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。
旋壓成型可以(yi)(yi)在(zai)冷態下進行,也可以(yi)(yi)在(zai)熱態下進行。實際上動力旋壓成型時,由于急劇變形本身(shen)就會產生(sheng)很高的熱量(liang),這就使得旋壓過程由開始的冷加工逐漸變為(wei)溫(wen)加工。
溫度高于788℃的(de)熱(re)旋壓(ya)(ya)成型(xing),一(yi)般用于加(jia)工(gong)(gong)(gong)厚度為4.763~12.7mm的(de)工(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)。在熱(re)旋壓(ya)(ya)過(guo)程中必(bi)須對溫度精(jing)確加(jia)工(gong)(gong)(gong)控制,因此用這(zhe)種方(fang)法(fa)旋壓(ya)(ya)加(jia)工(gong)(gong)(gong)厚度小于6.35mm的(de)工(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)是(shi)比(bi)(bi)較(jiao)困(kun)難的(de)。對比(bi)(bi)較(jiao)厚的(de)不銹鋼工(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)而言,則采(cai)用熱(re)旋壓(ya)(ya)加(jia)工(gong)(gong)(gong)將和低碳鋼一(yi)樣容易(yi)(yi)成型(xing)。奧氏體(ti)不銹鋼采(cai)用動力旋壓(ya)(ya)成型(xing)的(de)主要問(wen)題是(shi)工(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)邊(bian)(bian)部容易(yi)(yi)產生(sheng)裂(lie)(lie)紋。為了防止(zhi)裂(lie)(lie)紋產生(sheng),常(chang)(chang)常(chang)(chang)將坯料(liao)邊(bian)(bian)緣(yuan)(yuan)部研磨的(de)平滑(hua)一(yi)些,并留有較(jiao)大的(de)切(qie)邊(bian)(bian)余量,這(zhe)些對防止(zhi)裂(lie)(lie)紋產生(sheng)是(shi)十分有利的(de)。如果產生(sheng)邊(bian)(bian)部裂(lie)(lie)紋,一(yi)定要將其切(qie)除。另外(wai),使工(gong)(gong)(gong)件(jian)(jian)(jian)保持(chi)較(jiao)窄(zhai)凸緣(yuan)(yuan)的(de)方(fang)法(fa)也(ye)可防止(zhi)裂(lie)(lie)紋和扭曲(qu)的(de)產生(sheng)。
如果(guo)旋壓工件冷卻后(hou)的尺(chi)寸(cun)不符(fu)合要求(由于彈性后(hou)效和熱膨(peng)脹引起),而此(ci)時的工件溫(wen)度(du)仍在149℃以上時,可將其退火再進一步旋壓加工至要求的尺(chi)寸(cun)。
動力旋(xuan)壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)時(shi),工(gong)(gong)件將會產生(sheng)較(jiao)大(da)的減(jian)薄現象,如(ru)(ru)圖4-22所示的某深(shen)旋(xuan)壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)容器,其橫斷面就是如(ru)(ru)此。在一(yi)次旋(xuan)壓(ya)(ya)加(jia)工(gong)(gong)成(cheng)型(xing)工(gong)(gong)序(xu)中,該(gai)容器的厚度即由1.905mm減(jian)薄至0.660mm.坯料在普通的沖壓(ya)(ya)機上沖壓(ya)(ya)成(cheng)直徑152.4mm、深(shen)76.2mm的半(ban)成(cheng)品杯,容器的頂部要比側壁厚一(yi)些。雖然邊緣(yuan)的增厚現象發生(sheng)在沖壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)過(guo)程中,但是旋(xuan)壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)時(shi)由于(yu)該(gai)區域基本(ben)上未發生(sheng)變形,所以(yi)比旋(xuan)壓(ya)(ya)處仍(reng)然較(jiao)厚。

動力旋壓(ya)(ya)成型工(gong)件的表(biao)(biao)面(mian)是比較粗(cu)糙(cao)(cao)的,因(yin)此需要對工(gong)件進行大量的精整(zheng)加工(gong)使其表(biao)(biao)面(mian)光滑(hua)發亮(liang)。旋壓(ya)(ya)成型工(gong)件表(biao)(biao)面(mian)粗(cu)糙(cao)(cao)的原因(yin)是由于(yu)壓(ya)(ya)輥(gun)接觸金屬轉動時(shi)會在(zai)工(gong)件表(biao)(biao)面(mian)上留(liu)下螺旋形槽痕。除此缺點以外,動力旋壓(ya)(ya)成型則是不銹鋼(gang)工(gong)件成型的一種最(zui)佳方法。
1. 潤滑
旋(xuan)壓成型使用(yong)潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是為了盡可能減少黏結和(he)工具滯動,同時也為旋(xuan)壓加工過程(cheng)提供(gong)冷(leng)卻(que)條件。對于(yu)人工旋(xuan)壓成型形(xing)式(shi),附著性強的(de)(de)(de)潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑最(zui)理想。對于(yu)動力(li)旋(xuan)壓成型,由于(yu)速度快,加工量(liang)大,冷(leng)卻(que)作用(yong)就顯(xian)得(de)更為重要。通常應避免使用(yong)含硫或氯的(de)(de)(de)潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑,因為該潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑不(bu)易清洗,而(er)且對加熱后的(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)表面還(huan)會產生不(bu)利影響(xiang)。旋(xuan)壓用(yong)潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑,參見表4-6。

