在(zai)人(ren)工(gong)旋(xuan)(xuan)壓(ya)成(cheng)(cheng)型過(guo)程中,產生(sheng)的(de)減(jian)薄量與(yu)成(cheng)(cheng)型變形量有關。人(ren)工(gong)旋(xuan)(xuan)壓(ya)件的(de)斷(duan)面(mian)減(jian)薄至如圖(tu)4-20所示的(de)那種(zhong)程度時,工(gong)件常(chang)會產生(sheng)開裂現象。其(qi)原因是由于加工(gong)量過(guo)大,而(er)且中心區(qu)的(de)加工(gong)硬化程度超(chao)過(guo)材料的(de)承(cheng)受能力,因而(er)導致(zhi)工(gong)件開裂。如果在(zai)旋(xuan)(xuan)壓(ya)成(cheng)(cheng)型之前,工(gong)件在(zai)沖壓(ya)機上沖壓(ya)成(cheng)(cheng)類似半球形杯體再旋(xuan)(xuan)壓(ya)出變化劇烈的(de)喇(la)叭形寬邊(bian)(見圖(tu)4-20),旋(xuan)(xuan)壓(ya)會容(rong)易一些。


圖 20.jpg


  下面介紹10Cr18Ni12(305)型不(bu)銹鋼的旋壓成型。


  材質(zhi)為(wei)(wei)(wei)10Cr18Ni12(305)型(xing)(xing)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)錐形體(ti)的(de)4次人工(gong)旋壓成(cheng)(cheng)型(xing)(xing),如圖4-20所示。直徑為(wei)(wei)(wei)366.6mm的(de)錐形體(ti)是(shi)經一道預沖壓成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)和4道人工(gong)旋壓成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)而完成(cheng)(cheng)的(de)。該(gai)工(gong)件所使用的(de)坯料(liao)厚度為(wei)(wei)(wei)0.940mm、直徑為(wei)(wei)(wei)406.4mm的(de)10Cr18Ni12(305)型(xing)(xing)不銹(xiu)鋼(gang),這種不銹(xiu)鋼(gang)坯料(liao)可具有2D(薄板)表(biao)面(mian)或1號(帶鋼(gang))表(biao)面(mian)光潔度。該(gai)工(gong)件也可用其他型(xing)(xing)號的(de)奧氏體(ti)不銹(xiu)鋼(gang)來生產,但是(shi)其每(mei)道工(gong)序的(de)變形量隨著加工(gong)硬(ying)化程度的(de)提高而降(jiang)低。


  如圖4-20所示,旋壓(ya)成型所用的(de)型芯是用木(mu)材或鋼做成的(de),旋壓(ya)成型輥則(ze)是用淬火鋼材制(zhi)成的(de)。在(zai)(zai)(zai)第一次(ci)旋壓(ya)成型時(shi),壓(ya)力作用在(zai)(zai)(zai)整個坯料(liao)上。在(zai)(zai)(zai)其他三次(ci)加(jia)工(gong)中(zhong),壞料(liao)邊緣不進行(xing)旋壓(ya),這(zhe)(zhe)就(jiu)會(hui)引(yin)起毛坯邊部增(zeng)厚(hou)至1.778mm,同時(shi)希望所得到(dao)的(de)工(gong)件(jian)外形錐形體中(zhong)部的(de)減(jian)薄(bo)量最(zui)大,可使壁厚(hou)尺(chi)寸(cun)達(da)到(dao)0.686mm(變形率(lv)為28%).與(yu)此同時(shi),工(gong)件(jian)表面積(ji)將比原來(lai)增(zeng)加(jia)40%.由于工(gong)件(jian)減(jian)薄(bo)和面積(ji)增(zeng)加(jia),這(zhe)(zhe)些急劇(ju)的(de)變化會(hui)給加(jia)工(gong)變形帶來(lai)極大影(ying)響,因此工(gong)件(jian)在(zai)(zai)(zai)加(jia)工(gong)過程(cheng)中(zhong),必須(xu)進行(xing)兩次(ci)退火加(jia)工(gong)工(gong)序。



操(cao)作程(cheng)序如下:


  ①. 首先在坯(pi)料(尺寸為:厚(hou)度0.94mm;直(zhi)徑408.4mm)中(zhong)心部位(wei),開一個直(zhi)徑為6.35mm的中(zhong)心孔,并預(yu)沖壓成型;


  ②. 采(cai)用人工的(de)(de)方法,通過(guo)成型輥對旋轉的(de)(de)芯棒(bang)施加壓力,使坯(pi)料(liao)凹深達到76.2mm,旋壓加工速度為300r/min;


  ③. 用第二個層狀(zhuang)硬木型芯將(jiang)坯料凹深(shen)處旋壓至127mm,邊部深(shen)度在50.8mm以內(nei);


  ④. 在1038℃的(de)氫氣氛中進行(xing)中間退(tui)火(huo),然后空冷,用鋼型(xing)芯將坯(pi)料凹深旋壓至177.8mm邊部,深度(du)在25.4mm以內;


  ⑤. 在與工(gong)序(xu)③相同的條件下(xia)退火,用鋼型芯將坯料凹深旋壓至203.2mm,并最后加工(gong)成型;


  ⑥. 在車(che)床上對(dui)工件的頂部和底部進行加(jia)工,使(shi)喇叭口的高度達到(dao)196.86mm;


  ⑦. 成品,上口(kou)直徑101.6mm,下口(kou)直徑 366.60mm,高(gao)196.85mm.


