在(zai)人工(gong)旋壓成型(xing)(xing)過(guo)程(cheng)中(zhong),產(chan)生的減薄(bo)量與成型(xing)(xing)變(bian)形量有關。人工(gong)旋壓件(jian)的斷面減薄(bo)至如圖4-20所示的那種程(cheng)度(du)時,工(gong)件(jian)常會產(chan)生開裂(lie)現象(xiang)。其原因是由于加(jia)工(gong)量過(guo)大(da),而(er)(er)且中(zhong)心區的加(jia)工(gong)硬化程(cheng)度(du)超過(guo)材(cai)料的承受(shou)能力,因而(er)(er)導(dao)致(zhi)工(gong)件(jian)開裂(lie)。如果在(zai)旋壓成型(xing)(xing)之前,工(gong)件(jian)在(zai)沖壓機上沖壓成類似半球形杯體再旋壓出變(bian)化劇烈的喇叭形寬邊(見圖4-20),旋壓會容易一(yi)些。

下面介紹10Cr18Ni12(305)型不銹鋼的旋壓成型。
材質為10Cr18Ni12(305)型(xing)(xing)(xing)(xing)不銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)(de)錐形體(ti)的(de)(de)(de)(de)4次人(ren)(ren)工旋(xuan)壓成型(xing)(xing)(xing)(xing),如圖4-20所示。直徑為366.6mm的(de)(de)(de)(de)錐形體(ti)是(shi)經一道預沖壓成型(xing)(xing)(xing)(xing)和4道人(ren)(ren)工旋(xuan)壓成型(xing)(xing)(xing)(xing)而(er)完成的(de)(de)(de)(de)。該工件(jian)所使用(yong)的(de)(de)(de)(de)坯(pi)料厚度(du)(du)為0.940mm、直徑為406.4mm的(de)(de)(de)(de)10Cr18Ni12(305)型(xing)(xing)(xing)(xing)不銹鋼(gang)(gang),這種不銹鋼(gang)(gang)坯(pi)料可(ke)具有2D(薄(bo)板)表面或1號(hao)(帶鋼(gang)(gang))表面光潔(jie)度(du)(du)。該工件(jian)也可(ke)用(yong)其他型(xing)(xing)(xing)(xing)號(hao)的(de)(de)(de)(de)奧氏(shi)體(ti)不銹鋼(gang)(gang)來生產,但是(shi)其每道工序的(de)(de)(de)(de)變形量隨著加工硬化程度(du)(du)的(de)(de)(de)(de)提(ti)高而(er)降(jiang)低。
如圖4-20所示,旋壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)(xing)所用(yong)的(de)(de)(de)型(xing)(xing)芯是用(yong)木材或鋼做成(cheng)的(de)(de)(de),旋壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)(xing)輥則(ze)是用(yong)淬火(huo)鋼材制成(cheng)的(de)(de)(de)。在第一(yi)次(ci)(ci)旋壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)(xing)時(shi)(shi),壓(ya)(ya)力作用(yong)在整個坯料(liao)上。在其他三次(ci)(ci)加(jia)工(gong)中(zhong),壞料(liao)邊(bian)緣不進行旋壓(ya)(ya),這就會引(yin)起毛(mao)坯邊(bian)部增厚至1.778mm,同時(shi)(shi)希望所得到的(de)(de)(de)工(gong)件(jian)外形(xing)(xing)錐形(xing)(xing)體中(zhong)部的(de)(de)(de)減薄(bo)量(liang)最大,可使壁厚尺寸達到0.686mm(變(bian)形(xing)(xing)率為(wei)28%).與(yu)此同時(shi)(shi),工(gong)件(jian)表面積(ji)將比原來(lai)增加(jia)40%.由于工(gong)件(jian)減薄(bo)和面積(ji)增加(jia),這些急劇(ju)的(de)(de)(de)變(bian)化會給加(jia)工(gong)變(bian)形(xing)(xing)帶來(lai)極大影響(xiang),因(yin)此工(gong)件(jian)在加(jia)工(gong)過程中(zhong),必須進行兩(liang)次(ci)(ci)退(tui)火(huo)加(jia)工(gong)工(gong)序。
操作程序(xu)如下:
①. 首先在坯(pi)料(尺寸為:厚度0.94mm;直徑408.4mm)中心部(bu)位,開一個直徑為6.35mm的中心孔,并預沖壓(ya)成(cheng)型;
②. 采用(yong)人工的方法(fa),通過(guo)成型輥對旋轉的芯棒施(shi)加壓力,使(shi)坯料(liao)凹深達到76.2mm,旋壓加工速(su)度為300r/min;
③. 用(yong)第二個層狀硬木(mu)型芯將(jiang)坯料凹深處(chu)旋(xuan)壓(ya)至(zhi)127mm,邊部深度在(zai)50.8mm以內;
④. 在1038℃的氫氣氛中進行中間(jian)退(tui)火(huo),然(ran)后空冷(leng),用(yong)鋼(gang)型芯將坯料凹深旋壓(ya)至177.8mm邊部,深度在25.4mm以內(nei);
⑤. 在與工序③相同的條件下退火(huo),用鋼型芯將坯料(liao)凹深旋壓至203.2mm,并(bing)最后(hou)加工成型;
⑥. 在車床上對工件的頂部和(he)底部進行(xing)加工,使喇叭口的高度達到196.86mm;
⑦. 成品,上口直徑101.6mm,下口直徑 366.60mm,高196.85mm.
由于400系列不銹(xiu)鋼(gang)的延伸性能較差,所以不適宜(yi)用人(ren)工旋壓的方法成型(xing),特(te)別是(shi)當變形劇(ju)烈時(shi)更是(shi)如此。另外(wai)還要注(zhu)意(yi),對成型(xing)模具(ju)施加(jia)過大(da)壓力,會引起(qi)加(jia)工表面的磨損,從(cong)而(er)導致工件過早(zao)地減薄和開裂。
由于工(gong)具對金屬(shu)的(de)(de)(de)作用,急劇旋壓(ya)成(cheng)型件(jian)(jian)(jian)的(de)(de)(de)表面往(wang)往(wang)比較(jiao)粗糙。這樣,用400系列不銹鋼旋壓(ya)加工(gong)成(cheng)型后的(de)(de)(de)工(gong)件(jian)(jian)(jian),拋光和高精度(du)研磨(mo)的(de)(de)(de)成(cheng)本就顯(xian)得(de)非常高。因此,在(zai)研磨(mo)和拋光之前,須對凹凸不平(ping)(ping)的(de)(de)(de)工(gong)件(jian)(jian)(jian)先進行粗磨(mo),使(shi)其表面變得(de)平(ping)(ping)滑(hua)一些。

