不銹鋼(gang)薄板(ban)的(de)(de)成(cheng)形(xing)(xing)(xing)工(gong)藝(yi)和(he)其他金屬(shu)薄板(ban)成(cheng)形(xing)(xing)(xing)工(gong)藝(yi)一(yi)樣，包括沖(chong)(chong)(chong)壓(ya)（沖(chong)(chong)(chong)裁、彎(wan)曲(qu)、拉深等(deng)）、脹形(xing)(xing)(xing)、翻邊、擴孔、局部成(cheng)形(xing)(xing)(xing)、旋壓(ya)、旋薄和(he)冷彎(wan)成(cheng)形(xing)(xing)(xing)等(deng)基(ji)本成(cheng)形(xing)(xing)(xing)工(gong)藝(yi)。沖(chong)(chong)(chong)壓(ya)成(cheng)形(xing)(xing)(xing)是板(ban)材成(cheng)形(xing)(xing)(xing)最基(ji)本的(de)(de)工(gong)藝(yi)過程。
1. 沖壓成形
沖壓(ya)成形(xing)是把(ba)平板凸緣拉(la)入凹模(mo)孔內而形(xing)成直壁的加工方法。
凸(tu)緣的(de)流入(ru)(ru)，隨著凹模孔輪廓形狀(zhuang)的(de)變形狀(zhuang)態(tai)不同，可分為壓縮凸(tu)緣流入(ru)(ru)、平行凸(tu)緣流入(ru)(ru)、伸(shen)長凸(tu)緣流入(ru)(ru)三類(lei)，見(jian)圖5-6。
由于拉(la)深零件的(de)形狀尺寸不同(tong)，毛坯在(zai)變形過程中的(de)應(ying)力應(ying)變分布也(ye)不一樣。
在沖(chong)壓過程中，金(jin)屬薄板(ban)的(de)(de)邊(bian)部由(you)(you)壓邊(bian)圈(quan)(quan)夾(jia)持，由(you)(you)凸(tu)模(mo)(mo)和凹(ao)模(mo)(mo)的(de)(de)共同作用，使(shi)薄板(ban)板(ban)料向(xiang)凹(ao)模(mo)(mo)移動(dong)產生塑(su)性變形，將(jiang)平(ping)板(ban)加工成所需形狀(zhuang)的(de)(de)零件(jian)。金(jin)屬板(ban)料向(xiang)凹(ao)模(mo)(mo)的(de)(de)移動(dong)量由(you)(you)壓邊(bian)圈(quan)(quan)之間的(de)(de)壓力大小所控制。
實際(ji)零(ling)件(jian)的(de)沖壓(ya)過程就其成形方式(shi)而言可(ke)能是(shi)多種方式(shi)的(de)組合。為(wei)此，可(ke)以將(jiang)復雜零(ling)件(jian)的(de)壓(ya)過程按不同區域的(de)成形方式(shi)進(jin)行分解。基本的(de)加工方式(shi)可(ke)以分為(wei)以下幾點。
a. 沖裁(cai)（剪切過(guo)程）
將薄板切成毛料或零(ling)件。
對(dui)沖裁(cai)件質量的影響因素有：沖剪方向；下料(liao)方式；毛料(liao)形(xing)狀設(she)計(ji)和(he)切刃狀態等。
b. 彎曲
彎曲的要點(dian)包括：變形區(qu)域性-彎曲軸(zhou)線(xian)；邊部(bu)彎轉-空間；彎曲區(qu)應變沿厚度(du)方(fang)向不均勻分(fen)布(bu)（應變梯度(du)）；和彎曲方(fang)向（沿軋向“弱線(xian)”），通常變曲軸(zhou)垂直(zhi)軋制方(fang)向。
影(ying)響(xiang)彎曲應變量的主要因素有(you)彎曲半徑(jing)與(yu)板厚之比(bi)值及彎曲件彎曲成形時，外區受(shou)拉而(er)內區受(shou)壓，卸載(zai)后這些應力導致(zhi)回(hui)彈(dan)。
彎曲-變直(zhi)過(guo)程中最終(zhong)變形為0，但實際(ji)應變為加倍，即先拉后(hou)壓。
c. 拉深
拉深是(shi)使板(ban)料或者(zhe)半成品在拉深模具內(nei)，將其成形為中(zhong)空工件的工序。
①. 拉(la)深過(guo)程
