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(xiu)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(cheng)型(xing)可(ke)以(yi)在冷態(tai)下進(jin)行,也可(ke)以(yi)在熱態(tai)下進(jin)行。實際上動力旋壓成(cheng)型(xing)時,由于急劇變形本身(shen)就會產生很高的(de)熱量(liang),這就使得(de)旋壓過程由開始的(de)冷加工逐漸變為溫加工。
溫度高(gao)于788℃的(de)(de)熱(re)(re)旋(xuan)壓(ya)(ya)成(cheng)型,一(yi)般用(yong)(yong)于加(jia)工(gong)(gong)厚度為(wei)4.763~12.7mm的(de)(de)工(gong)(gong)件(jian)(jian)。在熱(re)(re)旋(xuan)壓(ya)(ya)過程中必須對(dui)(dui)溫度精確加(jia)工(gong)(gong)控(kong)制,因此用(yong)(yong)這種(zhong)方法旋(xuan)壓(ya)(ya)加(jia)工(gong)(gong)厚度小于6.35mm的(de)(de)工(gong)(gong)件(jian)(jian)是(shi)比較(jiao)困難的(de)(de)。對(dui)(dui)比較(jiao)厚的(de)(de)不銹(xiu)鋼(gang)工(gong)(gong)件(jian)(jian)而言,則采用(yong)(yong)熱(re)(re)旋(xuan)壓(ya)(ya)加(jia)工(gong)(gong)將和(he)低碳(tan)鋼(gang)一(yi)樣容(rong)(rong)易成(cheng)型。奧氏體不銹(xiu)鋼(gang)采用(yong)(yong)動力(li)旋(xuan)壓(ya)(ya)成(cheng)型的(de)(de)主(zhu)要(yao)問(wen)題(ti)是(shi)工(gong)(gong)件(jian)(jian)邊部容(rong)(rong)易產(chan)生(sheng)(sheng)裂(lie)(lie)紋(wen)。為(wei)了防止(zhi)裂(lie)(lie)紋(wen)產(chan)生(sheng)(sheng),常(chang)常(chang)將坯料邊緣(yuan)部研磨的(de)(de)平滑一(yi)些,并留有較(jiao)大的(de)(de)切邊余(yu)量,這些對(dui)(dui)防止(zhi)裂(lie)(lie)紋(wen)產(chan)生(sheng)(sheng)是(shi)十分有利(li)的(de)(de)。如果產(chan)生(sheng)(sheng)邊部裂(lie)(lie)紋(wen),一(yi)定要(yao)將其切除。另(ling)外,使工(gong)(gong)件(jian)(jian)保持較(jiao)窄凸緣(yuan)的(de)(de)方法也可防止(zhi)裂(lie)(lie)紋(wen)和(he)扭曲的(de)(de)產(chan)生(sheng)(sheng)。
如果(guo)旋壓工件冷卻后(hou)的尺寸不符合(he)要(yao)(yao)求(qiu)(由于彈性后(hou)效和熱膨脹引起),而此時的工件溫度(du)仍在(zai)149℃以上時,可將(jiang)其退(tui)火再進一步(bu)旋壓加工至(zhi)要(yao)(yao)求(qiu)的尺寸。
動(dong)力(li)旋(xuan)壓(ya)成型(xing)(xing)時,工(gong)件將會產生較(jiao)大的(de)減(jian)薄現(xian)象,如(ru)圖4-22所示的(de)某深旋(xuan)壓(ya)成型(xing)(xing)容器(qi),其橫斷面(mian)就是(shi)如(ru)此。在(zai)一次旋(xuan)壓(ya)加工(gong)成型(xing)(xing)工(gong)序中(zhong),該(gai)容器(qi)的(de)厚(hou)度即由1.905mm減(jian)薄至0.660mm.坯料在(zai)普通的(de)沖(chong)壓(ya)機上沖(chong)壓(ya)成直徑152.4mm、深76.2mm的(de)半(ban)成品(pin)杯(bei),容器(qi)的(de)頂部要比(bi)側壁厚(hou)一些。雖然邊緣的(de)增厚(hou)現(xian)象發(fa)(fa)生在(zai)沖(chong)壓(ya)成型(xing)(xing)過程中(zhong),但是(shi)旋(xuan)壓(ya)成型(xing)(xing)時由于該(gai)區(qu)域基本上未發(fa)(fa)生變形,所以比(bi)旋(xuan)壓(ya)處仍然較(jiao)厚(hou)。

