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。
旋壓成型可(ke)以在冷(leng)態下進(jin)行(xing),也可(ke)以在熱(re)態下進(jin)行(xing)。實際上動力旋壓成型時,由于(yu)急劇變形本(ben)身就(jiu)會產生很(hen)高的(de)熱(re)量,這就(jiu)使得旋壓過程由開(kai)始的(de)冷(leng)加工逐漸變為溫加工。
溫(wen)度高于(yu)788℃的(de)(de)熱旋(xuan)壓成型,一般用(yong)于(yu)加(jia)(jia)工厚(hou)(hou)度為4.763~12.7mm的(de)(de)工件(jian)(jian)。在熱旋(xuan)壓過程(cheng)中(zhong)必須(xu)對(dui)溫(wen)度精(jing)確加(jia)(jia)工控制,因(yin)此(ci)用(yong)這(zhe)種方(fang)法(fa)旋(xuan)壓加(jia)(jia)工厚(hou)(hou)度小于(yu)6.35mm的(de)(de)工件(jian)(jian)是比(bi)較(jiao)困難的(de)(de)。對(dui)比(bi)較(jiao)厚(hou)(hou)的(de)(de)不(bu)銹鋼工件(jian)(jian)而(er)言,則采用(yong)熱旋(xuan)壓加(jia)(jia)工將和低碳鋼一樣容易成型。奧氏體不(bu)銹鋼采用(yong)動力旋(xuan)壓成型的(de)(de)主要問題是工件(jian)(jian)邊(bian)部容易產生(sheng)(sheng)裂(lie)紋(wen)。為了防(fang)止裂(lie)紋(wen)產生(sheng)(sheng),常常將坯料(liao)邊(bian)緣(yuan)部研磨(mo)的(de)(de)平(ping)滑一些(xie),并留有較(jiao)大(da)的(de)(de)切邊(bian)余量(liang),這(zhe)些(xie)對(dui)防(fang)止裂(lie)紋(wen)產生(sheng)(sheng)是十分有利的(de)(de)。如(ru)果產生(sheng)(sheng)邊(bian)部裂(lie)紋(wen),一定要將其切除(chu)。另外(wai),使工件(jian)(jian)保持(chi)較(jiao)窄(zhai)凸緣(yuan)的(de)(de)方(fang)法(fa)也可(ke)防(fang)止裂(lie)紋(wen)和扭曲的(de)(de)產生(sheng)(sheng)。
如(ru)果旋(xuan)壓(ya)工(gong)件冷卻(que)后的尺寸不符合要求(由于彈性后效和(he)熱膨(peng)脹引起),而此時(shi)的工(gong)件溫(wen)度(du)仍在149℃以上時(shi),可將其退火再進(jin)一步旋(xuan)壓(ya)加工(gong)至要求的尺寸。
動(dong)力旋(xuan)壓(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)時,工件將會產生較大(da)的(de)減薄現(xian)象,如圖4-22所(suo)示的(de)某深旋(xuan)壓(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)容(rong)器(qi),其橫(heng)斷(duan)面就是如此(ci)。在一次(ci)旋(xuan)壓(ya)加工成(cheng)(cheng)型(xing)工序(xu)中(zhong),該容(rong)器(qi)的(de)厚(hou)度即(ji)由(you)(you)1.905mm減薄至0.660mm.坯料在普通的(de)沖壓(ya)機(ji)上(shang)沖壓(ya)成(cheng)(cheng)直徑152.4mm、深76.2mm的(de)半成(cheng)(cheng)品杯,容(rong)器(qi)的(de)頂部要比側壁厚(hou)一些。雖然邊緣的(de)增厚(hou)現(xian)象發(fa)生在沖壓(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)過程(cheng)中(zhong),但是旋(xuan)壓(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)時由(you)(you)于該區域基本上(shang)未發(fa)生變形,所(suo)以比旋(xuan)壓(ya)處仍然較厚(hou)。
動(dong)(dong)力旋(xuan)壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)工(gong)(gong)件的表(biao)面(mian)是比較粗(cu)糙(cao)的,因此需要對工(gong)(gong)件進行大量的精整(zheng)加工(gong)(gong)使其表(biao)面(mian)光滑發亮。旋(xuan)壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)工(gong)(gong)件表(biao)面(mian)粗(cu)糙(cao)的原(yuan)因是由(you)于(yu)壓(ya)(ya)輥接(jie)觸金屬轉動(dong)(dong)時(shi)會在工(gong)(gong)件表(biao)面(mian)上留下螺旋(xuan)形槽痕。除此缺點以外,動(dong)(dong)力旋(xuan)壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)則是不銹鋼工(gong)(gong)件成(cheng)型(xing)的一種最佳方法。
1. 潤滑
旋(xuan)壓(ya)成型使用(yong)潤(run)滑(hua)劑(ji)的目(mu)的是為了盡可能減少黏(nian)結(jie)和工(gong)(gong)(gong)具滯(zhi)動,同時(shi)也為旋(xuan)壓(ya)加工(gong)(gong)(gong)過程提供(gong)冷卻條(tiao)件(jian)。對于(yu)人工(gong)(gong)(gong)旋(xuan)壓(ya)成型形式(shi),附著性強的潤(run)滑(hua)劑(ji)最理想(xiang)。對于(yu)動力旋(xuan)壓(ya)成型,由于(yu)速(su)度快,加工(gong)(gong)(gong)量大(da),冷卻作用(yong)就顯得更為重(zhong)要。通常應避免使用(yong)含硫或氯的潤(run)滑(hua)劑(ji),因為該(gai)潤(run)滑(hua)劑(ji)不易清洗,而且對加熱后的不銹(xiu)鋼表(biao)面(mian)還會產生不利影響(xiang)。旋(xuan)壓(ya)用(yong)潤(run)滑(hua)劑(ji),參見表(biao)4-6。