坯(pi)料(liao)在拉(la)(la)深模凸模的(de)(de)作用(yong)下，逐漸(jian)被壓(ya)入凹(ao)模內，在此過程中坯(pi)料(liao)發生很大的(de)(de)塑性變形，而形成中空的(de)(de)拉(la)(la)深件。拉(la)(la)深件的(de)(de)底部一般不變形，只起傳(chuan)遞(di)拉(la)(la)力(li)的(de)(de)作用(yong)，厚(hou)度基本不變。拉(la)(la)深件的(de)(de)直(zhi)壁主(zhu)要受拉(la)(la)力(li)作用(yong)，厚(hou)度減小。而直(zhi)壁與底之間的(de)(de)過渡圓(yuan)角處被拉(la)(la)薄的(de)(de)程度最為(wei)嚴重。拉(la)(la)深件的(de)(de)法蘭部位切向受壓(ya)應(ying)力(li)作用(yong)，厚(hou)度有所(suo)增大。
②. 拉(la)深(shen)過程的(de)工藝要點(dian)
在(zai)拉(la)(la)(la)(la)(la)(la)深(shen)(shen)(shen)(shen)過(guo)程(cheng)中，拉(la)(la)(la)(la)(la)(la)深(shen)(shen)(shen)(shen)件起皺和拉(la)(la)(la)(la)(la)(la)裂是最(zui)常見(jian)(jian)的質量(liang)問題。為(wei)了防止拉(la)(la)(la)(la)(la)(la)深(shen)(shen)(shen)(shen)件出(chu)現起皺，在(zai)拉(la)(la)(la)(la)(la)(la)深(shen)(shen)(shen)(shen)過(guo)程(cheng)中需用(yong)壓環施加以適當的壓力將坯料(liao)(liao)壓住，見(jian)(jian)圖5-7。為(wei)了防止拉(la)(la)(la)(la)(la)(la)深(shen)(shen)(shen)(shen)件被(bei)拉(la)(la)(la)(la)(la)(la)裂，除了將拉(la)(la)(la)(la)(la)(la)深(shen)(shen)(shen)(shen)模的邊緣(yuan)作成(cheng)圓(yuan)角和采用(yong)合理的模具間隙(xi)值(zhi)外(wai)，還要(yao)根據材(cai)料(liao)(liao)的塑性來選(xuan)用(yong)合理的拉(la)(la)(la)(la)(la)(la)深(shen)(shen)(shen)(shen)系(xi)數(shu)(shu)。拉(la)(la)(la)(la)(la)(la)深(shen)(shen)(shen)(shen)系(xi)數(shu)(shu)是指(zhi)拉(la)(la)(la)(la)(la)(la)深(shen)(shen)(shen)(shen)件直(zhi)徑與坯料(liao)(liao)直(zhi)徑之比，該系(xi)數(shu)(shu)值(zhi)總是小(xiao)于1。拉(la)(la)(la)(la)(la)(la)深(shen)(shen)(shen)(shen)系(xi)數(shu)(shu)值(zhi)越(yue)小(xiao)，變形(xing)程(cheng)度(du)越(yue)大，可拉(la)(la)(la)(la)(la)(la)深(shen)(shen)(shen)(shen)的次(ci)數(shu)(shu)越(yue)少，反之則需經過(guo)多次(ci)拉(la)(la)(la)(la)(la)(la)深(shen)(shen)(shen)(shen)方能(neng)完成(cheng)。拉(la)(la)(la)(la)(la)(la)深(shen)(shen)(shen)(shen)系(xi)數(shu)(shu)的大小(xiao)，一(yi)般為(wei)0.5～0.8。在(zai)多次(ci)拉(la)(la)(la)(la)(la)(la)深(shen)(shen)(shen)(shen)過(guo)程(cheng)中，拉(la)(la)(la)(la)(la)(la)深(shen)(shen)(shen)(shen)件往往需要(yao)進(jin)行中間退火（再(zai)經晶退火）以消除前(qian)幾次(ci)拉(la)(la)(la)(la)(la)(la)深(shen)(shen)(shen)(shen)變形(xing)中所產生(sheng)的冷(leng)加工(gong)硬化，為(wei)隨后的拉(la)(la)(la)(la)(la)(la)深(shen)(shen)(shen)(shen)過(guo)程(cheng)的順利進(jin)行做準(zhun)備。
2. 脹形
脹(zhang)形(xing)(xing)又稱拉(la)脹(zhang)是(shi)利用模(mo)具使板料拉(la)伸變薄局部表面積(ji)增大(da)以獲得(de)零件的(de)加工方法(fa)。常用的(de)有(you)圓柱形(xing)(xing)（或管形(xing)(xing)）毛坯(pi)的(de)脹(zhang)形(xing)(xing)及平板毛坯(pi)的(de)拉(la)張成形(xing)(xing)等。
