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(zai)冷態下進(jin)行,也(ye)可以(yi)在(zai)熱(re)態下進(jin)行。實際(ji)上動力(li)旋壓成型時(shi),由于急劇變形本身就(jiu)會產生很高的熱(re)量,這就(jiu)使得旋壓過(guo)程(cheng)由開始(shi)的冷加(jia)工逐漸變為溫加(jia)工。
溫(wen)度(du)高(gao)于788℃的(de)(de)熱(re)旋(xuan)(xuan)壓成(cheng)型(xing),一(yi)般用于加(jia)工(gong)厚度(du)為(wei)4.763~12.7mm的(de)(de)工(gong)件(jian)。在熱(re)旋(xuan)(xuan)壓過程中(zhong)必須(xu)對溫(wen)度(du)精確加(jia)工(gong)控(kong)制,因(yin)此(ci)用這(zhe)種方法(fa)旋(xuan)(xuan)壓加(jia)工(gong)厚度(du)小于6.35mm的(de)(de)工(gong)件(jian)是(shi)(shi)比(bi)較(jiao)困(kun)難的(de)(de)。對比(bi)較(jiao)厚的(de)(de)不(bu)銹鋼工(gong)件(jian)而言(yan),則采用熱(re)旋(xuan)(xuan)壓加(jia)工(gong)將(jiang)和低碳鋼一(yi)樣容(rong)易(yi)成(cheng)型(xing)。奧氏體(ti)不(bu)銹鋼采用動力旋(xuan)(xuan)壓成(cheng)型(xing)的(de)(de)主要問題是(shi)(shi)工(gong)件(jian)邊部(bu)容(rong)易(yi)產生(sheng)裂紋。為(wei)了防(fang)止(zhi)裂紋產生(sheng),常常將(jiang)坯料邊緣(yuan)部(bu)研磨的(de)(de)平(ping)滑(hua)一(yi)些(xie),并留有較(jiao)大的(de)(de)切邊余量,這(zhe)些(xie)對防(fang)止(zhi)裂紋產生(sheng)是(shi)(shi)十分(fen)有利(li)的(de)(de)。如果(guo)產生(sheng)邊部(bu)裂紋,一(yi)定(ding)要將(jiang)其切除。另外,使工(gong)件(jian)保持較(jiao)窄凸緣(yuan)的(de)(de)方法(fa)也可防(fang)止(zhi)裂紋和扭曲的(de)(de)產生(sheng)。
如果旋壓工(gong)件冷卻(que)后的(de)(de)尺寸(cun)不符合要求(qiu)(由于(yu)彈性后效(xiao)和熱膨(peng)脹引起),而(er)此時的(de)(de)工(gong)件溫(wen)度仍(reng)在149℃以(yi)上時,可(ke)將其退火再進一步旋壓加工(gong)至要求(qiu)的(de)(de)尺寸(cun)。
動力旋(xuan)壓(ya)成(cheng)型(xing)時,工(gong)件將會產(chan)生(sheng)較大(da)的(de)(de)減薄(bo)(bo)現象,如圖4-22所示(shi)的(de)(de)某(mou)深(shen)(shen)旋(xuan)壓(ya)成(cheng)型(xing)容器(qi),其橫(heng)斷面就是如此。在(zai)一(yi)次旋(xuan)壓(ya)加工(gong)成(cheng)型(xing)工(gong)序(xu)中,該容器(qi)的(de)(de)厚(hou)度即由1.905mm減薄(bo)(bo)至0.660mm.坯料在(zai)普通的(de)(de)沖壓(ya)機上沖壓(ya)成(cheng)直徑152.4mm、深(shen)(shen)76.2mm的(de)(de)半成(cheng)品杯,容器(qi)的(de)(de)頂(ding)部要比(bi)側壁厚(hou)一(yi)些。雖然(ran)邊緣(yuan)的(de)(de)增厚(hou)現象發生(sheng)在(zai)沖壓(ya)成(cheng)型(xing)過程中,但是旋(xuan)壓(ya)成(cheng)型(xing)時由于該區域基(ji)本上未(wei)發生(sheng)變形,所以(yi)比(bi)旋(xuan)壓(ya)處仍然(ran)較厚(hou)。

動(dong)力旋(xuan)壓(ya)成(cheng)型(xing)工(gong)件的(de)表(biao)面(mian)是(shi)比較(jiao)粗(cu)糙(cao)的(de),因此(ci)需要對工(gong)件進行大(da)量的(de)精整加工(gong)使其表(biao)面(mian)光(guang)滑發亮。旋(xuan)壓(ya)成(cheng)型(xing)工(gong)件表(biao)面(mian)粗(cu)糙(cao)的(de)原因是(shi)由于壓(ya)輥接觸金屬(shu)轉動(dong)時會在工(gong)件表(biao)面(mian)上(shang)留下螺旋(xuan)形(xing)槽(cao)痕。除此(ci)缺點以外(wai),動(dong)力旋(xuan)壓(ya)成(cheng)型(xing)則是(shi)不銹(xiu)鋼(gang)工(gong)件成(cheng)型(xing)的(de)一種最佳方(fang)法(fa)。
1. 潤滑
旋(xuan)壓成型(xing)使用(yong)潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji)的(de)目(mu)的(de)是為(wei)(wei)了盡可能減少黏結和工具滯動,同(tong)時也為(wei)(wei)旋(xuan)壓加(jia)工過程提供(gong)冷(leng)卻(que)條件。對(dui)于(yu)人工旋(xuan)壓成型(xing)形式,附著性強的(de)潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji)最(zui)理想。對(dui)于(yu)動力旋(xuan)壓成型(xing),由于(yu)速度快(kuai),加(jia)工量大(da),冷(leng)卻(que)作(zuo)用(yong)就顯得更為(wei)(wei)重(zhong)要。通(tong)常應(ying)避免使用(yong)含硫(liu)或(huo)氯的(de)潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji),因為(wei)(wei)該潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji)不(bu)易清洗(xi),而且對(dui)加(jia)熱后的(de)不(bu)銹鋼表面(mian)還會產生不(bu)利影響。旋(xuan)壓用(yong)潤(run)滑(hua)劑(ji)(ji),參見(jian)表4-6。