 由(you)于400系列不(bu)銹鋼的(de)(de)延伸(shen)性能較差,所以不(bu)適宜用人工(gong)旋壓(ya)的(de)(de)方法成(cheng)型(xing),特別(bie)是當(dang)變(bian)形劇烈時(shi)更(geng)是如此。另外(wai)還要(yao)注意,對成(cheng)型(xing)模具施加過大壓(ya)力,會引起加工(gong)表面的(de)(de)磨損,從而導致工(gong)件過早地減(jian)薄(bo)和開裂。


 由于工具對(dui)金屬(shu)的(de)(de)作用,急劇旋(xuan)壓成型(xing)件的(de)(de)表面(mian)往往比較粗糙(cao)。這樣,用400系列不銹鋼旋(xuan)壓加(jia)工成型(xing)后的(de)(de)工件,拋(pao)光(guang)和高(gao)精度研磨(mo)的(de)(de)成本就顯得非常高(gao)。因此(ci),在研磨(mo)和拋(pao)光(guang)之前,須對(dui)凹凸(tu)不平的(de)(de)工件先進行(xing)粗磨(mo),使(shi)其表面(mian)變得平滑一些。


表 7.jpg


 表4-7給(gei)出(chu)了人工旋壓時拉伸(shen)的(de)(de)近似(si)極限(xian)。該表適用(yong)于厚度為1.575mm的(de)(de)完(wan)全(quan)退火材料。退火后的(de)(de)二次(ci)拉伸(shen)量比(bi)第一(yi)次(ci)小8%。零(ling)件(jian)各部(bu)分的(de)(de)拉伸(shen)量并(bing)不需要完(wan)全(quan)一(yi)致(zhi),它是根據成(cheng)型變形量的(de)(de)不同而有(you)變化的(de)(de)。


 所(suo)有300系列(lie)的不銹(xiu)鋼均可采用旋壓(ya)成型方(fang)法,但是加(jia)工(gong)(gong)(gong)硬化(hua)較低的 12Cr18Ni9(302)、06Cr19Ni10(304)和 10Cr18Ni12(305)型鋼在中間(jian)退火(huo)前(qian)的旋壓(ya)加(jia)工(gong)(gong)(gong)量(liang)比其(qi)他不銹(xiu)鋼大(da)(da)。退火(huo)后的工(gong)(gong)(gong)件必(bi)須經酸洗清除氧化(hua)鐵皮,以恢復其(qi)光(guang)潔(jie)的表面。1號(帶鋼)或2D(薄(bo)拉(la))表面光(guang)潔(jie)度(du)(du)最適于大(da)(da)變(bian)形旋壓(ya)工(gong)(gong)(gong)藝,因(yin)為(wei)此時金屬處于最軟和無應力狀態(tai),其(qi)加(jia)工(gong)(gong)(gong)量(liang)可達到最大(da)(da)程度(du)(du)。


圖 21.jpg


 人工旋壓成(cheng)(cheng)型時,一(yi)般采用較低(di)的(de)(de)加(jia)工速(su)度,圖4-21顯(xian)示(shi)出加(jia)工速(su)度和厚(hou)度之間的(de)(de)關系。因(yin)此,在成(cheng)(cheng)型工具的(de)(de)作(zuo)用下,將(jiang)會(hui)引起成(cheng)(cheng)型金屬的(de)(de)表(biao)面(mian)嚴重磨損,同時也會(hui)產生較大加(jia)工硬化。


 雖然0.127mm的(de)薄(bo)料(liao)到6.35mm的(de)厚料(liao)都(dou)可以(yi)采用人工(gong)(gong)旋壓方法(fa)成(cheng)(cheng)型,但是一(yi)般情況下,人工(gong)(gong)旋壓成(cheng)(cheng)型時不(bu)銹鋼原料(liao)的(de)厚度在0.305~3.175mm之間(jian)。此時角部倒圓至少應為被(bei)加工(gong)(gong)金屬厚度的(de)5倍(bei)。由于彈性回彈和(he)(he)熱脹冷縮(suo)的(de)影(ying)響,芯模尺寸(cun)和(he)(he)要求的(de)形狀尺寸(cun)必須預留一(yi)定的(de)加工(gong)(gong)余(yu)量。