2. 應用(yong)實例
對(dui)于較深的工件來說,采用(yong)動力旋壓成型方(fang)法是比較合適的。下面兩例(li)即(ji)可說明(ming)這一點。
①. 圖4-23是(shi)用動力旋(xuan)壓(ya)成型方法生產(chan)缽的示意(yi)圖
該(gai)坯料面積為5564.5m㎡,厚度為0.889mm,坯料是從(cong)具有2B表面光潔度的(de)10Cr17(430)型不銹鋼卷(juan)板上剪切下來的(de)。旋壓加工一個缽(bo)需經四(si)道(dao)工序,其中包括兩道(dao)預沖壓工序、切邊(bian)和壓印(yin)標記(ji)工序。
由于缽邊(bian)部和(he)旋(xuan)壓(ya)模之間(jian)有(you)20°的夾角,因(yin)此用平板坯料進行旋(xuan)壓(ya)時可以一次成(cheng)型。然而如夾角為(wei)15°或更小時,則必須經(jing)過兩次旋(xuan)壓(ya)才能旋(xuan)壓(ya)成(cheng)型為(wei)成(cheng)品(pin)。
過去曾用(yong)(yong)深(shen)沖(chong)方法(fa)(fa)生產缽,而(er)現(xian)在大多(duo)用(yong)(yong)旋壓成型方法(fa)(fa)生產。這(zhe)是(shi)因為這(zhe)種(zhong)工(gong)件(jian)的(de)年需求量太低(di),如(ru)果采(cai)用(yong)(yong)深(shen)沖(chong)成型,則沖(chong)切模和沖(chong)壓工(gong)具的(de)成本(ben)較(jiao)高(gao)。
所用的工(gong)(gong)具(ju)是由工(gong)(gong)具(ju)鋼制作(zuo)的。坯料在(zai)旋(xuan)壓(ya)成型前(qian),必須(xu)對表面進行處理。
a. 成型工(gong)序(xu):a.從寬為219.08mm的(de)鋼卷上,按長度為219.08mm的(de)定尺長度下(xia)料(liao);
b. 用一臺(tai)60t沖壓機將219.08mm 見方的坯(pi)料落料成(cheng)圓形毛(mao)坯(pi),并預沖壓成(cheng)型;
C. 在一臺自(zi)動機床上進行動力旋壓成型;
d. 在另一個缽進(jin)行(xing)自動旋(xuan)壓時,對已旋(xuan)壓完畢(bi)的缽進(jin)行(xing)切邊和(he)壓印(yin)。
②. 雞尾酒攪拌杯的旋壓成型(xing)。
雞尾酒攪拌杯過去曾用(yong)五次(ci)(ci)深沖(chong)和(he)一(yi)次(ci)(ci)整(zheng)形方法(fa)來生(sheng)產,現在改(gai)用(yong)一(yi)次(ci)(ci)沖(chong)壓和(he)整(zheng)形預成型后再采用(yong)旋壓成型的方法(fa),這樣可降低加工(gong)成本。
旋壓成型的(de)杯除其強度較高(gao)外(因旋壓中的(de)劇烈冷加工的(de)作用),成型工序還減少(shao)了(le)中間退火工序。
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)和(he)旋(xuan)(xuan)壓(ya)這兩種成(cheng)型方法所(suo)(suo)用鋼卷原(yuan)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)(de)厚度(du)(du)和(he)寬(kuan)度(du)(du)是不(bu)同(tong)的(de)(de)。沖壓(ya)杯所(suo)(suo)用的(de)(de)原(yuan)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)厚度(du)(du)為0.635mm,寬(kuan)度(du)(du)為255.59mm,坯料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)直徑為 252.41mm.旋(xuan)(xuan)壓(ya)杯所(suo)(suo)用的(de)(de)原(yuan)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)厚度(du)(du)為1.575mm,寬(kuan)度(du)(du)為160.34mm,坯料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)直徑為153.99mm.所(suo)(suo)以僅就原(yuan)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)來說(shuo),旋(xuan)(xuan)壓(ya)成(cheng)型所(suo)(suo)用原(yuan)料(liao)(liao)(liao)(liao)(liao)明顯要(yao)比沖壓(ya)成(cheng)型少(shao)得多。
旋壓(ya)杯制造之所以必(bi)須采(cai)用預(yu)沖壓(ya)成(cheng)型工(gong)序,這是(shi)因為該杯壁與軸線幾乎是(shi)平(ping)行的。如(ru)果杯壁傾斜角(jiao)較大(大于15°)時(shi),則可(ke)用旋壓(ya)成(cheng)型方(fang)法,由平(ping)板坯(pi)料一(yi)次成(cheng)型為成(cheng)品(pin)。
表4-8給出了一些鋼種(zhong)旋壓時拉(la)伸(shen)的(de)(de)(de)近似極限。該(gai)表適用于厚度為1.575mm的(de)(de)(de)完全(quan)(quan)退(tui)(tui)火材料。退(tui)(tui)火后的(de)(de)(de)二次(ci)拉(la)伸(shen)量比第一次(ci)要小8%,工件各部(bu)位的(de)(de)(de)拉(la)伸(shen)量并不(bu)需要完全(quan)(quan)一致(zhi),它是根據成型程度的(de)(de)(de)不(bu)同而(er)變(bian)化的(de)(de)(de)。