動力旋壓成型一般用于大變形和一些人工無法完成的成型加工。當采用動力旋壓成型方法,對300和400系列不銹鋼工件進行成型加工是非常容易實現的。如對加工硬化較低的12Cr19Ni9(302)和10Cr18Ni12(305)鋼成型加工,其效果會更好。10Cr17(430)鋼采用動力旋壓成型時,其變形量可以比人工旋壓時更大一些。
旋壓成型可(ke)以在(zai)冷(leng)態下(xia)進(jin)行,也(ye)可(ke)以在(zai)熱態下(xia)進(jin)行。實(shi)際上動力旋壓成型時,由于急劇變(bian)形(xing)本身就(jiu)會(hui)產生很高的(de)熱量,這就(jiu)使(shi)得(de)旋壓過程(cheng)由開始的(de)冷(leng)加工逐漸變(bian)為(wei)溫加工。
溫度(du)高于788℃的(de)(de)熱旋(xuan)壓(ya)成型,一般用于加工(gong)厚(hou)度(du)為(wei)4.763~12.7mm的(de)(de)工(gong)件。在熱旋(xuan)壓(ya)過程中必須對(dui)溫度(du)精確(que)加工(gong)控制,因(yin)此用這(zhe)種方法旋(xuan)壓(ya)加工(gong)厚(hou)度(du)小(xiao)于6.35mm的(de)(de)工(gong)件是比(bi)較(jiao)困難(nan)的(de)(de)。對(dui)比(bi)較(jiao)厚(hou)的(de)(de)不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)工(gong)件而言(yan),則采用熱旋(xuan)壓(ya)加工(gong)將和低碳鋼(gang)一樣容(rong)易成型。奧氏體不銹(xiu)(xiu)鋼(gang)采用動力(li)旋(xuan)壓(ya)成型的(de)(de)主要(yao)問(wen)題是工(gong)件邊(bian)(bian)部(bu)(bu)容(rong)易產(chan)(chan)生(sheng)裂(lie)紋。為(wei)了防(fang)(fang)止(zhi)(zhi)裂(lie)紋產(chan)(chan)生(sheng),常常將坯料邊(bian)(bian)緣部(bu)(bu)研(yan)磨(mo)的(de)(de)平滑一些,并留有較(jiao)大的(de)(de)切(qie)邊(bian)(bian)余(yu)量,這(zhe)些對(dui)防(fang)(fang)止(zhi)(zhi)裂(lie)紋產(chan)(chan)生(sheng)是十分有利的(de)(de)。如(ru)果(guo)產(chan)(chan)生(sheng)邊(bian)(bian)部(bu)(bu)裂(lie)紋,一定要(yao)將其切(qie)除。另外,使工(gong)件保持較(jiao)窄(zhai)凸緣的(de)(de)方法也可防(fang)(fang)止(zhi)(zhi)裂(lie)紋和扭曲(qu)的(de)(de)產(chan)(chan)生(sheng)。
如果(guo)旋(xuan)壓工(gong)(gong)件(jian)冷卻后(hou)的(de)尺(chi)寸(cun)不符(fu)合要求(由于(yu)彈性后(hou)效和(he)熱(re)膨脹引起),而(er)此時的(de)工(gong)(gong)件(jian)溫度仍(reng)在149℃以上時,可將其(qi)退火再進一步旋(xuan)壓加工(gong)(gong)至要求的(de)尺(chi)寸(cun)。
動力旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)時,工件將會產生較(jiao)大的(de)(de)減薄(bo)現(xian)象,如(ru)(ru)圖4-22所(suo)示的(de)(de)某深旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)容(rong)器,其橫斷面就是(shi)如(ru)(ru)此。在一次旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)加工成(cheng)(cheng)型(xing)工序中,該(gai)容(rong)器的(de)(de)厚度即由1.905mm減薄(bo)至0.660mm.