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)在冷(leng)態下進行(xing),也可以(yi)在熱(re)態下進行(xing)。實際(ji)上動力旋壓成型時(shi),由于急劇變(bian)形本身就(jiu)(jiu)會產(chan)生很高(gao)的(de)熱(re)量(liang),這就(jiu)(jiu)使(shi)得旋壓過程由開(kai)始的(de)冷(leng)加(jia)工逐漸(jian)變(bian)為溫加(jia)工。
溫(wen)度高于788℃的(de)(de)(de)熱旋壓成(cheng)型,一般用(yong)于加(jia)工(gong)(gong)厚(hou)度為4.763~12.7mm的(de)(de)(de)工(gong)(gong)件(jian)(jian)。在熱旋壓過程中必須對溫(wen)度精(jing)確加(jia)工(gong)(gong)控制,因此用(yong)這種(zhong)方(fang)法旋壓加(jia)工(gong)(gong)厚(hou)度小(xiao)于6.35mm的(de)(de)(de)工(gong)(gong)件(jian)(jian)是(shi)(shi)比(bi)較(jiao)(jiao)困難的(de)(de)(de)。對比(bi)較(jiao)(jiao)厚(hou)的(de)(de)(de)不銹(xiu)鋼工(gong)(gong)件(jian)(jian)而言,則采用(yong)熱旋壓加(jia)工(gong)(gong)將和(he)低碳(tan)鋼一樣容(rong)易(yi)成(cheng)型。奧氏體不銹(xiu)鋼采用(yong)動力旋壓成(cheng)型的(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)(yao)問題是(shi)(shi)工(gong)(gong)件(jian)(jian)邊部容(rong)易(yi)產(chan)生(sheng)裂(lie)(lie)紋。為了防止裂(lie)(lie)紋產(chan)生(sheng),常常將坯料邊緣部研(yan)磨的(de)(de)(de)平滑一些(xie),并留有較(jiao)(jiao)大(da)的(de)(de)(de)切邊余量(liang),這些(xie)對防止裂(lie)(lie)紋產(chan)生(sheng)是(shi)(shi)十分有利的(de)(de)(de)。如果產(chan)生(sheng)邊部裂(lie)(lie)紋,一定要(yao)(yao)將其切除。另外,使工(gong)(gong)件(jian)(jian)保持較(jiao)(jiao)窄凸緣的(de)(de)(de)方(fang)法也可防止裂(lie)(lie)紋和(he)扭曲的(de)(de)(de)產(chan)生(sheng)。
如果(guo)旋壓工(gong)件冷(leng)卻后(hou)的(de)尺寸不符合(he)要求(qiu)(由(you)于彈性(xing)后(hou)效和熱膨脹引(yin)起),而此時的(de)工(gong)件溫度(du)仍在149℃以上時,可將其(qi)退(tui)火再進一步旋壓加工(gong)至要求(qiu)的(de)尺寸。
動力旋(xuan)壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)時,工(gong)件將會產生(sheng)較(jiao)大的(de)減薄(bo)現象,如圖4-22所(suo)示(shi)的(de)某深旋(xuan)壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)容器(qi),其橫斷面就是如此。在(zai)一次旋(xuan)壓(ya)(ya)加工(gong)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)工(gong)序中(zhong),該(gai)容器(qi)的(de)厚(hou)(hou)(hou)度即由1.905mm減薄(bo)至(zhi)0.660mm.坯料在(zai)普通的(de)沖(chong)壓(ya)(ya)機上沖(chong)壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)直徑(jing)152.4mm、深76.2mm的(de)半成(cheng)(cheng)品杯,容器(qi)的(de)頂部要比(bi)側(ce)壁厚(hou)(hou)(hou)一些。雖然(ran)(ran)邊緣的(de)增厚(hou)(hou)(hou)現象發(fa)生(sheng)在(zai)沖(chong)壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)過程中(zhong),但是旋(xuan)壓(ya)(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)時由于該(gai)區域基本上未(wei)發(fa)生(sheng)變(bian)形,所(suo)以比(bi)旋(xuan)壓(ya)(ya)處仍然(ran)(ran)較(jiao)厚(hou)(hou)(hou)。
動(dong)(dong)力旋(xuan)壓成型(xing)工件(jian)(jian)的表(biao)面是(shi)比(bi)較粗(cu)糙(cao)的,因此(ci)需(xu)要(yao)對工件(jian)(jian)進(jin)行大量的精整加工使其表(biao)面光滑(hua)發亮。旋(xuan)壓成型(xing)工件(jian)(jian)表(biao)面粗(cu)糙(cao)的原(yuan)因是(shi)由于壓輥接觸(chu)金屬轉動(dong)(dong)時會在工件(jian)(jian)表(biao)面上留下螺旋(xuan)形槽痕。除(chu)此(ci)缺點以外(wai),動(dong)(dong)力旋(xuan)壓成型(xing)則是(shi)不銹鋼工件(jian)(jian)成型(xing)的一種最佳方法。
1. 潤滑
