在人(ren)工(gong)(gong)旋壓(ya)成型(xing)過程中(zhong),產(chan)生的減薄量(liang)(liang)與成型(xing)變形量(liang)(liang)有關。人(ren)工(gong)(gong)旋壓(ya)件(jian)的斷面減薄至如圖(tu)(tu)4-20所示的那種程度時,工(gong)(gong)件(jian)常會產(chan)生開裂現象。其(qi)原因是由于加(jia)工(gong)(gong)量(liang)(liang)過大,而且中(zhong)心區(qu)的加(jia)工(gong)(gong)硬(ying)化程度超(chao)過材料的承受(shou)能力,因而導致工(gong)(gong)件(jian)開裂。如果在旋壓(ya)成型(xing)之前(qian),工(gong)(gong)件(jian)在沖(chong)壓(ya)機上沖(chong)壓(ya)成類(lei)似半球形杯(bei)體再旋壓(ya)出變化劇烈的喇叭(ba)形寬邊(見圖(tu)(tu)4-20),旋壓(ya)會容易一些。

下面介紹10Cr18Ni12(305)型不銹(xiu)鋼的旋壓成型。
材質為(wei)10Cr18Ni12(305)型(xing)不(bu)銹(xiu)鋼的(de)錐(zhui)形體的(de)4次(ci)人工(gong)旋壓成(cheng)型(xing),如圖4-20所示。直徑為(wei)366.6mm的(de)錐(zhui)形體是經一(yi)道預沖壓成(cheng)型(xing)和4道人工(gong)旋壓成(cheng)型(xing)而(er)完成(cheng)的(de)。該工(gong)件所使用的(de)坯料厚度(du)為(wei)0.940mm、直徑為(wei)406.4mm的(de)10Cr18Ni12(305)型(xing)不(bu)銹(xiu)鋼,這種不(bu)銹(xiu)鋼坯料可具有(you)2D(薄板)表面或1號(帶鋼)表面光(guang)潔度(du)。該工(gong)件也可用其他型(xing)號的(de)奧氏體不(bu)銹(xiu)鋼來生產(chan),但是其每道工(gong)序的(de)變形量隨(sui)著加工(gong)硬化程度(du)的(de)提高而(er)降低(di)。
如圖4-20所(suo)示,旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)成(cheng)型所(suo)用(yong)的(de)(de)型芯是(shi)用(yong)木材或鋼做成(cheng)的(de)(de),旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)成(cheng)型輥則是(shi)用(yong)淬(cui)火鋼材制成(cheng)的(de)(de)。在第一次(ci)旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya)成(cheng)型時,壓(ya)(ya)力作用(yong)在整(zheng)個坯(pi)(pi)料上。在其他三(san)次(ci)加工中,壞料邊緣不進行(xing)旋(xuan)(xuan)壓(ya)(ya),這就會引(yin)起(qi)毛坯(pi)(pi)邊部增(zeng)厚至1.778mm,同時希望所(suo)得到的(de)(de)工件外(wai)形(xing)錐形(xing)體中部的(de)(de)減薄量(liang)最大(da),可(ke)使(shi)壁厚尺寸(cun)達到0.686mm(變形(xing)率為28%).與此同時,工件表面積(ji)將比原來增(zeng)加40%.由于(yu)工件減薄和面積(ji)增(zeng)加,這些急劇的(de)(de)變化會給(gei)加工變形(xing)帶來極大(da)影響,因此工件在加工過程中,必須進行(xing)兩(liang)次(ci)退火加工工序(xu)。
操作(zuo)程序如下(xia):
①. 首先在坯料(尺寸為(wei):厚度0.94mm;直(zhi)徑(jing)(jing)408.4mm)中(zhong)(zhong)心部位(wei),開一個直(zhi)徑(jing)(jing)為(wei)6.35mm的中(zhong)(zhong)心孔,并(bing)預沖(chong)壓成型;
②. 采用人工的方法,通過成型輥對旋轉的芯棒施加壓力,使(shi)坯(pi)料(liao)凹深達到76.2mm,旋壓加工速(su)度為300r/min;
③. 用(yong)第二個層狀硬木型芯將坯料凹深處旋壓至127mm,邊(bian)部深度在50.8mm以內;
④. 在1038℃的氫氣氛中進行中間退(tui)火,然后(hou)空冷,用鋼型芯將(jiang)坯料凹深(shen)旋壓至177.8mm邊部,深(shen)度在25.4mm以內;
⑤. 在與(yu)工(gong)序③相同的條件下退火,用鋼型芯(xin)將坯料凹(ao)深旋壓至(zhi)203.2mm,并(bing)最(zui)后(hou)加(jia)工(gong)成型;
⑥. 在車床上對(dui)工件的頂部和底部進(jin)行加(jia)工,使喇叭口(kou)的高度達到196.86mm;
⑦. 成品,上口直徑101.6mm,下口直徑 366.60mm,高196.85mm.
由于400系列不(bu)銹鋼的延伸性能(neng)較差,所以(yi)不(bu)適(shi)宜用人(ren)工旋壓的方法成型(xing),特(te)別(bie)是(shi)當變形劇烈時更(geng)是(shi)如此。另(ling)外(wai)還要注意,對(dui)成型(xing)模具(ju)施加(jia)過大壓力(li),會引(yin)起加(jia)工表面的磨損,從而導(dao)致(zhi)工件過早地減薄(bo)和開(kai)裂。
由于工具對金屬的作用,急劇(ju)旋壓(ya)成型件的表面(mian)往(wang)往(wang)比較(jiao)粗(cu)糙。這(zhe)樣(yang),用400系列(lie)不(bu)銹鋼旋壓(ya)加工成型后的工件,拋光和(he)(he)高精度研磨(mo)的成本(ben)就顯得非常高。因此,在研磨(mo)和(he)(he)拋光之前,須對凹凸不(bu)平(ping)的工件先進行粗(cu)磨(mo),使其(qi)表面(mian)變得平(ping)滑(hua)一些。

