不銹鋼薄(bo)板(ban)的成(cheng)形工(gong)(gong)藝(yi)(yi)和其他(ta)金屬薄(bo)板(ban)成(cheng)形工(gong)(gong)藝(yi)(yi)一樣,包括沖(chong)(chong)壓(ya)(沖(chong)(chong)裁、彎曲、拉深(shen)等)、脹(zhang)形、翻邊、擴孔、局部成(cheng)形、旋壓(ya)、旋薄(bo)和冷彎成(cheng)形等基(ji)本成(cheng)形工(gong)(gong)藝(yi)(yi)。沖(chong)(chong)壓(ya)成(cheng)形是板(ban)材成(cheng)形最基(ji)本的工(gong)(gong)藝(yi)(yi)過程(cheng)。
1. 沖壓成形(xing)
沖壓(ya)成(cheng)形(xing)是把平板凸緣(yuan)拉入凹模孔(kong)內而形(xing)成(cheng)直壁的加工方法(fa)。
凸(tu)緣的流入(ru),隨著凹模孔輪廓形狀(zhuang)的變形狀(zhuang)態不同,可分(fen)為壓(ya)縮凸(tu)緣流入(ru)、平行凸(tu)緣流入(ru)、伸(shen)長凸(tu)緣流入(ru)三類,見圖(tu)5-6。

由(you)于拉深零件的形(xing)狀尺(chi)寸(cun)不同(tong),毛坯(pi)在變(bian)形(xing)過程中的應力應變(bian)分布也不一樣。
在沖(chong)壓過程中,金屬(shu)薄(bo)板(ban)的(de)邊部由(you)壓邊圈夾持,由(you)凸模(mo)和(he)凹(ao)模(mo)的(de)共同作用,使薄(bo)板(ban)板(ban)料(liao)(liao)向(xiang)凹(ao)模(mo)移動產生塑性變形,將平板(ban)加工(gong)成所需形狀(zhuang)的(de)零件。金屬(shu)板(ban)料(liao)(liao)向(xiang)凹(ao)模(mo)的(de)移動量由(you)壓邊圈之間的(de)壓力大(da)小所控制。
實際(ji)零(ling)件的(de)沖(chong)壓(ya)過(guo)程就其成形方式而言可(ke)能(neng)是多種方式的(de)組(zu)合。為(wei)此(ci),可(ke)以將復雜(za)零(ling)件的(de)壓(ya)過(guo)程按(an)不(bu)同區域的(de)成形方式進行分(fen)(fen)解。基本的(de)加工方式可(ke)以分(fen)(fen)為(wei)以下(xia)幾點。
a. 沖(chong)裁(剪(jian)切(qie)過程)
將薄板(ban)切(qie)成毛料(liao)或(huo)零件(jian)。
對(dui)沖裁(cai)件質量的影響因(yin)素有:沖剪方向;下(xia)料方式(shi);毛料形狀(zhuang)設計和(he)切刃狀(zhuang)態等。
b. 彎曲(qu)
彎(wan)曲的要點(dian)包括:變(bian)形區域性-彎(wan)曲軸線;邊(bian)部彎(wan)轉-空間;彎(wan)曲區應變(bian)沿(yan)厚(hou)度方(fang)向不(bu)均勻分布(應變(bian)梯度);和彎(wan)曲方(fang)向(沿(yan)軋(ya)向“弱線”),通(tong)常變(bian)曲軸垂(chui)直軋(ya)制方(fang)向。
影響彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)應變量的主要因素有彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)半徑與板厚之比值及彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)件彎(wan)(wan)曲(qu)(qu)成形時,外區受(shou)拉而內(nei)區受(shou)壓,卸載后這些(xie)應力(li)導致回彈。
彎曲-變(bian)直過程中最(zui)終(zhong)變(bian)形為0,但實際應變(bian)為加倍,即先(xian)拉后(hou)壓。
c. 拉深
拉深是使板料(liao)或者(zhe)半成品在(zai)拉深模具內(nei),將其成形為中空工件的工序。
①. 拉深過程