動力(li)旋(xuan)壓(ya)成型工件(jian)的(de)表(biao)(biao)面(mian)是比較粗糙(cao)(cao)的(de),因(yin)此需要對工件(jian)進行大(da)量的(de)精整(zheng)加工使其(qi)表(biao)(biao)面(mian)光(guang)滑(hua)發亮。旋(xuan)壓(ya)成型工件(jian)表(biao)(biao)面(mian)粗糙(cao)(cao)的(de)原因(yin)是由于壓(ya)輥接觸金屬轉動時會(hui)在工件(jian)表(biao)(biao)面(mian)上留(liu)下(xia)螺旋(xuan)形槽痕。除此缺(que)點以外,動力(li)旋(xuan)壓(ya)成型則是不銹鋼(gang)工件(jian)成型的(de)一種最佳方(fang)法。
1. 潤(run)滑
旋(xuan)(xuan)壓(ya)成型使用潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)的目的是(shi)為(wei)了(le)盡可能(neng)減少黏結和工(gong)(gong)具滯動,同時也為(wei)旋(xuan)(xuan)壓(ya)加(jia)(jia)工(gong)(gong)過程提供冷卻(que)條(tiao)件。對于(yu)人工(gong)(gong)旋(xuan)(xuan)壓(ya)成型形(xing)式,附著性強的潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)最理想。對于(yu)動力旋(xuan)(xuan)壓(ya)成型,由于(yu)速(su)度快,加(jia)(jia)工(gong)(gong)量大,冷卻(que)作用就(jiu)顯得更為(wei)重要。通常應避免使用含硫或(huo)氯(lv)的潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji),因為(wei)該潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji)不(bu)(bu)易清(qing)洗,而(er)且對加(jia)(jia)熱后(hou)的不(bu)(bu)銹鋼表(biao)面還會產(chan)生不(bu)(bu)利(li)影響。旋(xuan)(xuan)壓(ya)用潤(run)滑(hua)(hua)劑(ji),參見表(biao)4-6。

2. 應(ying)用實例
對于(yu)較深的工(gong)件來說,采用(yong)動力旋壓(ya)成型方法是比較合適的。下面兩例即可說明這一(yi)點。
①. 圖4-23是(shi)用動力旋壓成(cheng)型方法(fa)生產(chan)缽(bo)的示意圖

該坯料面積為5564.5m㎡,厚度為0.889mm,坯料是從(cong)具有2B表面光(guang)潔(jie)度的10Cr17(430)型不(bu)銹鋼卷板上剪切下來(lai)的。旋(xuan)壓(ya)加工(gong)一(yi)個(ge)缽(bo)需(xu)經四(si)道工(gong)序,其中包(bao)括(kuo)兩道預沖壓(ya)工(gong)序、切邊和壓(ya)印(yin)標(biao)記工(gong)序。
由于(yu)缽邊(bian)部和旋(xuan)壓(ya)(ya)模之間有20°的(de)夾角(jiao),因此用平板(ban)坯料(liao)進行旋(xuan)壓(ya)(ya)時(shi)(shi)可以(yi)一(yi)次(ci)成型。然而如夾角(jiao)為(wei)15°或更小時(shi)(shi),則必須經過兩次(ci)旋(xuan)壓(ya)(ya)才能旋(xuan)壓(ya)(ya)成型為(wei)成品。