坯料在普(pu)通的(de)(de)沖壓(ya)(ya)機上(shang)沖壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)直徑152.4mm、深76.2mm的(de)(de)半成(cheng)(cheng)品(pin)杯,容(rong)器的(de)(de)頂部要比側壁厚一些。雖然(ran)邊緣的(de)(de)增厚現(xian)象發生在沖壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)過程中,但是(shi)旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)時由于該(gai)區域(yu)基本上(shang)未發生變形,所(suo)以比旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)處仍然(ran)較(jiao)厚。
動(dong)力(li)旋(xuan)壓(ya)(ya)成(cheng)型工(gong)件(jian)的(de)(de)表面(mian)是比較粗糙的(de)(de),因(yin)此需(xu)要對工(gong)件(jian)進(jin)行(xing)大量的(de)(de)精整加工(gong)使其表面(mian)光滑(hua)發(fa)亮。旋(xuan)壓(ya)(ya)成(cheng)型工(gong)件(jian)表面(mian)粗糙的(de)(de)原因(yin)是由于壓(ya)(ya)輥(gun)接觸(chu)金屬轉(zhuan)動(dong)時會在工(gong)件(jian)表面(mian)上留下螺旋(xuan)形槽痕。除此缺點以外,動(dong)力(li)旋(xuan)壓(ya)(ya)成(cheng)型則是不銹鋼工(gong)件(jian)成(cheng)型的(de)(de)一種最(zui)佳(jia)方(fang)法(fa)。
1. 潤滑
旋壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)(xing)使用(yong)(yong)潤滑(hua)(hua)劑(ji)的(de)目(mu)的(de)是為(wei)了盡可能減少黏結和工具滯(zhi)動(dong),同時也為(wei)旋壓(ya)(ya)加(jia)工過(guo)程提供冷卻條件。對于人工旋壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)(xing)形式,附著性強的(de)潤滑(hua)(hua)劑(ji)最理想。對于動(dong)力旋壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)(xing),由于速(su)度(du)快,加(jia)工量大,冷卻作(zuo)用(yong)(yong)就(jiu)顯(xian)得更為(wei)重要。通(tong)常應避(bi)免使用(yong)(yong)含硫或氯的(de)潤滑(hua)(hua)劑(ji),因為(wei)該(gai)潤滑(hua)(hua)劑(ji)不(bu)(bu)易(yi)清洗,而且對加(jia)熱(re)后的(de)不(bu)(bu)銹鋼表(biao)面(mian)還(huan)會產生不(bu)(bu)利影響。旋壓(ya)(ya)用(yong)(yong)潤滑(hua)(hua)劑(ji),參見表(biao)4-6。
2. 應用(yong)實例
對于(yu)較深的工件來說(shuo),采(cai)用動力旋(xuan)壓成型方法是比較合適的。下面兩(liang)例即可說(shuo)明(ming)這一點。
①. 圖4-23是用動力旋壓成型方法生產缽(bo)的示(shi)意圖
該坯(pi)(pi)料面積為5564.5m㎡,厚度為0.889mm,坯(pi)(pi)料是從具有2B表面光(guang)潔(jie)度的(de)10Cr17(430)型(xing)不銹(xiu)鋼卷板(ban)上剪切下來的(de)。旋壓(ya)(ya)加工一個缽需經(jing)四道工序(xu),其中包(bao)括(kuo)兩(liang)道預(yu)沖(chong)壓(ya)(ya)工序(xu)、切邊(bian)和(he)壓(ya)(ya)印(yin)標記工序(xu)。
