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(ya)成(cheng)型(xing)可(ke)以在冷態(tai)下進行,也可(ke)以在熱(re)態(tai)下進行。實際上動(dong)力旋壓(ya)成(cheng)型(xing)時(shi),由于急(ji)劇變形本身(shen)就會產(chan)生很高(gao)的熱(re)量,這就使得旋壓(ya)過程由開始的冷加工逐漸變為(wei)溫加工。


  溫(wen)度高(gao)于(yu)788℃的(de)(de)熱(re)旋(xuan)壓(ya)成型(xing),一般用于(yu)加(jia)工(gong)(gong)厚度為4.763~12.7mm的(de)(de)工(gong)(gong)件(jian)(jian)。在熱(re)旋(xuan)壓(ya)過(guo)程(cheng)中(zhong)必(bi)須(xu)對(dui)溫(wen)度精確加(jia)工(gong)(gong)控制,因(yin)此(ci)用這種方法旋(xuan)壓(ya)加(jia)工(gong)(gong)厚度小于(yu)6.35mm的(de)(de)工(gong)(gong)件(jian)(jian)是(shi)比較困難(nan)的(de)(de)。對(dui)比較厚的(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)工(gong)(gong)件(jian)(jian)而(er)言(yan),則采(cai)用熱(re)旋(xuan)壓(ya)加(jia)工(gong)(gong)將(jiang)和低碳鋼(gang)一樣容易成型(xing)。奧氏體不(bu)銹鋼(gang)采(cai)用動力旋(xuan)壓(ya)成型(xing)的(de)(de)主要問(wen)題(ti)是(shi)工(gong)(gong)件(jian)(jian)邊部容易產(chan)生裂紋。為了防(fang)止裂紋產(chan)生,常常將(jiang)坯料邊緣(yuan)部研磨(mo)的(de)(de)平滑一些,并(bing)留有較大(da)的(de)(de)切(qie)邊余量,這些對(dui)防(fang)止裂紋產(chan)生是(shi)十分(fen)有利的(de)(de)。如(ru)果產(chan)生邊部裂紋,一定要將(jiang)其切(qie)除。另外,使工(gong)(gong)件(jian)(jian)保持較窄凸緣(yuan)的(de)(de)方法也(ye)可(ke)防(fang)止裂紋和扭曲的(de)(de)產(chan)生。


  如果(guo)旋壓(ya)工(gong)件(jian)冷(leng)卻后的尺(chi)寸不符合要求(由于(yu)彈(dan)性后效和熱膨脹(zhang)引起(qi)),而(er)此時的工(gong)件(jian)溫度仍在149℃以上時,可將其退火(huo)再進一步旋壓(ya)加工(gong)至要求的尺(chi)寸。


  動力(li)旋(xuan)壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)時,工件(jian)將會產(chan)生較大的(de)(de)(de)減(jian)薄現象(xiang),如(ru)圖(tu)4-22所示的(de)(de)(de)某深旋(xuan)壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)容(rong)器(qi),其橫斷面就是如(ru)此。在(zai)一次旋(xuan)壓(ya)(ya)加工成(cheng)型(xing)工序中,該容(rong)器(qi)的(de)(de)(de)厚(hou)(hou)度即(ji)由1.905mm減(jian)薄至0.660mm.坯料在(zai)普通的(de)(de)(de)沖壓(ya)(ya)機上沖壓(ya)(ya)成(cheng)直徑152.4mm、深76.2mm的(de)(de)(de)半成(cheng)品杯,容(rong)器(qi)的(de)(de)(de)頂(ding)部要比(bi)側壁厚(hou)(hou)一些。雖(sui)然(ran)邊緣的(de)(de)(de)增厚(hou)(hou)現象(xiang)發(fa)生在(zai)沖壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)過程中,但是旋(xuan)壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)時由于(yu)該區域基本上未發(fa)生變形,所以比(bi)旋(xuan)壓(ya)(ya)處仍(reng)然(ran)較厚(hou)(hou)。


圖 22.jpg


 動力旋壓(ya)成(cheng)(cheng)型工(gong)件(jian)的表(biao)面(mian)是(shi)比(bi)較粗糙的,因此需要對工(gong)件(jian)進行大量的精整加工(gong)使其表(biao)面(mian)光滑發亮。旋壓(ya)成(cheng)(cheng)型工(gong)件(jian)表(biao)面(mian)粗糙的原因是(shi)由于壓(ya)輥接觸金屬轉動時會(hui)在(zai)工(gong)件(jian)表(biao)面(mian)上留下螺旋形槽痕。除此缺點以外(wai),動力旋壓(ya)成(cheng)(cheng)型則是(shi)不銹鋼工(gong)件(jian)成(cheng)(cheng)型的一(yi)種最佳方法(fa)。


1. 潤滑


 旋(xuan)(xuan)(xuan)壓(ya)成(cheng)型(xing)使(shi)用(yong)潤(run)(run)滑劑(ji)(ji)的目的是為了(le)盡可(ke)能減(jian)少黏結和(he)工具滯動,同(tong)時也(ye)為旋(xuan)(xuan)(xuan)壓(ya)加工過程(cheng)提供(gong)冷卻條(tiao)件。對(dui)于(yu)人工旋(xuan)(xuan)(xuan)壓(ya)成(cheng)型(xing)形式(shi),附著(zhu)性強的潤(run)(run)滑劑(ji)(ji)最(zui)理想。對(dui)于(yu)動力(li)旋(xuan)(xuan)(xuan)壓(ya)成(cheng)型(xing),由于(yu)速度快,加工量大,冷卻作用(yong)就(jiu)顯得更為重要。通常應避免使(shi)用(yong)含硫(liu)或氯的潤(run)(run)滑劑(ji)(ji),因為該潤(run)(run)滑劑(ji)(ji)不易清洗(xi),而且對(dui)加熱后的不銹(xiu)鋼表面還(huan)會(hui)產生不利影響。旋(xuan)(xuan)(xuan)壓(ya)用(yong)潤(run)(run)滑劑(ji)(ji),參見表4-6。