2. 應用實例(li)
對于較深(shen)的(de)工件(jian)來說,采用(yong)動力旋壓成型方法是比較合適的(de)。下面兩例即(ji)可(ke)說明這一點。
①. 圖4-23是用動(dong)力旋(xuan)壓成型(xing)方法生產缽的示(shi)意圖

該坯料面(mian)積(ji)為5564.5m㎡,厚度為0.889mm,坯料是從具有2B表面(mian)光潔度的(de)(de)10Cr17(430)型不(bu)銹鋼卷(juan)板上剪切下來(lai)的(de)(de)。旋壓加工(gong)一個(ge)缽需經四道(dao)(dao)工(gong)序,其中包括兩道(dao)(dao)預沖壓工(gong)序、切邊和(he)壓印標記工(gong)序。
由于缽邊部和旋壓(ya)模之間有20°的(de)夾角,因此用平板坯料進行旋壓(ya)時可(ke)以一(yi)次成型。然而如(ru)夾角為15°或更小時,則必須經過兩次旋壓(ya)才(cai)能旋壓(ya)成型為成品。
過(guo)去曾用(yong)(yong)深(shen)沖(chong)方法生產缽(bo),而現在大多用(yong)(yong)旋(xuan)壓成型(xing)(xing)方法生產。這是因為這種(zhong)工(gong)件的(de)年需求(qiu)量太低,如果采用(yong)(yong)深(shen)沖(chong)成型(xing)(xing),則沖(chong)切模和沖(chong)壓工(gong)具的(de)成本較高。
所(suo)用(yong)的工具是由工具鋼制作的。坯料(liao)在旋壓成型前,必須對表(biao)面(mian)進行處理。
a. 成(cheng)型工(gong)序:a.從寬為(wei)219.08mm的鋼卷上,按長(chang)度(du)(du)為(wei)219.08mm的定尺長(chang)度(du)(du)下料;
b. 用一臺60t沖壓(ya)機將219.08mm 見方的(de)坯料落料成(cheng)(cheng)圓形(xing)毛坯,并預沖壓(ya)成(cheng)(cheng)型(xing);
C. 在一臺自動(dong)機床上進(jin)行動(dong)力(li)旋壓成(cheng)型;
d. 在(zai)另一個缽進行自動(dong)旋壓時,對已旋壓完畢的缽進行切邊(bian)和壓印。
②. 雞尾酒攪拌杯的旋(xuan)壓成型。
雞尾酒(jiu)攪拌杯過去(qu)曾(ceng)用(yong)五次(ci)深沖和(he)一次(ci)整形方(fang)法來生產,現在改用(yong)一次(ci)沖壓(ya)和(he)整形預成型(xing)后再采用(yong)旋壓(ya)成型(xing)的(de)方(fang)法,這樣可降低加工成本(ben)。
旋(xuan)壓(ya)成(cheng)型(xing)的杯除其強度較高外(因(yin)旋(xuan)壓(ya)中的劇烈冷加工的作用),成(cheng)型(xing)工序還減少了中間退(tui)火(huo)工序。
當這種杯子用12Cr18Ni9(302不(bu)銹鋼(gang))沖壓而成時,表面具有2B光潔度。
沖壓(ya)和旋(xuan)壓(ya)這兩種成型方法所用(yong)鋼(gang)卷原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)的(de)厚(hou)度和寬(kuan)度是(shi)不(bu)同的(de)。沖壓(ya)杯(bei)所用(yong)的(de)原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)厚(hou)度為(wei)0.635mm,寬(kuan)度為(wei)255.59mm,坯(pi)料(liao)(liao)直徑為(wei) 252.41mm.旋(xuan)壓(ya)杯(bei)所用(yong)的(de)原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)厚(hou)度為(wei)1.575mm,寬(kuan)度為(wei)160.34mm,坯(pi)料(liao)(liao)直徑為(wei)153.99mm.所以僅就原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)來說,旋(xuan)壓(ya)成型所用(yong)原(yuan)(yuan)料(liao)(liao)明(ming)顯要比沖壓(ya)成型少得多。
旋(xuan)(xuan)壓(ya)杯(bei)制造之所(suo)以必(bi)須采(cai)用(yong)預沖壓(ya)成(cheng)型(xing)工(gong)序,這是因為(wei)該杯(bei)壁與(yu)軸線(xian)幾乎是平行的。如果杯(bei)壁傾斜(xie)角(jiao)較大(da)(大(da)于15°)時,則(ze)可用(yong)旋(xuan)(xuan)壓(ya)成(cheng)型(xing)方法,由平板坯料一次成(cheng)型(xing)為(wei)成(cheng)品。

表4-8給出了一些鋼種旋(xuan)壓時拉伸(shen)的(de)(de)近似(si)極限(xian)。該表適用于厚度(du)為1.575mm的(de)(de)完全(quan)退(tui)火(huo)材料。退(tui)火(huo)后(hou)的(de)(de)二次拉伸(shen)量比(bi)第一次要(yao)小8%,工(gong)件各部位的(de)(de)拉伸(shen)量并不需要(yao)完全(quan)一致,它是根據成型程度(du)的(de)(de)不同(tong)而(er)變化(hua)的(de)(de)。