旋(xuan)壓(ya)成型使用(yong)潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)是為(wei)了盡可能(neng)減少黏結(jie)和工具滯(zhi)動,同(tong)時也為(wei)旋(xuan)壓(ya)加(jia)工過程提供冷卻條件(jian)。對(dui)于人工旋(xuan)壓(ya)成型形(xing)式(shi),附(fu)著性強的(de)(de)(de)潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)最理想。對(dui)于動力旋(xuan)壓(ya)成型,由于速度快(kuai),加(jia)工量(liang)大,冷卻作用(yong)就顯得更為(wei)重要。通常應避(bi)免(mian)使用(yong)含(han)硫或氯的(de)(de)(de)潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji),因為(wei)該潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)不易清洗,而且對(dui)加(jia)熱后的(de)(de)(de)不銹(xiu)鋼表(biao)面還會(hui)產生不利影響。旋(xuan)壓(ya)用(yong)潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji),參見表(biao)4-6。
2. 應用實例
對于較深(shen)的工件來說,采(cai)用動力(li)旋壓成型方法(fa)是比較合適的。下面兩例即可說明(ming)這一點。
①. 圖4-23是用動力旋壓成型方(fang)法生產缽(bo)的示(shi)意圖
該(gai)坯料面積(ji)為(wei)5564.5m㎡,厚(hou)度(du)為(wei)0.889mm,坯料是(shi)從具有2B表面光潔度(du)的(de)10Cr17(430)型不銹鋼卷板上剪(jian)切(qie)下來的(de)。旋(xuan)壓加工(gong)一個(ge)缽(bo)需經四(si)道工(gong)序(xu)(xu),其中包括兩(liang)道預沖(chong)壓工(gong)序(xu)(xu)、切(qie)邊和壓印標記(ji)工(gong)序(xu)(xu)。
由(you)于缽邊部和(he)旋(xuan)壓模之間有20°的夾角,因(yin)此用(yong)平板坯料(liao)進行旋(xuan)壓時(shi)可以一次成型。然(ran)而如(ru)夾角為15°或(huo)更小(xiao)時(shi),則(ze)必須經過兩次旋(xuan)壓才(cai)能旋(xuan)壓成型為成品。
過去曾用(yong)深沖(chong)方(fang)法生(sheng)產(chan)缽,而現在大多用(yong)旋壓成(cheng)型方(fang)法生(sheng)產(chan)。這(zhe)是因(yin)為這(zhe)種工件的年(nian)需(xu)求量(liang)太低,如果(guo)采用(yong)深沖(chong)成(cheng)型,則沖(chong)切模和沖(chong)壓工具的成(cheng)本較高。
所用(yong)的工具是由工具鋼(gang)制(zhi)作的。坯料在旋壓成型前,必須對(dui)表面(mian)進行處理。
a. 成(cheng)型工(gong)序:a.從寬為219.08mm的鋼卷上,按長(chang)度為219.08mm的定尺長(chang)度下料;
b. 用一臺(tai)60t沖壓機將(jiang)219.08mm 見方的坯(pi)料(liao)落(luo)料(liao)成(cheng)圓形毛坯(pi),并預(yu)沖壓成(cheng)型;
C. 在一臺自動機床上進行動力旋壓(ya)成型(xing);
d. 在另一個缽(bo)進行(xing)自(zi)動旋壓時,對已(yi)旋壓完(wan)畢的缽(bo)進行(xing)切邊和(he)壓印(yin)。
②. 雞尾酒(jiu)攪拌杯的旋壓成型。
雞尾酒攪拌杯過去曾用(yong)五次深沖和(he)一次整形方(fang)法來生產,現在改用(yong)一次沖壓和(he)整形預(yu)成(cheng)型后再采用(yong)旋壓成(cheng)型的方(fang)法,這樣(yang)可降低加工成(cheng)本。
旋壓成型(xing)的杯除其(qi)強度較(jiao)高外(因旋壓中(zhong)的劇烈(lie)冷(leng)加工的作用),成型(xing)工序還減少(shao)了中(zhong)間退(tui)火工序。
當這種杯子用12Cr18Ni9(302不(bu)銹鋼)沖壓而成時,表面具有2B光潔度。
沖(chong)壓(ya)和旋壓(ya)這兩種成(cheng)型方(fang)法所用(yong)鋼卷原(yuan)(yuan)(yuan)料的(de)厚(hou)度(du)和寬(kuan)度(du)是不同(tong)的(de)。沖(chong)壓(ya)杯所用(yong)的(de)原(yuan)(yuan)(yuan)料厚(hou)度(du)為(wei)0.635mm,寬(kuan)度(du)為(wei)255.59mm,坯料直(zhi)徑為(wei) 252.41mm.旋壓(ya)杯所用(yong)的(de)原(yuan)(yuan)(yuan)料厚(hou)度(du)為(wei)1.575mm,寬(kuan)度(du)為(wei)160.34mm,坯料直(zhi)徑為(wei)153.99mm.所以僅就(jiu)原(yuan)(yuan)(yuan)料來(lai)說,旋壓(ya)成(cheng)型所用(yong)原(yuan)(yuan)(yuan)料明(ming)顯(xian)要比沖(chong)壓(ya)成(cheng)型少得多。
旋壓杯制造之所(suo)以必須采用預沖(chong)壓成型(xing)工序,這是因為該杯壁(bi)與軸線幾乎(hu)是平行的。如果杯壁(bi)傾斜角較大(da)(大(da)于15°)時(shi),則可用旋壓成型(xing)方法(fa),由平板坯料一次(ci)成型(xing)為成品。
表(biao)4-8給出了(le)一些(xie)鋼種(zhong)旋壓時拉(la)伸(shen)的(de)近似極(ji)限(xian)。該表(biao)適用于厚(hou)度為1.575mm的(de)完(wan)全退(tui)火(huo)材料。退(tui)火(huo)后(hou)的(de)二次(ci)拉(la)伸(shen)量比第(di)一次(ci)要小8%,工件各部位的(de)拉(la)伸(shen)量并(bing)不需要完(wan)全一致,它(ta)是根(gen)據成型程度的(de)不同而(er)變(bian)化的(de)。