表4-7給出了人工(gong)旋壓時(shi)拉(la)伸(shen)的(de)近(jin)似極(ji)限。該表適用于厚度為1.575mm的(de)完全退(tui)火材(cai)料。退(tui)火后的(de)二次拉(la)伸(shen)量(liang)比第一次小(xiao)8%。零件各(ge)部(bu)分的(de)拉(la)伸(shen)量(liang)并不(bu)需要完全一致,它是根據成型變(bian)形量(liang)的(de)不(bu)同而有變(bian)化的(de)。
所有300系列的(de)不(bu)銹鋼(gang)均可采(cai)用旋(xuan)壓成(cheng)型(xing)方法,但是加工(gong)硬化(hua)較低的(de) 12Cr18Ni9(302)、06Cr19Ni10(304)和(he) 10Cr18Ni12(305)型(xing)鋼(gang)在中間退(tui)火(huo)前(qian)的(de)旋(xuan)壓加工(gong)量比其(qi)他(ta)不(bu)銹鋼(gang)大(da)。退(tui)火(huo)后的(de)工(gong)件必須經酸洗(xi)清除(chu)氧化(hua)鐵皮,以恢(hui)復其(qi)光潔的(de)表面。1號(帶鋼(gang))或(huo)2D(薄拉)表面光潔度最(zui)適(shi)于大(da)變形旋(xuan)壓工(gong)藝,因為此時金屬處于最(zui)軟(ruan)和(he)無應力狀態,其(qi)加工(gong)量可達到最(zui)大(da)程度。

人工(gong)(gong)旋(xuan)壓成(cheng)型時,一般采用較低(di)的(de)(de)加工(gong)(gong)速(su)度,圖4-21顯示出加工(gong)(gong)速(su)度和厚(hou)度之間的(de)(de)關(guan)系(xi)。因(yin)此,在成(cheng)型工(gong)(gong)具的(de)(de)作(zuo)用下,將會(hui)引起成(cheng)型金屬(shu)的(de)(de)表面嚴(yan)重(zhong)磨損,同時也會(hui)產(chan)生較大(da)加工(gong)(gong)硬(ying)化。
雖然(ran)0.127mm的薄料到6.35mm的厚料都可以采用人(ren)(ren)工(gong)旋(xuan)壓方法成型,但是(shi)一般(ban)情況(kuang)下(xia),人(ren)(ren)工(gong)旋(xuan)壓成型時(shi)不銹鋼原料的厚度在0.305~3.175mm之間。此時(shi)角(jiao)部倒(dao)圓(yuan)至少應為被加(jia)工(gong)金屬厚度的5倍。由于彈性回彈和熱脹冷(leng)縮的影響,芯模尺寸和要求的形狀(zhuang)尺寸必須(xu)預留一定的加(jia)工(gong)余量。