2. 應(ying)用實例
對于較(jiao)深的工件來說(shuo),采用動(dong)力旋(xuan)壓成型方(fang)法是比較(jiao)合適的。下面兩例即(ji)可說(shuo)明這一(yi)點。
①. 圖4-23是用動力旋(xuan)壓(ya)成型方(fang)法生產缽的示意圖

該(gai)坯料(liao)面積為(wei)5564.5m㎡,厚度為(wei)0.889mm,坯料(liao)是從具有2B表面光潔度的(de)10Cr17(430)型不銹(xiu)鋼卷(juan)板(ban)上剪切(qie)(qie)下(xia)來的(de)。旋壓加工一(yi)個缽需經四道工序,其中包括兩道預沖壓工序、切(qie)(qie)邊和壓印標記(ji)工序。
由于缽邊部和旋(xuan)壓模(mo)之(zhi)間有20°的夾角,因此用平板坯料進行(xing)旋(xuan)壓時可以(yi)一次成(cheng)(cheng)型(xing)。然而如夾角為15°或更小時,則(ze)必須(xu)經過兩次旋(xuan)壓才能(neng)旋(xuan)壓成(cheng)(cheng)型(xing)為成(cheng)(cheng)品(pin)。
過去曾用(yong)(yong)深沖方(fang)法生產缽,而現在大多用(yong)(yong)旋壓成(cheng)型方(fang)法生產。這是因為這種工件的(de)年需(xu)求量太低,如果采用(yong)(yong)深沖成(cheng)型,則(ze)沖切模和沖壓工具(ju)的(de)成(cheng)本較高。
所用(yong)的(de)工具(ju)是由工具(ju)鋼制作(zuo)的(de)。坯(pi)料在旋壓成型(xing)前,必須對表面進行處理。
a. 成型工序:a.從寬為219.08mm的鋼卷上,按長度為219.08mm的定尺長度下料(liao);
b. 用一臺60t沖(chong)壓(ya)(ya)機將219.08mm 見方的坯料落料成圓形毛(mao)坯,并預沖(chong)壓(ya)(ya)成型(xing);
C. 在一臺自(zi)動(dong)機床(chuang)上進行動(dong)力(li)旋壓成型;
d. 在另一個缽(bo)進行自動旋壓(ya)(ya)時,對已旋壓(ya)(ya)完畢的缽(bo)進行切邊(bian)和(he)壓(ya)(ya)印。
②. 雞尾酒攪拌杯(bei)的旋壓成型。
雞(ji)尾酒攪拌(ban)杯過(guo)去曾用(yong)五(wu)次深沖和一(yi)次整形方法來生產,現(xian)在改用(yong)一(yi)次沖壓(ya)和整形預(yu)成型(xing)(xing)后(hou)再(zai)采(cai)用(yong)旋壓(ya)成型(xing)(xing)的方法,這(zhe)樣(yang)可降(jiang)低加工成本(ben)。
旋壓成型(xing)的(de)杯除其(qi)強度較高(gao)外(因旋壓中的(de)劇烈冷加工的(de)作用(yong)),成型(xing)工序(xu)還減少了中間退火(huo)工序(xu)。
當這種杯子用12Cr18Ni9(302不銹(xiu)鋼)沖壓而成時,表面具有2B光潔度。
沖(chong)壓和旋壓這兩種(zhong)成型方法所用(yong)(yong)鋼卷原(yuan)(yuan)料(liao)的厚度(du)和寬度(du)是(shi)不同的。沖(chong)壓杯所用(yong)(yong)的原(yuan)(yuan)料(liao)厚度(du)為(wei)0.635mm,寬度(du)為(wei)255.59mm,坯料(liao)直(zhi)徑(jing)為(wei) 252.41mm.旋壓杯所用(yong)(yong)的原(yuan)(yuan)料(liao)厚度(du)為(wei)1.575mm,寬度(du)為(wei)160.34mm,坯料(liao)直(zhi)徑(jing)為(wei)153.99mm.所以僅就原(yuan)(yuan)料(liao)來說,旋壓成型所用(yong)(yong)原(yuan)(yuan)料(liao)明顯要比沖(chong)壓成型少得多(duo)。
旋(xuan)壓杯(bei)制造之所以(yi)必須(xu)采用預沖壓成(cheng)型工序,這是因為該杯(bei)壁與軸線幾乎是平行(xing)的。如果杯(bei)壁傾斜角(jiao)較(jiao)大(大于(yu)15°)時,則可用旋(xuan)壓成(cheng)型方法,由平板坯(pi)料一次成(cheng)型為成(cheng)品。

表4-8給出了一些鋼種旋(xuan)壓時(shi)拉伸的(de)近似(si)極限。該(gai)表適用(yong)于厚(hou)度為1.575mm的(de)完(wan)全退火材料。退火后的(de)二次拉伸量比(bi)第(di)一次要小8%,工(gong)件各部(bu)位的(de)拉伸量并不需要完(wan)全一致,它是根(gen)據成型程度的(de)不同而(er)變化的(de)。

