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(bu)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(xuan)壓(ya)成型(xing)可(ke)以在冷態下(xia)進行,也可(ke)以在熱(re)態下(xia)進行。實際上(shang)動(dong)力旋(xuan)壓(ya)成型(xing)時(shi),由于急劇變(bian)形本身就(jiu)(jiu)會(hui)產生很(hen)高的熱(re)量(liang),這就(jiu)(jiu)使得旋(xuan)壓(ya)過(guo)程由開始(shi)的冷加(jia)工逐(zhu)漸變(bian)為溫加(jia)工。
溫度(du)(du)高(gao)于(yu)788℃的(de)(de)(de)熱旋壓成型(xing),一(yi)般用于(yu)加工(gong)(gong)厚(hou)度(du)(du)為4.763~12.7mm的(de)(de)(de)工(gong)(gong)件(jian)。在熱旋壓過程中必須對(dui)(dui)溫度(du)(du)精確(que)加工(gong)(gong)控制,因(yin)此用這(zhe)種方(fang)法(fa)旋壓加工(gong)(gong)厚(hou)度(du)(du)小于(yu)6.35mm的(de)(de)(de)工(gong)(gong)件(jian)是(shi)比較(jiao)困(kun)難的(de)(de)(de)。對(dui)(dui)比較(jiao)厚(hou)的(de)(de)(de)不銹鋼工(gong)(gong)件(jian)而言,則采(cai)用熱旋壓加工(gong)(gong)將和低(di)碳鋼一(yi)樣容易成型(xing)。奧氏體不銹鋼采(cai)用動力旋壓成型(xing)的(de)(de)(de)主要問(wen)題是(shi)工(gong)(gong)件(jian)邊部(bu)容易產(chan)生(sheng)裂(lie)紋。為了防(fang)止(zhi)裂(lie)紋產(chan)生(sheng),常常將坯料邊緣部(bu)研(yan)磨的(de)(de)(de)平(ping)滑一(yi)些,并留有較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)切邊余量,這(zhe)些對(dui)(dui)防(fang)止(zhi)裂(lie)紋產(chan)生(sheng)是(shi)十(shi)分有利(li)的(de)(de)(de)。如果產(chan)生(sheng)邊部(bu)裂(lie)紋,一(yi)定要將其切除。另(ling)外,使工(gong)(gong)件(jian)保持較(jiao)窄(zhai)凸緣的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)也可(ke)防(fang)止(zhi)裂(lie)紋和扭(niu)曲的(de)(de)(de)產(chan)生(sheng)。
如果(guo)旋壓(ya)工件冷卻后的(de)尺寸(cun)不符(fu)合(he)要(yao)求(由于彈性后效和熱(re)膨脹引起),而此時(shi)的(de)工件溫(wen)度(du)仍在(zai)149℃以上時(shi),可將其(qi)退火再進一(yi)步旋壓(ya)加工至要(yao)求的(de)尺寸(cun)。
動(dong)力旋(xuan)壓(ya)(ya)(ya)成(cheng)型(xing)時,工(gong)件(jian)將(jiang)會產生較(jiao)大的(de)減薄(bo)現象(xiang),如圖(tu)4-22所示的(de)某(mou)深旋(xuan)壓(ya)(ya)(ya)成(cheng)型(xing)容器(qi),其橫斷面就是如此。在(zai)一次旋(xuan)壓(ya)(ya)(ya)加工(gong)成(cheng)型(xing)工(gong)序中,該(gai)容器(qi)的(de)厚度即由1.905mm減薄(bo)至0.660mm.坯料在(zai)普通的(de)沖壓(ya)(ya)(ya)機上沖壓(ya)(ya)(ya)成(cheng)直徑152.4mm、深76.2mm的(de)半成(cheng)品杯,容器(qi)的(de)頂部(bu)要(yao)比(bi)側壁厚一些。雖然(ran)邊緣的(de)增厚現象(xiang)發(fa)生在(zai)沖壓(ya)(ya)(ya)成(cheng)型(xing)過程中,但(dan)是旋(xuan)壓(ya)(ya)(ya)成(cheng)型(xing)時由于該(gai)區域基(ji)本上未發(fa)生變形,所以比(bi)旋(xuan)壓(ya)(ya)(ya)處仍然(ran)較(jiao)厚。

動力旋壓(ya)成型(xing)工(gong)(gong)件(jian)的表(biao)面(mian)是(shi)比較(jiao)粗(cu)糙的,因此需要對工(gong)(gong)件(jian)進行大量(liang)的精整(zheng)加工(gong)(gong)使其表(biao)面(mian)光滑發亮。旋壓(ya)成型(xing)工(gong)(gong)件(jian)表(biao)面(mian)粗(cu)糙的原(yuan)因是(shi)由于壓(ya)輥接觸金屬轉動時會在工(gong)(gong)件(jian)表(biao)面(mian)上留下(xia)螺旋形槽痕。除此缺(que)點以外,動力旋壓(ya)成型(xing)則是(shi)不銹鋼工(gong)(gong)件(jian)成型(xing)的一種最佳方(fang)法。
1. 潤滑
旋(xuan)壓(ya)成型使用(yong)潤滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)的目的是為(wei)(wei)了(le)盡(jin)可能減少黏結和工具滯動(dong)(dong),同時也為(wei)(wei)旋(xuan)壓(ya)加工過(guo)程提供冷卻條件(jian)。對于(yu)(yu)人工旋(xuan)壓(ya)成型形(xing)式,附著性強的潤滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)最理想。對于(yu)(yu)動(dong)(dong)力旋(xuan)壓(ya)成型,由于(yu)(yu)速度快,加工量大,冷卻作用(yong)就顯得更為(wei)(wei)重要。通常應避(bi)免(mian)使用(yong)含(han)硫(liu)或氯的潤滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji),因為(wei)(wei)該(gai)潤滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji)不易清洗,而且對加熱(re)后的不銹鋼表(biao)面還會產(chan)生(sheng)不利(li)影響。旋(xuan)壓(ya)用(yong)潤滑(hua)(hua)劑(ji)(ji)(ji),參見(jian)表(biao)4-6。

