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(bu)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)(ya)成型可以在冷態下(xia)進行,也可以在熱態下(xia)進行。實際上動力(li)旋壓(ya)(ya)成型時,由于急劇變(bian)形本身就會產生很高的熱量,這就使得旋壓(ya)(ya)過(guo)程由開始的冷加工逐漸變(bian)為溫(wen)加工。


  溫度(du)高于(yu)788℃的(de)(de)(de)熱(re)旋(xuan)壓(ya)(ya)成(cheng)型,一(yi)般用(yong)于(yu)加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)厚度(du)為(wei)4.763~12.7mm的(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)。在熱(re)旋(xuan)壓(ya)(ya)過程中(zhong)必須對(dui)溫度(du)精確加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)控制,因此用(yong)這種方法旋(xuan)壓(ya)(ya)加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)厚度(du)小于(yu)6.35mm的(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)是比較(jiao)困難(nan)的(de)(de)(de)。對(dui)比較(jiao)厚的(de)(de)(de)不銹鋼工(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)而言,則采用(yong)熱(re)旋(xuan)壓(ya)(ya)加(jia)工(gong)(gong)(gong)(gong)將(jiang)和低碳(tan)鋼一(yi)樣容易成(cheng)型。奧氏體不銹鋼采用(yong)動力(li)旋(xuan)壓(ya)(ya)成(cheng)型的(de)(de)(de)主要(yao)問題是工(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)邊部容易產生(sheng)(sheng)裂(lie)紋(wen)。為(wei)了防止裂(lie)紋(wen)產生(sheng)(sheng),常常將(jiang)坯(pi)料邊緣部研磨的(de)(de)(de)平滑一(yi)些,并留有較(jiao)大的(de)(de)(de)切邊余量,這些對(dui)防止裂(lie)紋(wen)產生(sheng)(sheng)是十分有利的(de)(de)(de)。如果產生(sheng)(sheng)邊部裂(lie)紋(wen),一(yi)定要(yao)將(jiang)其切除。另(ling)外,使工(gong)(gong)(gong)(gong)件(jian)保持較(jiao)窄凸緣的(de)(de)(de)方法也(ye)可防止裂(lie)紋(wen)和扭曲的(de)(de)(de)產生(sheng)(sheng)。


  如果(guo)旋壓(ya)工件(jian)冷卻后的尺寸(cun)不符合要求(由于彈性后效和熱膨(peng)脹引(yin)起),而此時的工件(jian)溫度仍在(zai)149℃以上時,可將其退火(huo)再進一步旋壓(ya)加工至要求的尺寸(cun)。


  動力旋(xuan)壓(ya)(ya)(ya)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)時,工件將會產生較大的(de)(de)減(jian)薄現(xian)象(xiang)(xiang),如(ru)(ru)圖4-22所示的(de)(de)某深旋(xuan)壓(ya)(ya)(ya)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)容器,其橫斷面就是如(ru)(ru)此(ci)。在一(yi)次旋(xuan)壓(ya)(ya)(ya)加工成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)工序(xu)中,該容器的(de)(de)厚度即由1.905mm減(jian)薄至0.660mm.坯料在普通的(de)(de)沖(chong)壓(ya)(ya)(ya)機(ji)上(shang)(shang)沖(chong)壓(ya)(ya)(ya)成(cheng)(cheng)(cheng)直(zhi)徑152.4mm、深76.2mm的(de)(de)半成(cheng)(cheng)(cheng)品杯,容器的(de)(de)頂部(bu)要比側(ce)壁(bi)厚一(yi)些(xie)。雖然邊緣(yuan)的(de)(de)增厚現(xian)象(xiang)(xiang)發(fa)(fa)生在沖(chong)壓(ya)(ya)(ya)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)過程中,但是旋(xuan)壓(ya)(ya)(ya)成(cheng)(cheng)(cheng)型(xing)時由于該區域基本(ben)上(shang)(shang)未發(fa)(fa)生變形,所以比旋(xuan)壓(ya)(ya)(ya)處仍然較厚。


圖 22.jpg


 動力旋壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)(xing)工(gong)件(jian)的(de)表(biao)面(mian)是(shi)(shi)比較粗糙(cao)的(de),因此(ci)需要對(dui)工(gong)件(jian)進(jin)行大量的(de)精整加工(gong)使其表(biao)面(mian)光滑發亮。旋壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)(xing)工(gong)件(jian)表(biao)面(mian)粗糙(cao)的(de)原因是(shi)(shi)由于壓(ya)(ya)輥接觸金屬轉動時會在(zai)工(gong)件(jian)表(biao)面(mian)上留(liu)下螺旋形(xing)槽痕。除此(ci)缺點(dian)以外(wai),動力旋壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)(xing)則是(shi)(shi)不銹鋼工(gong)件(jian)成(cheng)型(xing)(xing)的(de)一(yi)種最佳方法。


1. 潤滑


 旋(xuan)壓成(cheng)型(xing)使(shi)用潤滑(hua)(hua)劑(ji)的(de)目的(de)是為(wei)了盡可能減少黏結和工(gong)具滯動(dong),同時(shi)也為(wei)旋(xuan)壓加(jia)(jia)工(gong)過程提供冷(leng)卻條件。對(dui)(dui)于人工(gong)旋(xuan)壓成(cheng)型(xing)形式(shi),附著性強的(de)潤滑(hua)(hua)劑(ji)最理想(xiang)。對(dui)(dui)于動(dong)力(li)旋(xuan)壓成(cheng)型(xing),由于速度快,加(jia)(jia)工(gong)量(liang)大,冷(leng)卻作用就顯得(de)更為(wei)重要。通常應(ying)避(bi)免使(shi)用含硫或氯的(de)潤滑(hua)(hua)劑(ji),因為(wei)該潤滑(hua)(hua)劑(ji)不易清(qing)洗,而且對(dui)(dui)加(jia)(jia)熱后的(de)不銹(xiu)鋼表面還會產生不利影(ying)響。旋(xuan)壓用潤滑(hua)(hua)劑(ji),參見表4-6。