過去曾用(yong)深(shen)沖方法(fa)生(sheng)產缽,而現在大多(duo)用(yong)旋壓(ya)成型方法(fa)生(sheng)產。這是因為這種工件的年需(xu)求量太低,如果采(cai)用(yong)深(shen)沖成型,則沖切(qie)模和沖壓(ya)工具的成本(ben)較(jiao)高。
所(suo)用的(de)工具是由工具鋼制作(zuo)的(de)。坯料在旋壓成(cheng)型(xing)前(qian),必須對表面進行處理。
a. 成(cheng)型工序:a.從寬為(wei)219.08mm的鋼(gang)卷上(shang),按長度為(wei)219.08mm的定尺長度下(xia)料;
b. 用一(yi)臺60t沖(chong)壓機將219.08mm 見方的坯料(liao)落料(liao)成圓形毛坯,并預沖(chong)壓成型;
C. 在一臺自動機床上進行動力(li)旋壓(ya)成型;
d. 在另一(yi)個缽進行自動(dong)旋(xuan)壓(ya)時,對(dui)已旋(xuan)壓(ya)完畢的缽進行切邊和(he)壓(ya)印。
②. 雞尾(wei)酒攪拌杯(bei)的旋壓成型。
雞尾酒攪拌(ban)杯過去(qu)曾用五(wu)次(ci)深沖(chong)和一(yi)(yi)次(ci)整(zheng)形(xing)方法來生產,現在改用一(yi)(yi)次(ci)沖(chong)壓和整(zheng)形(xing)預成(cheng)(cheng)型(xing)后(hou)再采用旋壓成(cheng)(cheng)型(xing)的方法,這(zhe)樣可降低加(jia)工成(cheng)(cheng)本(ben)。
旋(xuan)壓成(cheng)型的(de)杯除其強度較高外(wai)(因旋(xuan)壓中的(de)劇(ju)烈冷加工(gong)的(de)作用(yong)),成(cheng)型工(gong)序還減少了中間退火工(gong)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)(ya)和(he)旋(xuan)壓(ya)(ya)這兩種成(cheng)型方法所(suo)用(yong)(yong)鋼卷原料(liao)的厚(hou)度(du)和(he)寬(kuan)度(du)是(shi)不同(tong)的。沖(chong)壓(ya)(ya)杯(bei)所(suo)用(yong)(yong)的原料(liao)厚(hou)度(du)為(wei)0.635mm,寬(kuan)度(du)為(wei)255.59mm,坯(pi)料(liao)直(zhi)徑為(wei) 252.41mm.旋(xuan)壓(ya)(ya)杯(bei)所(suo)用(yong)(yong)的原料(liao)厚(hou)度(du)為(wei)1.575mm,寬(kuan)度(du)為(wei)160.34mm,坯(pi)料(liao)直(zhi)徑為(wei)153.99mm.所(suo)以僅就原料(liao)來說,旋(xuan)壓(ya)(ya)成(cheng)型所(suo)用(yong)(yong)原料(liao)明(ming)顯要比(bi)沖(chong)壓(ya)(ya)成(cheng)型少(shao)得(de)多(duo)。
旋壓杯制造之所以(yi)必須采(cai)用預沖壓成型(xing)工序,這是(shi)因為(wei)該杯壁與軸線幾乎(hu)是(shi)平行的。如果杯壁傾(qing)斜角較(jiao)大(da)(da)(大(da)(da)于15°)時,則可用旋壓成型(xing)方(fang)法(fa),由平板坯料一次成型(xing)為(wei)成品。

表4-8給出(chu)了一(yi)些鋼種旋壓時拉(la)(la)伸(shen)的近似極(ji)限(xian)。該(gai)表適用于厚度為(wei)1.575mm的完全(quan)退(tui)火材料。退(tui)火后的二次拉(la)(la)伸(shen)量比第一(yi)次要(yao)小(xiao)8%,工件各部(bu)位的拉(la)(la)伸(shen)量并不(bu)需要(yao)完全(quan)一(yi)致(zhi),它是根據成型(xing)程度的不(bu)同而變化的。

