宋 涛，赵升吨，闫观海，刘红宝

（西安交通大学机械工程学院，西安 710049）

1 前言

旋转锻造（简称旋锻）成形是一种减小金属棒料或管料截面直径的自由成形方法，它以2个或多个锤头部分或全部地环绕于要减小的坯料，在绕其转动的同时进行径向的下压进给，使坯料受压缩而按模具型线成形和沿轴向流动[1]。与传统的切削加工相比，旋转锻造具有以下优点：锻件力学性能增强，表面硬度增加；锻件的纤维流线连续，表面的附加应力使得锻件的抗弯强度有所增加；加工速度快，用料省[2]。

旋转锻机起源于20世纪40年代[3，4]，其后旋锻设备和工艺在欧美迅速发展。截至目前，旋锻机设备多采用普通交流电机提供锻打主动力源，对于锻打模具行程的控制多采用普通电机或液压驱动结合的间接位置反馈的半开环控制。该控制方法在工件直径变化不大的场合能达到较好的锻模位置控制精度，当工件直径变化较大、进料速度快时，该方法往往难以满足精度要求。

随着大功率伺服技术的进步，大功率伺服电机被逐渐用于锻压设备以精确控制模具行程。伺服控制可以较容易地实现复杂的行程曲线，从而完成传统设备无法达到的成形效果，同时可提高生产效率，降低能源消耗[5]。本文结合现有旋锻设备的特点，采用伺服电机实现其模具行程调节，从而提高旋锻设备的加工精度和响应速度。

2 旋锻机工作原理及其特点

旋锻机的基本原理如图1所示[6]。旋锻主轴和外圈同心安装，在旋锻主轴的前端有一定数量的导槽，根据要求的不同可以是2个、3个、4个或是6个，与导槽相同数量的模具和锤头装在其中。……