坯(pi)(pi)料(liao)在拉(la)深(shen)(shen)模(mo)凸模(mo)的(de)作用下,逐漸被壓入凹模(mo)內(nei),在此過程中(zhong)坯(pi)(pi)料(liao)發生很大的(de)塑性變形(xing)(xing),而形(xing)(xing)成(cheng)中(zhong)空的(de)拉(la)深(shen)(shen)件(jian)。拉(la)深(shen)(shen)件(jian)的(de)底部一般(ban)不(bu)變形(xing)(xing),只起傳遞拉(la)力(li)(li)的(de)作用,厚度(du)(du)(du)(du)基(ji)本不(bu)變。拉(la)深(shen)(shen)件(jian)的(de)直壁(bi)主要受拉(la)力(li)(li)作用,厚度(du)(du)(du)(du)減小。而直壁(bi)與底之(zhi)間(jian)的(de)過渡圓角處被拉(la)薄(bo)的(de)程度(du)(du)(du)(du)最(zui)為嚴重。拉(la)深(shen)(shen)件(jian)的(de)法蘭部位切向受壓應(ying)力(li)(li)作用,厚度(du)(du)(du)(du)有所增大。
②. 拉深過程的(de)工藝(yi)要點
在拉(la)(la)(la)(la)(la)深(shen)(shen)(shen)過(guo)(guo)程中(zhong),拉(la)(la)(la)(la)(la)深(shen)(shen)(shen)件(jian)起(qi)皺(zhou)和(he)拉(la)(la)(la)(la)(la)裂是最常(chang)見(jian)的(de)(de)質量問題。為(wei)了防止拉(la)(la)(la)(la)(la)深(shen)(shen)(shen)件(jian)出現起(qi)皺(zhou),在拉(la)(la)(la)(la)(la)深(shen)(shen)(shen)過(guo)(guo)程中(zhong)需用壓(ya)環施加以(yi)適當的(de)(de)壓(ya)力將坯(pi)料壓(ya)住(zhu),見(jian)圖5-7。為(wei)了防止拉(la)(la)(la)(la)(la)深(shen)(shen)(shen)件(jian)被(bei)拉(la)(la)(la)(la)(la)裂,除了將拉(la)(la)(la)(la)(la)深(shen)(shen)(shen)模的(de)(de)邊緣作成圓(yuan)角和(he)采用合理(li)的(de)(de)模具間(jian)隙值外,還(huan)要(yao)根據材料的(de)(de)塑(su)性來選用合理(li)的(de)(de)拉(la)(la)(la)(la)(la)深(shen)(shen)(shen)系(xi)(xi)數(shu)。拉(la)(la)(la)(la)(la)深(shen)(shen)(shen)系(xi)(xi)數(shu)是指拉(la)(la)(la)(la)(la)深(shen)(shen)(shen)件(jian)直徑(jing)(jing)與坯(pi)料直徑(jing)(jing)之比,該(gai)系(xi)(xi)數(shu)值總(zong)是小于1。拉(la)(la)(la)(la)(la)深(shen)(shen)(shen)系(xi)(xi)數(shu)值越小,變形程度越大(da),可拉(la)(la)(la)(la)(la)深(shen)(shen)(shen)的(de)(de)次(ci)(ci)數(shu)越少(shao),反之則(ze)需經過(guo)(guo)多(duo)(duo)次(ci)(ci)拉(la)(la)(la)(la)(la)深(shen)(shen)(shen)方能完成。拉(la)(la)(la)(la)(la)深(shen)(shen)(shen)系(xi)(xi)數(shu)的(de)(de)大(da)小,一(yi)般為(wei)0.5~0.8。在多(duo)(duo)次(ci)(ci)拉(la)(la)(la)(la)(la)深(shen)(shen)(shen)過(guo)(guo)程中(zhong),拉(la)(la)(la)(la)(la)深(shen)(shen)(shen)件(jian)往往需要(yao)進行(xing)中(zhong)間(jian)退火(再經晶退火)以(yi)消除前幾次(ci)(ci)拉(la)(la)(la)(la)(la)深(shen)(shen)(shen)變形中(zhong)所(suo)產生的(de)(de)冷加工硬化,為(wei)隨后的(de)(de)拉(la)(la)(la)(la)(la)深(shen)(shen)(shen)過(guo)(guo)程的(de)(de)順利進行(xing)做(zuo)準備。

2. 脹形
脹(zhang)形又稱拉脹(zhang)是利(li)用模具使(shi)板(ban)料拉伸變薄局部(bu)表面積(ji)增大(da)以獲得零件的(de)加工方法。常用的(de)有(you)圓柱形(或管(guan)形)毛坯(pi)的(de)脹(zhang)形及平板(ban)毛坯(pi)的(de)拉張成形等。
