在(zai)(zai)(zai)人工(gong)旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)(ya)成(cheng)型過程(cheng)中(zhong),產生(sheng)的(de)減(jian)薄(bo)量與成(cheng)型變形量有關。人工(gong)旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)(ya)件(jian)的(de)斷面減(jian)薄(bo)至如圖(tu)4-20所示的(de)那(nei)種程(cheng)度時,工(gong)件(jian)常會(hui)產生(sheng)開(kai)裂現象。其原因是由(you)于加工(gong)量過大(da),而且中(zhong)心區的(de)加工(gong)硬化程(cheng)度超過材(cai)料的(de)承受能(neng)力(li),因而導致工(gong)件(jian)開(kai)裂。如果在(zai)(zai)(zai)旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)(ya)成(cheng)型之前(qian),工(gong)件(jian)在(zai)(zai)(zai)沖(chong)壓(ya)(ya)(ya)機上(shang)沖(chong)壓(ya)(ya)(ya)成(cheng)類似(si)半球形杯體(ti)再旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)(ya)出(chu)變化劇烈的(de)喇(la)叭形寬邊(見圖(tu)4-20),旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)(ya)會(hui)容易(yi)一(yi)些。
下面介紹10Cr18Ni12(305)型不銹(xiu)鋼的旋壓成型。
材質為10Cr18Ni12(305)型不(bu)銹(xiu)鋼(gang)的(de)(de)錐(zhui)形體的(de)(de)4次人工(gong)旋壓成(cheng)(cheng)型,如(ru)圖4-20所示(shi)。直徑(jing)為366.6mm的(de)(de)錐(zhui)形體是(shi)經一道(dao)預沖壓成(cheng)(cheng)型和(he)4道(dao)人工(gong)旋壓成(cheng)(cheng)型而完成(cheng)(cheng)的(de)(de)。該工(gong)件所使用(yong)的(de)(de)坯料(liao)厚度為0.940mm、直徑(jing)為406.4mm的(de)(de)10Cr18Ni12(305)型不(bu)銹(xiu)鋼(gang),這種(zhong)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)坯料(liao)可具(ju)有(you)2D(薄板(ban))表面(mian)或1號(帶(dai)鋼(gang))表面(mian)光潔度。該工(gong)件也可用(yong)其他型號的(de)(de)奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼(gang)來生(sheng)產,但是(shi)其每道(dao)工(gong)序的(de)(de)變(bian)形量隨著加工(gong)硬化程度的(de)(de)提高而降低(di)。
如圖4-20所(suo)示,旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)所(suo)用(yong)的型(xing)芯(xin)是用(yong)木材(cai)或鋼做(zuo)成(cheng)(cheng)(cheng)的,旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)輥(gun)則是用(yong)淬火(huo)鋼材(cai)制(zhi)成(cheng)(cheng)(cheng)的。在第一次旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)時(shi),壓(ya)(ya)力作用(yong)在整個坯(pi)料上(shang)。在其他三次加工中(zhong)(zhong),壞(huai)料邊緣不(bu)進(jin)行旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya),這就會引起毛坯(pi)邊部(bu)增厚(hou)(hou)至1.778mm,同時(shi)希望所(suo)得(de)到的工件(jian)(jian)外(wai)形(xing)錐形(xing)體中(zhong)(zhong)部(bu)的減薄(bo)量最大,可使壁厚(hou)(hou)尺寸達到0.686mm(變形(xing)率為28%).與此同時(shi),工件(jian)(jian)表面積將(jiang)比原(yuan)來增加40%.由于工件(jian)(jian)減薄(bo)和面積增加,這些(xie)急劇的變化會給(gei)加工變形(xing)帶來極(ji)大影響,因此工件(jian)(jian)在加工過程(cheng)中(zhong)(zhong),必(bi)須進(jin)行兩次退火(huo)加工工序(xu)。
操作程序(xu)如下:
①. 首先在坯料(尺(chi)寸為(wei):厚(hou)度(du)0.94mm;直(zhi)徑408.4mm)中心部位,開一個直(zhi)徑為(wei)6.35mm的(de)中心孔,并預沖壓成型;
②. 采用人工(gong)的方法,通過(guo)成型輥對旋(xuan)轉的芯(xin)棒(bang)施加壓力,使坯料凹深達到76.2mm,旋(xuan)壓加工(gong)速(su)度為300r/min;
③. 用第二個層(ceng)狀(zhuang)硬木(mu)型芯將坯料凹深(shen)處旋(xuan)壓至127mm,邊部深(shen)度(du)在50.8mm以內;
④. 在1038℃的氫氣(qi)氛中(zhong)進行中(zhong)間退(tui)火,然后空冷,用(yong)鋼型(xing)芯將坯料(liao)凹深(shen)旋壓至177.8mm邊部,深(shen)度在25.4mm以內;
⑤. 在(zai)與工序③相同的條件下退火(huo),用(yong)鋼型芯將坯料凹深旋壓至203.2mm,并(bing)最后加工成型;
⑥. 在車床(chuang)上對工件的(de)頂部和底部進行加工,使喇叭口的(de)高度達(da)到196.86mm;
⑦. 成品,上口(kou)直(zhi)徑101.6mm,下(xia)口(kou)直(zhi)徑 366.60mm,高196.85mm.