脹(zhang)形(xing)可采用不同的方法來實現，如剛模脹(zhang)形(xing)、橡皮脹(zhang)形(xing)和液壓脹(zhang)形(xing)等。
圓(yuan)柱形空心(xin)(xin)坯(pi)料(liao)的(de)(de)(de)脹(zhang)形是依靠材料(liao)的(de)(de)(de)拉伸，將直徑較小的(de)(de)(de)空心(xin)(xin)零件或管毛(mao)坯(pi)，在半徑方(fang)(fang)向上向外擴張的(de)(de)(de)方(fang)(fang)法。脹(zhang)形一般(ban)要(yao)用可(ke)(ke)分(fen)式(shi)凹模(mo)(mo)，其凸(tu)(tu)(tu)模(mo)(mo)形式(shi)有(you)：橡皮（或聚氨(an)酯(zhi)）凸(tu)(tu)(tu)模(mo)(mo)（圖5-8）；分(fen)塊(kuai)式(shi)凸(tu)(tu)(tu)模(mo)(mo)，由楔狀心(xin)(xin)塊(kuai)將其分(fen)開（圖5-9）；用液(ye)體(ti)作(zuo)(zuo)為(wei)凸(tu)(tu)(tu)模(mo)(mo)（圖5-10），這種方(fang)(fang)法有(you)的(de)(de)(de)可(ke)(ke)以直接將液(ye)體(ti)倒入毛(mao)坯(pi)內(nei)，但此法操作(zuo)(zuo)不便(bian)且生(sheng)產率低，有(you)的(de)(de)(de)可(ke)(ke)用裝在凸(tu)(tu)(tu)模(mo)(mo)上充滿液(ye)體(ti)的(de)(de)(de)橡皮囊上。
3. 旋(xuan)壓
旋(xuan)(xuan)壓(ya)是一(yi)種(zhong)歷史悠久的工藝方(fang)法，我國在10世紀就有了這種(zhong)成形方(fang)法，以后于14世紀才傳(chuan)入(ru)歐洲。旋(xuan)(xuan)壓(ya)成形方(fang)法可制(zhi)造各種(zhong)不同形狀的旋(xuan)(xuan)轉面零(ling)件(jian)，如發(fa)動機(ji)罩、螺(luo)旋(xuan)(xuan)槳槳帽等（圖5-11）。
a. 旋(xuan)壓工藝(yi)原理
旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)用(yong)的(de)(de)機床(chuang)(chuang)類似于(yu)車床(chuang)(chuang)或(huo)由車床(chuang)(chuang)改裝而成，但最新發展有數控旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)床(chuang)(chuang)。旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)床(chuang)(chuang)的(de)(de)工(gong)作原理如圖(tu)5-12所(suo)示。用(yong)機床(chuang)(chuang)尾頂座工(gong)通過(guo)頂塊3將平板毛坯1壓(ya)(ya)緊(jin)于(yu)旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)模4上(shang)，毛坯連(lian)同(tong)模具(ju)一起(qi)旋(xuan)(xuan)轉(zhuan)，操作者用(yong)手操作旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)棒，將毛坯順次壓(ya)(ya)向旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)模，這時毛坯發生周向收(shou)縮，徑(jing)向延伸變形(xing)。
b. 旋壓注意事(shi)項