脹形(xing)可(ke)采用不同的(de)方法來(lai)實現,如剛模脹形(xing)、橡(xiang)皮脹形(xing)和液壓脹形(xing)等(deng)。
圓(yuan)柱形空心坯(pi)料的脹形是依靠材料的拉伸,將直徑較小的空心零件或管毛(mao)坯(pi),在(zai)半徑方向(xiang)上(shang)向(xiang)外擴張(zhang)的方法。脹形一般(ban)要用可分(fen)式凹模,其(qi)凸(tu)模形式有:橡皮(或聚氨酯)凸(tu)模(圖(tu)5-8);分(fen)塊式凸(tu)模,由楔狀心塊將其(qi)分(fen)開(圖(tu)5-9);用液(ye)(ye)體(ti)作為凸(tu)模(圖(tu)5-10),這種方法有的可以直接將液(ye)(ye)體(ti)倒入毛(mao)坯(pi)內,但此法操作不便且生產率低,有的可用裝(zhuang)在(zai)凸(tu)模上(shang)充(chong)滿(man)液(ye)(ye)體(ti)的橡皮囊(nang)上(shang)。

3. 旋(xuan)壓
旋(xuan)壓是一種歷史悠久(jiu)的工(gong)藝方法,我國在10世紀就有了這種成形(xing)方法,以后于14世紀才傳入(ru)歐(ou)洲。旋(xuan)壓成形(xing)方法可(ke)制造(zao)各種不同形(xing)狀(zhuang)的旋(xuan)轉面零件,如發(fa)動機罩、螺旋(xuan)槳(jiang)槳(jiang)帽(mao)等(圖5-11)。
a. 旋壓工藝(yi)原理
旋(xuan)(xuan)壓(ya)用的機床(chuang)類似于車床(chuang)或(huo)由車床(chuang)改裝而成(cheng),但最新發展有數控(kong)旋(xuan)(xuan)壓(ya)床(chuang)。旋(xuan)(xuan)壓(ya)床(chuang)的工(gong)作(zuo)原理如圖5-12所示(shi)。用機床(chuang)尾(wei)頂座工(gong)通過(guo)頂塊(kuai)3將平(ping)板毛(mao)坯(pi)1壓(ya)緊于旋(xuan)(xuan)壓(ya)模(mo)(mo)4上(shang),毛(mao)坯(pi)連同模(mo)(mo)具一起旋(xuan)(xuan)轉,操作(zuo)者(zhe)用手操作(zuo)旋(xuan)(xuan)壓(ya)棒(bang),將毛(mao)坯(pi)順次壓(ya)向(xiang)(xiang)旋(xuan)(xuan)壓(ya)模(mo)(mo),這時(shi)毛(mao)坯(pi)發生周(zhou)向(xiang)(xiang)收(shou)縮,徑向(xiang)(xiang)延伸變(bian)形。
b. 旋壓注意事(shi)項
旋壓過程主(zhu)要問題是起(qi)皺和局(ju)部變(bian)薄(bo)以及拉裂。如圖5-12所(suo)示的(de)(de)(de)旋壓壓延(yan)過程,凸緣(yuan)周邊起(qi)皺決定(ding)于收縮變(bian)形程度(即(ji)零件直徑(jing)和毛(mao)坯(pi)直徑(jing)之比(bi)值(zhi)),毛(mao)坯(pi)的(de)(de)(de)穩(wen)(wen)定(ding)性,如to/D。。數值(zhi)(坯(pi)料(liao)厚度/坯(pi)料(liao)直徑(jing)),毛(mao)壞(huai)轉速以及操作者的(de)(de)(de)經驗(yan)。提高毛(mao)坯(pi)的(de)(de)(de)轉速會(hui)增加(jia)毛(mao)坯(pi)凸緣(yuan)的(de)(de)(de)穩(wen)(wen)定(ding)性,但由手(shou)工操作不(bu)能(neng)保(bao)證均勻的(de)(de)(de)縱向送進,會(hui)造(zao)成局(ju)部過度碾薄(bo),一(yi)般工廠所(suo)用(yong)的(de)(de)(de)轉速多在(zai)200~600r/min的(de)(de)(de)范圍內。為了防止起(qi)皺和旋壓模圓角處(chu)材(cai)料(liao)變(bian)薄或拉裂,操(cao)作(zuo)應按如下順序進行:首次操(cao)作(zuo)時將(jiang)(jiang)凸(tu)模(mo)圓角處(chu)材(cai)料(liao)趕形(xing)(xing)(xing)貼(tie)模(mo)形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)帽形(xing)(xing)(xing)件(jian)(jian);第(di)(di)二步(bu)操(cao)作(zuo)時將(jiang)(jiang)帽形(xing)(xing)(xing)件(jian)(jian)凸(tu)緣趕形(xing)(xing)(xing)成(cheng)(cheng)圓錐面以增加這(zhe)部分材(cai)料(liao)的剛(gang)度,起(qi)防皺作(zuo)用;第(di)(di)三步(bu)操(cao)作(zuo)是旋(xuan)(xuan)壓(ya)棒從(cong)毛坯周邊向凸(tu)模(mo)圓角處(chu)趕并使(shi)毛坯向凸(tu)模(mo)靠攏(long)。