构。
所成形的波纹管为LF3铝合金管件。所述波纹管的形状由直壁段和波纹段交替组 成。直壁段外径为370mm，壁厚为5mm。波纹的高度H为20mm，波纹段外表面根部圆 角半径R1为7mm，外表面顶部圆角半径R2为25mm，波纹段内表面根部圆角半径r1为 12mm，内表面顶部圆角半径r2为20mm，壁厚t为5mm。
本实施例包括芯轴1、四个夹块3、直壁芯模5、波纹芯模10、芯轴端盖8、强力 旋压用旋轮6、成形波纹用旋轮9和校形旋轮11。其中：芯模套装在芯轴1上，坯料 4套装在芯模上，并通过位于芯轴1一端的四个夹块3固定。所述的芯模分为直壁芯 模5和波纹芯模10。在成形波纹管中，根据不同的工序选用不同的芯模。
所述的芯轴1为三级阶梯轴，分别形成了夹块安装凸台段12、坯料固定段13和 芯模配合段14。在夹块安装凸台段一端的芯轴的端面均布有用于与旋压机连接的螺纹 孔，在芯模配合段一端的芯轴的端面均布有安装芯轴端盖8的螺纹孔。
芯轴1的夹块安装凸台段的外径最大，并位于芯轴1的一端，在所述夹块安装凸 台12的外圆周表面开有用于安装夹块的螺纹孔。本实施例中，芯轴1的夹块安装凸台 段的外径为450mm，轴向长度为150mm。
坯料固定段13位于芯轴的中部。坯料固定段的外径略小于夹块安装凸台12，坯 料固定段与夹块安装凸台段之间台阶的端面形成了坯料定位面。在坯料固定段与芯模 配合段14之间台阶的端面上对称开有两个用于连接芯模的螺纹孔。本实施例中，所述 坯料固定段的外径为400mm，轴向长度为150mm。
芯模配合段14位于芯轴1的另一端，在所述芯模配合段的端面均布有四个用于安 装芯轴端盖的螺纹孔。本实施例中，芯模配合段的外径为340mm，内径为260mm，轴向 长度略大于波纹管成形零件的轴向长度，为650mm。
夹块3有四个，均为板条状，并且各夹块3的下表面均为弧面。该各夹块下表面 的曲率分别与与之配合的夹块安装凸台段的曲率和坯料的曲率相同。
四个夹块3均布并固定在所述夹块安装凸台段的外圆周表面，并使各夹块3下表 面与夹块安装凸台段的外圆周表面贴合；各夹块3的另一端固定在芯轴的坯料固定段 处，并使各夹块3下表面与芯轴的坯料固定段外圆周表面之间有用于安放坯料的间距。 使用时：将直壁芯模5或波纹芯模10套装在芯轴的坯料固定段上，将芯轴端盖8固定 在芯轴的芯模配合段一端的的端面，从而将直壁芯模5或波纹芯模10与芯轴相固定。 将坯料套装在所述直壁芯模5或波纹芯模10的外圆周表面，并使坯料的定位端的端面 与芯轴上的坯料定位面贴合。安装四个夹块3，并使各夹块的下表面与坯料固定段的 外圆周表面贴合，从而将坯料固定。
本实施例中，直壁芯模5为管状，该直壁芯模的内径为340mm，外径为400mm。
波纹芯模10为分瓣芯模结构，采用常见的径向组合形式，即使用若干个分瓣模， 构成所需的芯模外形，旋压完成后，将波纹管和波纹芯模一起从旋压机上取下，取出 键瓣之后依次取出分瓣模，从而卸下波纹管件。波纹芯模10的外表面形状尺寸与波纹 管件内表面形状尺寸相同，用于精确成形波纹管内表面形状。因此，波纹芯模10也由 直壁段与波纹段交替组成，其中每个波纹段由三段圆弧组成，分别为顶部圆弧和两个 根部圆弧，其圆弧半径满足式(1)：
rm1＝r1＝R1+t  (1)
rm2＝r2＝R2+t
其中，rm1为波纹芯模波纹段根部圆弧半径,rm2为波纹芯模波纹段顶部圆弧半径。 r1为波纹管内表面波纹段根部圆角半径，r2为波纹管内表面波纹段顶部圆角半径。R1为 波纹管外表面波纹段根部圆角半径，R2为波纹管外表面波纹段顶部圆角半径。t为波 纹管壁厚。
本实施例中，波纹芯模10波纹段根部圆弧半径rm1为12mm，波纹芯模10波纹段 顶部圆弧半径rm2为20mm。
芯轴端盖8为圆环形板件，在该芯轴端盖8的端表面环形均布有两组连接孔15， 其中一组连接孔位于所述芯轴端盖端表面外缘处，用于将该芯轴端盖8与直壁芯模5 或波纹芯模10的端面固定连接；另一组连接孔位于所述芯轴端盖端表面内缘处，用于 将该芯轴端盖8与芯轴1的端面固定连接。本实施例中，芯轴端盖8的外径为396mm， 内径为180mm，用于将该芯轴端盖8与直壁芯模5或波纹芯模10连接的连接孔的孔中 心距该芯轴端盖中心184mm，用于将该芯轴端盖8与芯轴1的端面固定连接的连接孔 的孔中心距该芯轴端盖中心147mm。
所述强力旋压用旋轮6采用普通双锥面旋轮，即旋轮成形面由两个锥面构成，两 个锥面之间由圆弧过渡。本实施例中，圆弧半径为5mm，旋轮锥角即成形角为300。
所述成形波纹用旋轮9的旋轮成形面分为三个弧段，分别是中部弧段rs1以及两端 弧段rs2，各个弧段的半径满足式(2):
rs1<R1
rs2>R2  (2)