由于400系列(lie)不銹鋼的(de)(de)延伸(shen)性能較差(cha),所(suo)以(yi)不適宜用人工(gong)旋壓的(de)(de)方法成型,特別是當變形劇烈(lie)時更是如此。另外還(huan)要注意,對成型模具施加過大(da)壓力,會引(yin)起加工(gong)表面的(de)(de)磨損,從而導(dao)致工(gong)件過早地(di)減薄和開裂。
由于(yu)工(gong)具對金屬的(de)作用(yong),急(ji)劇旋(xuan)壓成(cheng)型(xing)件的(de)表面往往比(bi)較粗(cu)糙。這樣,用(yong)400系列(lie)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)旋(xuan)壓加工(gong)成(cheng)型(xing)后的(de)工(gong)件,拋光和(he)高(gao)(gao)精度(du)研磨(mo)(mo)的(de)成(cheng)本就顯得非常(chang)高(gao)(gao)。因此,在研磨(mo)(mo)和(he)拋光之(zhi)前,須(xu)對凹凸不(bu)平的(de)工(gong)件先進行粗(cu)磨(mo)(mo),使(shi)其表面變得平滑一些。
表4-7給出了人(ren)工旋壓時拉(la)伸的(de)(de)近似極限(xian)。該表適用于厚度為(wei)1.575mm的(de)(de)完全退(tui)火(huo)材料。退(tui)火(huo)后的(de)(de)二次拉(la)伸量比第一次小8%。零件各部(bu)分的(de)(de)拉(la)伸量并不需要完全一致,它是根據成型變(bian)形量的(de)(de)不同而有變(bian)化的(de)(de)。
所有(you)300系列(lie)的不銹(xiu)鋼(gang)均可(ke)采用旋壓成(cheng)型方(fang)法,但是加工(gong)硬化較低的 12Cr18Ni9(302)、06Cr19Ni10(304)和(he) 10Cr18Ni12(305)型鋼(gang)在(zai)中間退火前的旋壓加工(gong)量比其他不銹(xiu)鋼(gang)大(da)(da)。退火后的工(gong)件必須經酸洗清除氧(yang)化鐵(tie)皮,以恢復其光(guang)潔的表面。1號(帶鋼(gang))或2D(薄拉)表面光(guang)潔度最適(shi)于(yu)大(da)(da)變形(xing)旋壓工(gong)藝,因為此時(shi)金(jin)屬處(chu)于(yu)最軟和(he)無(wu)應力狀態,其加工(gong)量可(ke)達到(dao)最大(da)(da)程度。
人(ren)工(gong)旋壓成型時(shi),一般采用(yong)較低的(de)(de)(de)加工(gong)速度(du),圖4-21顯示出加工(gong)速度(du)和(he)厚度(du)之(zhi)間的(de)(de)(de)關系。因此,在成型工(gong)具的(de)(de)(de)作用(yong)下,將會引起成型金屬的(de)(de)(de)表面嚴重磨損,同時(shi)也會產生較大加工(gong)硬化。
雖然0.127mm的(de)薄料(liao)到6.35mm的(de)厚料(liao)都(dou)可以采用人工(gong)(gong)旋(xuan)壓方法(fa)成(cheng)型(xing),但是一般情況下,人工(gong)(gong)旋(xuan)壓成(cheng)型(xing)時不銹鋼(gang)原料(liao)的(de)厚度(du)在(zai)0.305~3.175mm之間(jian)。此(ci)時角部倒圓至少(shao)應為(wei)被加(jia)工(gong)(gong)金屬厚度(du)的(de)5倍。由于彈(dan)性回彈(dan)和(he)(he)熱(re)脹(zhang)冷縮的(de)影響,芯模尺寸(cun)和(he)(he)要求(qiu)的(de)形狀(zhuang)尺寸(cun)必須(xu)預留一定(ding)的(de)加(jia)工(gong)(gong)余量。