2. 應用實(shi)例
對于較(jiao)深的工件來說,采用(yong)動力旋壓成型方法是比較(jiao)合(he)適的。下面兩例即(ji)可說明(ming)這一點。
①. 圖(tu)4-23是用(yong)動力旋(xuan)壓(ya)成型方法生產(chan)缽的示意(yi)圖(tu)

該(gai)坯(pi)料面積為5564.5m㎡,厚度(du)為0.889mm,坯(pi)料是從具有2B表面光潔度(du)的10Cr17(430)型不銹(xiu)鋼卷板上(shang)剪切下來的。旋壓(ya)加工一個缽需經四道(dao)工序(xu),其(qi)中包(bao)括(kuo)兩道(dao)預沖(chong)壓(ya)工序(xu)、切邊和(he)壓(ya)印標記工序(xu)。
由于缽邊部(bu)和(he)旋(xuan)壓(ya)模之間有20°的夾角,因此(ci)用平板坯料進行旋(xuan)壓(ya)時(shi)可以一次(ci)成(cheng)(cheng)型(xing)。然而如夾角為15°或更小(xiao)時(shi),則(ze)必須(xu)經過兩次(ci)旋(xuan)壓(ya)才能旋(xuan)壓(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)為成(cheng)(cheng)品。
過(guo)去曾(ceng)用(yong)深沖方法生(sheng)產缽,而現在大多用(yong)旋(xuan)壓(ya)成(cheng)型方法生(sheng)產。這是因(yin)為這種工件的(de)年需求量(liang)太低,如果采用(yong)深沖成(cheng)型,則沖切模和沖壓(ya)工具的(de)成(cheng)本較高。
所用的工(gong)具(ju)是由工(gong)具(ju)鋼制作的。坯料在(zai)旋壓成型前,必須對表(biao)面進行處理。
a. 成型工(gong)序:a.從寬為219.08mm的(de)鋼(gang)卷上(shang),按長度為219.08mm的(de)定尺長度下料;
b. 用一臺60t沖壓機將219.08mm 見(jian)方(fang)的坯料落料成圓形毛坯,并預沖壓成型;
C. 在一臺自(zi)動機床上(shang)進(jin)行動力旋壓成型;
d. 在另一個缽(bo)進行(xing)自(zi)動(dong)旋(xuan)壓時,對已旋(xuan)壓完畢的缽(bo)進行(xing)切邊和壓印。
②. 雞(ji)尾酒攪拌杯的旋壓成(cheng)型(xing)。
雞尾酒(jiu)攪拌杯過去曾用五次(ci)深(shen)沖和一次(ci)整形(xing)方法來生產,現(xian)在改(gai)用一次(ci)沖壓(ya)和整形(xing)預成(cheng)型(xing)后(hou)再采用旋壓(ya)成(cheng)型(xing)的方法,這樣可降低(di)加工成(cheng)本。
旋壓成型的(de)杯除其(qi)強度較高外(因旋壓中(zhong)的(de)劇(ju)烈冷(leng)加(jia)工的(de)作用),成型工序(xu)還減(jian)少了中(zhong)間退火工序(xu)。
當這種杯子用12Cr18Ni9(302不(bu)銹鋼)沖壓而成時,表面具有2B光潔度。
沖(chong)壓和旋壓這兩種成型方法所(suo)用鋼卷原(yuan)(yuan)料(liao)的厚度和寬(kuan)度是不同的。沖(chong)壓杯(bei)(bei)所(suo)用的原(yuan)(yuan)料(liao)厚度為0.635mm,寬(kuan)度為255.59mm,坯料(liao)直(zhi)(zhi)徑(jing)為 252.41mm.旋壓杯(bei)(bei)所(suo)用的原(yuan)(yuan)料(liao)厚度為1.575mm,寬(kuan)度為160.34mm,坯料(liao)直(zhi)(zhi)徑(jing)為153.99mm.所(suo)以僅就原(yuan)(yuan)料(liao)來說,旋壓成型所(suo)用原(yuan)(yuan)料(liao)明(ming)顯(xian)要比沖(chong)壓成型少得多。
旋壓杯(bei)制造之所以必須采(cai)用(yong)預沖壓成型工序(xu),這是(shi)因為該杯(bei)壁(bi)(bi)與(yu)軸線幾(ji)乎是(shi)平行(xing)的(de)。如果(guo)杯(bei)壁(bi)(bi)傾斜角較(jiao)大(da)(大(da)于15°)時,則可用(yong)旋壓成型方法,由(you)平板坯料一次成型為成品(pin)。

表(biao)4-8給出(chu)了一(yi)些鋼種旋壓時拉(la)伸(shen)的(de)近(jin)似極限(xian)。該表(biao)適用于(yu)厚度為1.575mm的(de)完(wan)全退火(huo)材(cai)料。退火(huo)后(hou)的(de)二(er)次(ci)拉(la)伸(shen)量比第一(yi)次(ci)要小8%,工件各部位的(de)拉(la)伸(shen)量并不需要完(wan)全一(yi)致,它是根(gen)據成(cheng)型程度的(de)不同而變化的(de)。