表4-7給出(chu)了人工旋壓時拉(la)(la)伸的(de)近似極限。該表適用(yong)于厚(hou)度為(wei)1.575mm的(de)完全(quan)(quan)退(tui)火材料。退(tui)火后的(de)二次(ci)拉(la)(la)伸量(liang)(liang)(liang)比第(di)一(yi)次(ci)小8%。零件各部(bu)分的(de)拉(la)(la)伸量(liang)(liang)(liang)并不需要(yao)完全(quan)(quan)一(yi)致(zhi),它是(shi)根據成(cheng)型變(bian)(bian)形量(liang)(liang)(liang)的(de)不同而有(you)變(bian)(bian)化的(de)。
所有(you)300系(xi)列的不(bu)銹(xiu)鋼(gang)均(jun)可采用旋壓成型(xing)方法,但是加工(gong)硬化較低的 12Cr18Ni9(302)、06Cr19Ni10(304)和 10Cr18Ni12(305)型(xing)鋼(gang)在(zai)中間(jian)退火前(qian)的旋壓加工(gong)量(liang)比其他不(bu)銹(xiu)鋼(gang)大。退火后的工(gong)件必(bi)須經酸洗清除氧化鐵皮(pi),以恢復其光潔(jie)的表面(mian)。1號(帶鋼(gang))或(huo)2D(薄拉)表面(mian)光潔(jie)度最適于大變形(xing)旋壓工(gong)藝,因(yin)為此(ci)時金屬處(chu)于最軟和無應(ying)力(li)狀態,其加工(gong)量(liang)可達到(dao)最大程度。

人工旋壓成型(xing)(xing)時,一般采(cai)用較(jiao)低的加(jia)(jia)工速(su)度,圖4-21顯示出加(jia)(jia)工速(su)度和厚(hou)度之間的關系。因此,在(zai)成型(xing)(xing)工具的作(zuo)用下,將會引起成型(xing)(xing)金屬的表面嚴重(zhong)磨損,同(tong)時也會產生較(jiao)大加(jia)(jia)工硬(ying)化(hua)。
雖然(ran)0.127mm的(de)(de)薄料到6.35mm的(de)(de)厚料都可以采用人工(gong)(gong)(gong)旋壓方法(fa)成(cheng)型(xing),但是一般情況下,人工(gong)(gong)(gong)旋壓成(cheng)型(xing)時不銹鋼原(yuan)料的(de)(de)厚度在0.305~3.175mm之間。此時角部倒圓至(zhi)少應(ying)為(wei)被加(jia)工(gong)(gong)(gong)金(jin)屬厚度的(de)(de)5倍。由于(yu)彈(dan)性回彈(dan)和熱脹冷縮(suo)的(de)(de)影響,芯模尺寸(cun)和要求的(de)(de)形狀尺寸(cun)必須預(yu)留一定的(de)(de)加(jia)工(gong)(gong)(gong)余量。