表 6.jpg


2. 應用實例


 對于較深的工(gong)件(jian)來說,采用動(dong)力旋(xuan)壓成型方法是比較合適(shi)的。下面兩例即可(ke)說明這一點。


  ①. 圖(tu)4-23是用(yong)動力旋(xuan)壓(ya)成型方法生產缽的(de)示(shi)意圖(tu)


圖 23.jpg


  該坯料面積為5564.5m㎡,厚度為0.889mm,坯料是從具有2B表面光潔度的10Cr17(430)型不銹鋼卷板(ban)上(shang)剪切(qie)下來的。旋壓(ya)(ya)加(jia)工(gong)一個(ge)缽需(xu)經(jing)四(si)道(dao)工(gong)序,其中包(bao)括兩道(dao)預沖(chong)壓(ya)(ya)工(gong)序、切(qie)邊和壓(ya)(ya)印標記工(gong)序。


 由于缽邊部(bu)和旋(xuan)(xuan)壓(ya)模之間(jian)有20°的夾角,因此用平板坯料進行旋(xuan)(xuan)壓(ya)時(shi)可以一次成型(xing)。然而(er)如夾角為15°或更小時(shi),則必(bi)須經過兩次旋(xuan)(xuan)壓(ya)才能旋(xuan)(xuan)壓(ya)成型(xing)為成品。


 過去曾用深沖方法(fa)生產(chan)缽,而現在(zai)大多用旋壓成型方法(fa)生產(chan)。這(zhe)是(shi)因為這(zhe)種工件的(de)年需求量太低,如(ru)果采用深沖成型,則沖切模和(he)沖壓工具的(de)成本較高(gao)。


 所(suo)用的工具是由工具鋼制作的。坯(pi)料(liao)在旋壓成型前,必須對(dui)表面進行處(chu)理。


 a. 成型(xing)工(gong)序:a.從(cong)寬為(wei)219.08mm的鋼卷上,按長度為(wei)219.08mm的定尺長度下料;


 b. 用(yong)一臺60t沖壓(ya)機將219.08mm 見(jian)方的(de)坯料(liao)落(luo)料(liao)成圓形毛坯,并預沖壓(ya)成型;


C. 在一臺自動機床(chuang)上進行動力旋壓成型;


d. 在另一個缽(bo)進行(xing)自動旋壓(ya)(ya)時,對已旋壓(ya)(ya)完畢的缽(bo)進行(xing)切(qie)邊和壓(ya)(ya)印。


②. 雞尾酒攪拌杯的旋(xuan)壓成(cheng)型。


雞尾酒攪拌(ban)杯過去曾(ceng)用(yong)五次深沖和一次整形方法(fa)來(lai)生產(chan),現在改用(yong)一次沖壓和整形預成型(xing)后再采用(yong)旋(xuan)壓成型(xing)的(de)方法(fa),這樣可降低加工成本(ben)。


旋壓成型(xing)的(de)(de)杯除其強度較高(gao)外(因旋壓中的(de)(de)劇(ju)烈冷加(jia)工的(de)(de)作用),成型(xing)工序(xu)還(huan)減少了中間退火工序(xu)。


當這種杯子用12Cr18Ni9(302不(bu)銹鋼(gang))沖壓而成時,表面具有2B光潔度。


 沖(chong)(chong)壓(ya)(ya)和旋(xuan)壓(ya)(ya)這兩種(zhong)成(cheng)型方法所用鋼卷原(yuan)料的厚(hou)(hou)度(du)和寬度(du)是(shi)不(bu)同的。沖(chong)(chong)壓(ya)(ya)杯所用的原(yuan)料厚(hou)(hou)度(du)為(wei)0.635mm,寬度(du)為(wei)255.59mm,坯料直徑為(wei) 252.41mm.旋(xuan)壓(ya)(ya)杯所用的原(yuan)料厚(hou)(hou)度(du)為(wei)1.575mm,寬度(du)為(wei)160.34mm,坯料直徑為(wei)153.99mm.所以僅就原(yuan)料來說,旋(xuan)壓(ya)(ya)成(cheng)型所用原(yuan)料明顯要比沖(chong)(chong)壓(ya)(ya)成(cheng)型少得多。


 旋壓杯制(zhi)造(zao)之所以必須采用預(yu)沖壓成型工(gong)序,這是因為該(gai)杯壁與軸線幾(ji)乎是平行的。如果杯壁傾斜角較大(大于15°)時,則可用旋壓成型方法(fa),由平板坯料一(yi)次成型為成品。


表 8.jpg


表(biao)4-8給出了(le)一(yi)些鋼種旋壓時拉(la)伸的(de)近似極限(xian)。該表(biao)適用于(yu)厚度為1.575mm的(de)完全退火(huo)材料。退火(huo)后的(de)二次拉(la)伸量比第一(yi)次要(yao)小8%,工(gong)件各部位(wei)的(de)拉(la)伸量并不需要(yao)完全一(yi)致,它是(shi)根據成型程(cheng)度的(de)不同(tong)而變化的(de)。