由于(yu)缽邊部和旋壓(ya)模之間有20°的夾角(jiao),因此用平板坯料(liao)進行旋壓(ya)時可以一(yi)次(ci)成型。然而如夾角(jiao)為(wei)15°或更(geng)小時,則必須經過兩(liang)次(ci)旋壓(ya)才能旋壓(ya)成型為(wei)成品(pin)。
過去(qu)曾(ceng)用(yong)深沖(chong)方法(fa)生產(chan)缽,而(er)現在大多用(yong)旋(xuan)壓成(cheng)(cheng)型方法(fa)生產(chan)。這是因(yin)為這種工件(jian)的年需求量太(tai)低(di),如果采用(yong)深沖(chong)成(cheng)(cheng)型,則沖(chong)切模和沖(chong)壓工具的成(cheng)(cheng)本較高。
所用的工(gong)具是由工(gong)具鋼制(zhi)作的。坯(pi)料在(zai)旋壓(ya)成型前,必須對表面進行處理(li)。
a. 成型工序:a.從寬為219.08mm的(de)(de)鋼(gang)卷上,按長(chang)度為219.08mm的(de)(de)定尺長(chang)度下料(liao);
b. 用一臺60t沖(chong)(chong)壓(ya)機將219.08mm 見方的坯料落料成圓(yuan)形毛坯,并預(yu)沖(chong)(chong)壓(ya)成型;
C. 在一(yi)臺(tai)自(zi)動(dong)機床上進行動(dong)力旋壓成型;
d. 在另一個(ge)缽進(jin)行(xing)自動旋(xuan)壓時,對已(yi)旋(xuan)壓完畢的缽進(jin)行(xing)切邊和壓印。
②. 雞尾(wei)酒(jiu)攪拌(ban)杯的旋壓成型。
雞尾(wei)酒攪拌杯過去(qu)曾用五(wu)次(ci)深沖和(he)一次(ci)整(zheng)形(xing)方法來生產,現(xian)在改用一次(ci)沖壓和(he)整(zheng)形(xing)預成(cheng)型后再采用旋壓成(cheng)型的(de)方法,這樣可降低加(jia)工成(cheng)本(ben)。
旋壓(ya)成(cheng)型的(de)(de)杯除其強度較高外(因旋壓(ya)中的(de)(de)劇烈(lie)冷加工的(de)(de)作用),成(cheng)型工序(xu)(xu)還(huan)減(jian)少了中間退火(huo)工序(xu)(xu)。
當這種杯子用12Cr18Ni9(302不銹鋼(gang))沖壓而成時,表面具有2B光潔度。
沖壓(ya)和旋壓(ya)這兩種(zhong)成型(xing)方法所(suo)用(yong)鋼卷原(yuan)料的(de)厚(hou)(hou)度(du)和寬度(du)是(shi)不同的(de)。沖壓(ya)杯(bei)所(suo)用(yong)的(de)原(yuan)料厚(hou)(hou)度(du)為(wei)0.635mm,寬度(du)為(wei)255.59mm,坯料直徑為(wei) 252.41mm.旋壓(ya)杯(bei)所(suo)用(yong)的(de)原(yuan)料厚(hou)(hou)度(du)為(wei)1.575mm,寬度(du)為(wei)160.34mm,坯料直徑為(wei)153.99mm.所(suo)以僅就(jiu)原(yuan)料來(lai)說,旋壓(ya)成型(xing)所(suo)用(yong)原(yuan)料明顯要比沖壓(ya)成型(xing)少得多。
旋壓杯(bei)制造之(zhi)所(suo)以必須采用預沖壓成型工序,這是(shi)(shi)因為該杯(bei)壁(bi)與軸線幾乎是(shi)(shi)平行的(de)。如果杯(bei)壁(bi)傾斜角較大(大于(yu)15°)時,則可用旋壓成型方法(fa),由平板(ban)坯料一次成型為成品。
表4-8給(gei)出(chu)了一些鋼種(zhong)旋壓時拉(la)伸(shen)的(de)(de)(de)近似(si)極限。該表適用(yong)于厚度為1.575mm的(de)(de)(de)完全(quan)退火材(cai)料(liao)。退火后的(de)(de)(de)二次拉(la)伸(shen)量比第一次要小8%,工件各部(bu)位的(de)(de)(de)拉(la)伸(shen)量并不需要完全(quan)一致,它是根(gen)據成型程(cheng)度的(de)(de)(de)不同而變化的(de)(de)(de)。