以后的操(cao)作(zuo)是重復上述二、三步(bu)驟(zou)。逐步(bu)地將(jiang)(jiang)材(cai)料(liao)旋(xuan)(xuan)壓(ya)貼(tie)模(mo)為止(zhi),最后再加以修(xiu)整趕形(xing)(xing)(xing)和(he)零件(jian)(jian)切邊。因為旋(xuan)(xuan)壓(ya)過程變(bian)形(xing)(xing)(xing)情(qing)況極其復雜,多半又是手工操(cao)作(zuo),故成(cheng)(cheng)形(xing)(xing)(xing)之成(cheng)(cheng)敗與操(cao)作(zuo)者的經驗很有關系。
旋壓還可用于進(jin)行縮口、卷邊、擴口等項工作。

c. 旋壓的(de)優缺點
旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)的(de)缺(que)點是零件(jian)(jian)變薄量(liang)較(jiao)(jiao)大,勞動(dong)強度較(jiao)(jiao)大,要求技術水平較(jiao)(jiao)高而勞動(dong)生產率低(di)等。旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)工(gong)(gong)作雖有這些(xie)缺(que)點,但是由于(yu)旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)模具簡單,特別能適應于(yu)加工(gong)(gong)某些(xie)比較(jiao)(jiao)復雜的(de)旋(xuan)(xuan)轉面零件(jian)(jian),所以至今還(huan)是航空(kong)工(gong)(gong)業(ye)中不(bu)可缺(que)少的(de)工(gong)(gong)藝方法(fa)。旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)設備的(de)改進(jin)和旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)過程的(de)自動(dong)化(hua)能夠克(ke)服(fu)上(shang)述(shu)的(de)主要缺(que)點并(bing)且(qie)使旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)工(gong)(gong)藝得(de)到新的(de)發展。
d. 旋壓(ya)模
旋壓模一般用鑄(zhu)鐵、鋼和銅合(he)金制造(zao)。有時在試(shi)制時,也可(ke)用硬木制造(zao)。旋壓模按反切內樣(yang)板加工,零件按反切外樣(yang)板檢(jian)驗。
對于(yu)變形程度較(jiao)大零(ling)件可用一(yi)套模具經(jing)(jing)多(duo)次成形并(bing)經(jing)(jing)中間退火工(gong)序,有時還(huan)可增加(jia)模具套數,即(ji)采用中間過(guo)渡模等方法解決。
4. 翻邊與翻孔
翻(fan)(fan)邊與翻(fan)(fan)孔(kong)(kong)是彎(wan)(wan)曲的變(bian)種,它沿(yan)(yan)彎(wan)(wan)曲線(xian)(xian)方(fang)向應變(bian)不相等(deng)。沿(yan)(yan)曲線(xian)(xian)為壓應變(bian)時稱(cheng)收縮翻(fan)(fan)邊;沿(yan)(yan)彎(wan)(wan)曲線(xian)(xian)為拉應變(bian)時稱(cheng)拉伸翻(fan)(fan)邊。彎(wan)(wan)曲線(xian)(xian)為圓周的拉伸翻(fan)(fan)邊即變(bian)為擴孔(kong)(kong)。
5. 局部成形
局(ju)部(bu)成(cheng)形包括壓花(hua)與(yu)壓印等。壓花(hua)產生于局(ju)部(bu)區域,包括筋紋(wen),鼓包、裝(zhuang)飾牌照等。其特點是只(zhi)產生金屬(shu)移動。壓印則產生厚度變化而拼成(cheng)圖案(如制幣)。