其中,rs1为旋轮成形面中部弧段的圆角半径，rs2为旋轮成形面两端弧段的圆角半 径。
所述旋轮中部弧段rs1比波纹管外表面根部圆角半径R1小3～4mm，旋轮两端弧段 rs2比波纹管外表面外表面顶部圆角半径R2大3～4mm。
本实施例中，旋轮成形面中部弧段的圆角半径rs1为4mm，旋轮成形面两端弧段的 圆角半径rs2为28mm。
校形用旋轮11的旋轮成形面为凹槽形，该旋轮成形面分为三个弧段，分别是旋轮 成形面槽型区根部圆弧半径rb1、旋轮成形面槽型区中部圆弧半径rb2、旋轮成形面端 部圆弧半径rb3，该旋轮用于精确成形波纹管波纹段外表面，其形状尺寸与波纹管外表 面波纹段形状尺寸相同并相互吻合，如式(3)所示：
rb1＝R1
rb2＝R2  (3)
rb3≈rb1
其中rb1为旋轮成形面槽型区根部圆弧半径，rb2为旋轮成形面槽型区中部圆弧半 径，rb3为旋轮成形面端部圆弧半径。
本实施例中，旋轮成形面槽型区根部圆弧半径rb1为7mm，旋轮成形面槽型区中部 圆弧半径rb2为25mm，旋轮成形面端部圆弧半径rb3为7mm。
四个夹块3以90°夹角分布于芯轴1的夹块安装凸台12，并通过六角螺钉2将夹 块3安装在芯轴1上；坯料4的端部通过受到夹块3的挤压作用被固定于芯轴1的坯 料固定段13，从而实现坯料4和芯轴1的同步转动；波纹芯模10和直壁芯模5之一 可套装在芯轴1的芯模配合段14上。波纹芯模10的一个侧端面可通过六角螺钉7与 芯轴端盖8相连，另一个侧端面可通过六角螺钉安装在芯轴坯料固定段13的侧端面上。 直壁芯模5的一个侧端面也可通过六角螺钉7与芯轴端盖8相连。芯轴端盖8通过六 角螺钉7分别与芯轴1和芯模5或10的侧端面相连接，以此实现芯模5或10与芯轴 1的同步转动。
本实施例还提出了一种利用所述成形波纹管的旋压机构成形波纹管的方法，共包 括三个步骤，即共三道次旋压。第一步骤为筒形件减薄旋压工序，第二步骤为波纹成 形旋压工序，第三步骤为波纹校形旋压工序。具体过程是：
步骤1，筒形件减薄旋压。采用常规旋压减薄方法对工件进行减薄旋压。具体是， 通过夹块3固定筒形原坯4以实现坯料4与芯轴1的同步转动。采用直壁芯模5并通 过芯轴端盖8将直壁芯模5安装在芯轴1上从而实现直壁芯模5与芯轴1的同步转动。 采用三个强力旋压旋轮6并使其沿周向以120°夹角均匀分布。旋轮轨迹采用轴向直线 进给从而实现筒形原坯4的壁厚减薄。本实施例中，芯轴1转速为90r/min，旋轮6 进给速度为1mm/r，轴向进给长度略大于工件的长度，本实施例中工件的长度为650mm， 旋轮轴向进给长度为655mm。
步骤2，波纹成形旋压。所述波纹成形旋压的过程采用无芯模缩径旋压。将安装 在旋压机构中的直壁芯模卸除，并将三个强力旋压旋轮更换为成形波纹用旋轮9。旋 轮轨迹则采用与波纹管外形相似的轨迹线，即成形波纹用旋轮9的轨迹线也由波纹线 和直线交替组成，轨迹的波纹段由三段圆弧组成，分别为顶部圆弧rp1和两个根部圆弧 rp2，如图4a所示，其圆弧半径满足式(4)：
rp1＝R1-rs1
                                                  (4)
rp2＝R2+rs1
式中rp1为旋轮轨迹中波纹段根部圆弧半径，rp2为旋轮轨迹中波纹段顶部圆弧半 径。在第一步骤所成形的薄壁筒形件基础上，本步骤通过采用成形波纹用旋轮和如上 所述的轨迹线，可在筒壁上成形出波纹形状。
所述旋轮9的轨迹与波纹管外形的间距为rs1。
本实施例中旋轮轨迹中波纹线根部圆弧半径rp1为3mm，旋轮轨迹中波纹线顶部圆 弧半径rp2为29mm，芯轴1的转速为90r/min，成形波纹用旋轮9轴向总的进给长度略 大于工件的长度。在第一步骤所成形的薄壁筒形件基础上，本步骤通过采用成形波纹 用旋轮9和如上所述的轨迹线，在筒壁上成形出波纹形状。
步骤3，波纹校形旋压工序。由于步骤2工序属于无芯模缩径旋压，因此其所成 形的波纹段尺寸精度较差，有必要通过校形旋压工序对成形波纹的形状进行精确校准， 以满足成品件的尺寸精度要求。在本步骤中，需要先将步骤2中所成形的工件卸下， 在工件内部装嵌入分瓣波纹芯模10，最后将波纹芯模10与工件一同套装在芯轴1的 芯模安装段14上，并用六角螺栓将波纹芯模10与芯轴端盖8和芯轴1坯料固定段13 侧端面相连，再用夹块3固定工件，从而实现工件、波纹芯模10与芯轴1的同步转动。 芯轴1的转速为60r/min。三个旋轮采用校形旋轮11，并使旋轮11对每段波纹及该段 波纹与直线段的过渡处进行径向直线进给，从而通过旋轮成形面来精确成形工件波纹 段外表面的尺寸，通过波纹芯模10的支撑作用来精确成形工件波纹段内表面的尺寸， 最终达到校准工件波纹段整体形状尺寸精度的目的。