表 6.jpg


2. 應用實例


 對于較(jiao)深的(de)工件(jian)來說,采用動力旋壓(ya)成(cheng)型方法(fa)是比較(jiao)合(he)適的(de)。下面(mian)兩例即可說明這一點。


  ①. 圖4-23是用動(dong)力(li)旋壓成型方法(fa)生產(chan)缽的示意圖


圖 23.jpg


  該坯(pi)料面積為5564.5m㎡,厚度為0.889mm,坯(pi)料是從具有2B表面光潔(jie)度的10Cr17(430)型不銹鋼卷(juan)板上剪(jian)切(qie)下(xia)來的。旋壓(ya)加工(gong)一個(ge)缽需經(jing)四道工(gong)序,其中包括兩道預沖壓(ya)工(gong)序、切(qie)邊和壓(ya)印標記(ji)工(gong)序。


 由于缽邊部和旋(xuan)壓(ya)模之間(jian)有(you)20°的夾角,因此(ci)用平板坯料進行旋(xuan)壓(ya)時可以一次成型(xing)。然而如(ru)夾角為15°或(huo)更小時,則(ze)必(bi)須經過兩次旋(xuan)壓(ya)才能旋(xuan)壓(ya)成型(xing)為成品。


 過去(qu)曾用深沖(chong)方法生產缽(bo),而(er)現在(zai)大(da)多(duo)用旋壓成型方法生產。這是因為這種工(gong)件的年需求量太低,如(ru)果采(cai)用深沖(chong)成型,則沖(chong)切模和沖(chong)壓工(gong)具的成本較高。


 所用的工具是(shi)由工具鋼制作的。坯料在旋壓成型(xing)前,必須對表面進行處(chu)理。


 a. 成型工(gong)序:a.從寬為219.08mm的鋼(gang)卷(juan)上,按長度為219.08mm的定尺長度下(xia)料;


 b. 用(yong)一臺60t沖壓機將(jiang)219.08mm 見方的坯(pi)料(liao)落料(liao)成圓形毛坯(pi),并預沖壓成型;


C. 在一臺(tai)自動機床(chuang)上進行動力(li)旋壓成型;


d. 在另一個(ge)缽進行自動(dong)旋壓時,對已旋壓完(wan)畢的(de)缽進行切(qie)邊和(he)壓印。


②. 雞尾酒攪拌(ban)杯的旋壓(ya)成型。


雞尾酒攪拌杯(bei)過(guo)去曾用五(wu)次(ci)深沖(chong)和(he)一(yi)次(ci)整(zheng)形(xing)方(fang)法來生產,現在改用一(yi)次(ci)沖(chong)壓(ya)和(he)整(zheng)形(xing)預成型后再(zai)采用旋壓(ya)成型的方(fang)法,這(zhe)樣可降低加工成本。


旋壓(ya)成型的(de)(de)杯除其強度較(jiao)高外(因旋壓(ya)中的(de)(de)劇烈冷加(jia)工的(de)(de)作用(yong)),成型工序(xu)還減少(shao)了中間退火工序(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。


 沖壓和(he)旋(xuan)壓這兩(liang)種成(cheng)型(xing)方法所用(yong)鋼(gang)卷原(yuan)(yuan)料(liao)的(de)厚度和(he)寬度是不同的(de)。沖壓杯(bei)所用(yong)的(de)原(yuan)(yuan)料(liao)厚度為(wei)0.635mm,寬度為(wei)255.59mm,坯料(liao)直徑為(wei) 252.41mm.旋(xuan)壓杯(bei)所用(yong)的(de)原(yuan)(yuan)料(liao)厚度為(wei)1.575mm,寬度為(wei)160.34mm,坯料(liao)直徑為(wei)153.99mm.所以僅就原(yuan)(yuan)料(liao)來說,旋(xuan)壓成(cheng)型(xing)所用(yong)原(yuan)(yuan)料(liao)明(ming)顯要比沖壓成(cheng)型(xing)少得(de)多。


 旋壓杯(bei)制造之所以必須(xu)采用(yong)預沖(chong)壓成型工(gong)序,這是因(yin)為該杯(bei)壁與軸(zhou)線幾乎是平(ping)行的。如(ru)果杯(bei)壁傾(qing)斜角較大(大于15°)時(shi),則可用(yong)旋壓成型方法,由平(ping)板坯料一(yi)次成型為成品。


表 8.jpg


表4-8給出了一些鋼種旋壓(ya)時拉(la)伸(shen)的(de)(de)近似極限。該表適用于厚度為(wei)1.575mm的(de)(de)完(wan)全退火材料。退火后的(de)(de)二次拉(la)伸(shen)量比(bi)第(di)一次要(yao)小8%,工件各部位的(de)(de)拉(la)伸(shen)量并(bing)不需要(yao)完(wan)全一致,它(ta)是根(gen)據成型程度的(de)(de)不同而(er)變化的(de)(de)。