旋(xuan)壓(ya)過(guo)程(cheng)主要問題是起皺和局部(bu)變薄以及(ji)拉裂。如圖5-12所(suo)(suo)示的(de)旋(xuan)壓(ya)壓(ya)延過(guo)程(cheng)，凸緣(yuan)周邊起皺決定(ding)于收縮變形程(cheng)度（即(ji)零(ling)件直(zhi)(zhi)徑和毛坯直(zhi)(zhi)徑之比值），毛坯的(de)穩定(ding)性(xing)，如to/D。。數值（坯料(liao)厚(hou)度／坯料(liao)直(zhi)(zhi)徑），毛壞轉(zhuan)速(su)以及(ji)操作者的(de)經驗。提高毛坯的(de)轉(zhuan)速(su)會(hui)增加(jia)毛坯凸緣(yuan)的(de)穩定(ding)性(xing)，但由手工(gong)操作不能保(bao)證均勻的(de)縱(zong)向送進，會(hui)造成(cheng)局部(bu)過(guo)度碾薄，一般工(gong)廠所(suo)(suo)用的(de)轉(zhuan)速(su)多(duo)在200～600r／min的(de)范圍(wei)內。為(wei)了防(fang)止起皺和旋(xuan)壓(ya)模圓角處材料(liao)(liao)變薄或拉裂(lie)，操作(zuo)(zuo)應按如下順序(xu)進行：首次操作(zuo)(zuo)時將(jiang)凸(tu)模圓角處材料(liao)(liao)趕(gan)形(xing)貼模形(xing)成帽(mao)形(xing)件；第(di)二(er)步操作(zuo)(zuo)時將(jiang)帽(mao)形(xing)件凸(tu)緣趕(gan)形(xing)成圓錐面以增加這部分材料(liao)(liao)的(de)剛度，起防皺作(zuo)(zuo)用；第(di)三步操作(zuo)(zuo)是旋壓(ya)(ya)棒從(cong)毛坯周邊向凸(tu)模圓角處趕(gan)并(bing)使(shi)毛坯向凸(tu)模靠攏。以后的(de)操作(zuo)(zuo)是重復上述二(er)、三步驟。逐步地將(jiang)材料(liao)(liao)旋壓(ya)(ya)貼模為止，最后再加以修整趕(gan)形(xing)和零件切邊。因為旋壓(ya)(ya)過程變形(xing)情況極(ji)其復雜(za)，多半又是手工操作(zuo)(zuo)，故成形(xing)之成敗(bai)與操作(zuo)(zuo)者(zhe)的(de)經驗很有關(guan)系(xi)。
旋(xuan)壓還可(ke)用于進行縮口、卷邊、擴口等項工作。
c. 旋壓的優缺點(dian)
旋(xuan)(xuan)壓的(de)缺(que)點是零件變薄量較大，勞動強度較大，要(yao)求(qiu)技術水(shui)平(ping)較高而勞動生產率(lv)低等。旋(xuan)(xuan)壓工(gong)作(zuo)雖有這些缺(que)點，但是由于(yu)旋(xuan)(xuan)壓模具簡單，特別能適應于(yu)加工(gong)某些比(bi)較復雜的(de)旋(xuan)(xuan)轉面零件，所以(yi)至今還是航空(kong)工(gong)業中不(bu)可缺(que)少的(de)工(gong)藝方法。旋(xuan)(xuan)壓設備的(de)改進和旋(xuan)(xuan)壓過程的(de)自(zi)動化能夠克服上(shang)述的(de)主(zhu)要(yao)缺(que)點并(bing)且使旋(xuan)(xuan)壓工(gong)藝得到新的(de)發展。
d. 旋壓模
旋(xuan)壓(ya)模一般用鑄鐵、鋼和銅合金制造(zao)。有時在試制時，也(ye)可用硬木(mu)制造(zao)。旋(xuan)壓(ya)模按反切內樣板(ban)(ban)加工(gong)，零件按反切外樣板(ban)(ban)檢驗。
對于變形程(cheng)度較大零(ling)件可用(yong)一套模(mo)具經(jing)多(duo)次(ci)成(cheng)形并經(jing)中間退火工序，有時還(huan)可增加模(mo)具套數，即(ji)采用(yong)中間過渡模(mo)等方法解決。
4. 翻邊(bian)與翻孔
翻(fan)(fan)邊與翻(fan)(fan)孔(kong)是彎(wan)曲的變(bian)種，它沿(yan)彎(wan)曲線(xian)方(fang)向應(ying)(ying)變(bian)不相等。沿(yan)曲線(xian)為(wei)壓應(ying)(ying)變(bian)時稱收縮翻(fan)(fan)邊；沿(yan)彎(wan)曲線(xian)為(wei)拉應(ying)(ying)變(bian)時稱拉伸翻(fan)(fan)邊。彎(wan)曲線(xian)為(wei)圓周的拉伸翻(fan)(fan)邊即變(bian)為(wei)擴孔(kong)。
5. 局部(bu)成形
局(ju)部(bu)成形包(bao)括壓(ya)花(hua)與壓(ya)印(yin)等。壓(ya)花(hua)產生(sheng)于局(ju)部(bu)區域，包(bao)括筋紋，鼓包(bao)、裝飾牌(pai)照等。其特點是只(zhi)產生(sheng)金屬移動。壓(ya)印(yin)則產生(sheng)厚度變化(hua)而(er)拼成圖案（如制(zhi)幣）。
