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(gang)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(ya)成型可(ke)(ke)以在(zai)冷態下(xia)進行,也可(ke)(ke)以在(zai)熱態下(xia)進行。實際上動(dong)力旋壓(ya)成型時,由于急(ji)劇(ju)變(bian)(bian)形本身(shen)就(jiu)會產生很(hen)高的熱量,這就(jiu)使得(de)旋壓(ya)過程由開始的冷加(jia)工逐漸變(bian)(bian)為溫加(jia)工。
溫度高于788℃的(de)熱旋(xuan)(xuan)(xuan)壓(ya)成(cheng)型,一(yi)般用于加工(gong)(gong)(gong)(gong)厚(hou)度為(wei)4.763~12.7mm的(de)工(gong)(gong)(gong)(gong)件。在熱旋(xuan)(xuan)(xuan)壓(ya)過程中必須對(dui)溫度精確加工(gong)(gong)(gong)(gong)控制,因此用這(zhe)種(zhong)方(fang)法旋(xuan)(xuan)(xuan)壓(ya)加工(gong)(gong)(gong)(gong)厚(hou)度小于6.35mm的(de)工(gong)(gong)(gong)(gong)件是比較困難的(de)。對(dui)比較厚(hou)的(de)不銹鋼工(gong)(gong)(gong)(gong)件而(er)言,則采用熱旋(xuan)(xuan)(xuan)壓(ya)加工(gong)(gong)(gong)(gong)將和低(di)碳鋼一(yi)樣(yang)容易成(cheng)型。奧氏體不銹鋼采用動力旋(xuan)(xuan)(xuan)壓(ya)成(cheng)型的(de)主要問題是工(gong)(gong)(gong)(gong)件邊部(bu)容易產生裂(lie)(lie)紋。為(wei)了(le)防(fang)(fang)止裂(lie)(lie)紋產生,常常將坯(pi)料邊緣部(bu)研(yan)磨(mo)的(de)平滑一(yi)些,并留有較大的(de)切(qie)邊余量,這(zhe)些對(dui)防(fang)(fang)止裂(lie)(lie)紋產生是十(shi)分有利的(de)。如(ru)果(guo)產生邊部(bu)裂(lie)(lie)紋,一(yi)定要將其切(qie)除。另外,使工(gong)(gong)(gong)(gong)件保(bao)持較窄凸(tu)緣的(de)方(fang)法也可防(fang)(fang)止裂(lie)(lie)紋和扭(niu)曲的(de)產生。
如果旋(xuan)(xuan)壓工(gong)件(jian)冷卻后的(de)尺寸(cun)(cun)不符合要求(qiu)(由于(yu)彈性后效和熱膨(peng)脹引起),而此(ci)時(shi)的(de)工(gong)件(jian)溫度仍在149℃以上時(shi),可將其退火再進(jin)一步旋(xuan)(xuan)壓加(jia)工(gong)至要求(qiu)的(de)尺寸(cun)(cun)。
動(dong)力旋(xuan)壓(ya)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)型時(shi),工(gong)件將會產生(sheng)較大的(de)(de)減薄現象,如(ru)圖4-22所示的(de)(de)某(mou)深(shen)旋(xuan)壓(ya)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)型容(rong)器,其橫(heng)斷面就是如(ru)此。在一次旋(xuan)壓(ya)加(jia)工(gong)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)型工(gong)序中,該容(rong)器的(de)(de)厚度即由1.905mm減薄至0.660mm.坯料在普通(tong)的(de)(de)沖壓(ya)機(ji)上沖壓(ya)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)直徑152.4mm、深(shen)76.2mm的(de)(de)半成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)品杯,容(rong)器的(de)(de)頂部要比側壁厚一些。雖然(ran)邊緣(yuan)的(de)(de)增厚現象發生(sheng)在沖壓(ya)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)型過程中,但是旋(xuan)壓(ya)成(cheng)(cheng)(cheng)(cheng)型時(shi)由于該區域(yu)基(ji)本上未(wei)發生(sheng)變形,所以比旋(xuan)壓(ya)處(chu)仍然(ran)較厚。
動力(li)旋(xuan)壓成型(xing)工(gong)(gong)件的(de)表面是比較粗(cu)糙的(de),因(yin)此(ci)需要對(dui)工(gong)(gong)件進行(xing)大量(liang)的(de)精整加工(gong)(gong)使其(qi)表面光滑發(fa)亮。旋(xuan)壓成型(xing)工(gong)(gong)件表面粗(cu)糙的(de)原因(yin)是由(you)于壓輥接觸金屬轉動時會在工(gong)(gong)件表面上留(liu)下(xia)螺旋(xuan)形槽痕。除(chu)此(ci)缺點以外,動力(li)旋(xuan)壓成型(xing)則是不銹鋼工(gong)(gong)件成型(xing)的(de)一種(zhong)最佳(jia)方法。
1. 潤滑
旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)使用(yong)(yong)潤滑(hua)劑的(de)(de)目(mu)的(de)(de)是為(wei)了盡可能減少黏結(jie)和工(gong)具滯動,同時也為(wei)旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)加工(gong)過程(cheng)提供冷(leng)卻(que)(que)條件。對于人工(gong)旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)形式,附著性強的(de)(de)潤滑(hua)劑最(zui)理想(xiang)。對于動力旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型(xing),由(you)于速度(du)快,加工(gong)量大,冷(leng)卻(que)(que)作用(yong)(yong)就顯得更為(wei)重要。通常應(ying)避(bi)免使用(yong)(yong)含硫或氯的(de)(de)潤滑(hua)劑,因為(wei)該潤滑(hua)劑不(bu)易清洗,而且對加熱后(hou)的(de)(de)不(bu)銹鋼表面還(huan)會產(chan)生不(bu)利影響。旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)用(yong)(yong)潤滑(hua)劑,參見(jian)表4-6。
2. 應用實例
對(dui)于較(jiao)深的(de)工(gong)件(jian)來說(shuo),采用(yong)動力旋(xuan)壓成型方法是比(bi)較(jiao)合適的(de)。下(xia)面兩例即可(ke)說(shuo)明這一(yi)點(dian)。
①. 圖4-23是用動力(li)旋(xuan)壓(ya)成型方法生產缽的示意圖
該(gai)坯料面(mian)積為(wei)5564.5m㎡,厚度為(wei)0.889mm,坯料是(shi)從(cong)具有(you)2B表面(mian)光潔度的10Cr17(430)型(xing)不銹(xiu)鋼卷(juan)板上(shang)剪(jian)切下來的。旋壓(ya)加工(gong)(gong)一(yi)個缽需經四道工(gong)(gong)序,其中包括兩道預沖壓(ya)工(gong)(gong)序、切邊和壓(ya)印標記工(gong)(gong)序。
由于缽邊部和旋(xuan)壓模之間有(you)20°的夾(jia)角,因此用平板坯料進行旋(xuan)壓時可以(yi)一(yi)次成(cheng)型。然而如夾(jia)角為(wei)15°或更小時,則必須經過兩(liang)次旋(xuan)壓才(cai)能旋(xuan)壓成(cheng)型為(wei)成(cheng)品。
過去曾用(yong)(yong)深沖方法(fa)生產缽,而現(xian)在(zai)大(da)多(duo)用(yong)(yong)旋(xuan)壓成型(xing)方法(fa)生產。這是因(yin)為這種工件的年需求量(liang)太低,如果采(cai)用(yong)(yong)深沖成型(xing),則沖切模(mo)和沖壓工具的成本(ben)較(jiao)高。
所用的(de)(de)工(gong)具是由工(gong)具鋼制作的(de)(de)。坯料在旋壓成型前,必須(xu)對表面(mian)進行處理。
a. 成型(xing)工序(xu):a.從寬為219.08mm的鋼卷上,按長(chang)度為219.08mm的定(ding)尺長(chang)度下料;
b. 用(yong)一臺60t沖壓機將219.08mm 見(jian)方(fang)的坯料落料成(cheng)圓形毛(mao)坯,并預沖壓成(cheng)型;
C. 在一臺自(zi)動機床(chuang)上進行動力旋壓成型;
d. 在(zai)另一個缽進行(xing)自動旋(xuan)壓時(shi),對已旋(xuan)壓完畢的缽進行(xing)切邊(bian)和壓印。
②. 雞尾(wei)酒攪拌杯的旋壓成(cheng)型。
雞尾酒攪拌杯過去曾(ceng)用五(wu)次深沖(chong)和一(yi)次整(zheng)形方法來生產,現在改用一(yi)次沖(chong)壓和整(zheng)形預(yu)成型后再采用旋壓成型的方法,這樣可降低加工成本(ben)。
旋壓成(cheng)(cheng)型的(de)(de)杯除其強度較高外(因旋壓中(zhong)的(de)(de)劇烈冷加工的(de)(de)作(zuo)用),成(cheng)(cheng)型工序還(huan)減少了中(zhong)間退火工序。
當這種杯子用12Cr18Ni9(302不銹鋼)沖壓而成時,表面具有2B光潔度。
沖壓(ya)(ya)和(he)旋壓(ya)(ya)這兩種成型(xing)方法所(suo)用(yong)鋼卷原(yuan)料(liao)(liao)的(de)厚(hou)度(du)和(he)寬度(du)是不同的(de)。沖壓(ya)(ya)杯所(suo)用(yong)的(de)原(yuan)料(liao)(liao)厚(hou)度(du)為(wei)(wei)0.635mm,寬度(du)為(wei)(wei)255.59mm,坯(pi)料(liao)(liao)直徑(jing)為(wei)(wei) 252.41mm.旋壓(ya)(ya)杯所(suo)用(yong)的(de)原(yuan)料(liao)(liao)厚(hou)度(du)為(wei)(wei)1.575mm,寬度(du)為(wei)(wei)160.34mm,坯(pi)料(liao)(liao)直徑(jing)為(wei)(wei)153.99mm.所(suo)以僅就原(yuan)料(liao)(liao)來說,旋壓(ya)(ya)成型(xing)所(suo)用(yong)原(yuan)料(liao)(liao)明(ming)顯(xian)要比(bi)沖壓(ya)(ya)成型(xing)少得多。
旋(xuan)壓杯制造之(zhi)所(suo)以必須采用預沖壓成(cheng)型工序(xu),這(zhe)是因為(wei)該杯壁與軸線幾乎是平行的。如果杯壁傾(qing)斜(xie)角(jiao)較大(大于15°)時,則可(ke)用旋(xuan)壓成(cheng)型方法,由平板(ban)坯料一(yi)次成(cheng)型為(wei)成(cheng)品。
表4-8給出了一些鋼(gang)種旋壓時拉伸的(de)近似極限(xian)。該表適(shi)用于厚(hou)度為(wei)1.575mm的(de)完(wan)全退火材料。退火后的(de)二次拉伸量(liang)比(bi)第一次要小8%,工件各部位的(de)拉伸量(liang)并不(bu)需(xu)要完(wan)全一致,它是根據(ju)成型程(cheng)度的(de)不(bu)同而變化的(de)。