正文 7.4 旋壓和強力旋壓(1 / 2)

旋壓也稱擀形,廣泛地應用於日用搪瓷和鋁製品等生產中。近十幾年來,隨著航空工業和火箭、導彈的發展,在普通旋壓工藝的基礎上,又發展了強力旋壓(旋薄)工藝。

7.4.1旋壓

旋壓是將毛坯固定在旋壓機(可用車床代)的胎具上,使毛坯隨同旋壓機的主軸旋轉,同時,操作擀棒,使擀棒加壓於毛坯,毛坯逐漸緊貼胎具,從而獲得製件所要求的形狀和尺寸。旋壓可以完成各種形狀旋轉體的拉延、翻邊、縮口、脹形、卷邊和切邊工序。

旋壓是一種比較通用的加工方法。旋壓的優點是設備和工具都比較簡單,可加工複雜旋轉體零件;但生產率較低,勞動強度大,適於試製和小批量生產。

圓筒形件旋壓過程示意圖,從圖中可看出:平毛坯通過裝在尾架的頂針4和頂塊3夾緊在胎具2上,並隨主軸、胎具一起旋轉,手工操作擀棒5,加壓於毛坯上反複擀輾,由點到線,由線及麵,使毛坯逐漸完全緊貼於胎模上而成形。

平毛坯在通過旋壓轉化為圓筒形件的過程中,其切向受壓,徑向受拉。但它與普通拉延是不一樣的,旋壓時,擀棒與毛坯之間基本上是點接觸。毛坯在擀棒的作用下,產生兩種變形,一種是與擀棒直接接觸的材料產生局部塑性變形;另一種是坯料沿著擀棒加壓的方向倒伏。在操作過程中控製擀棒很重要,如操作不當,則會引起材料失穩起皺、搖晃或撕裂。

旋壓時,恰當地選擇合理的主軸轉速、擀形的過渡形狀以及擀棒施壓的大小是比較重要的問題。

主軸轉速如果太低,坯料將不穩定;若轉速太高,材料與擀棒接觸次數太頻繁,容易過渡輾薄。合理的轉速與材料種類、厚度及胎具直徑有關,其經驗數值可參。當毛坯直徑較大、厚度較薄時,轉速可取小值,相反的取大值。

旋壓操作時的合理過渡形狀應先從毛坯的內緣(即靠近胎具底部圓角半徑)開始,由內向外擀輾,逐漸使坯料轉為淺錐形,然後,再由淺錐形向圓筒形過渡。由於錐形件抵抗失穩能力較平板毛坯為高,因此,如果在坯料旋壓的開始階段不起皺,則以後失穩起皺的傾向就逐漸減少。

擀棒加壓一般憑經驗控製,加壓不能太大(尤其是坯料外緣),否則易起皺。同時,著力點必須逐漸轉移,使坯料均勻延伸。

旋壓成形雖然是局部成形,但是如果材料的變形量過大(即坯料直徑太大,胎具直徑太小)時,便易於起皺,這就需要兩次或多次旋壓。

對於圓筒形件旋壓的極限值,其經驗數值大約為

此值用於相對厚度時,取大值;當時,取最小值。

如果采用多次旋壓,並由圓錐形過渡時,圓錐形極限成形值為

多次旋壓成形是由連續幾道工序在不同的胎具上進行,並且均以錐形過渡,但是,胎具的最小直徑是相同的,可參看。由於旋壓的變形量及加工硬化均比拉延大,故需中間退火。

旋壓毛坯直徑D可照拉延毛坯計算法求之。由於旋壓時變薄較大,實際可取比計算值減少5%~7%。

7.4.2強力旋壓(亦稱旋薄)

隨著生產的發展,在普通旋壓的基礎上發展了強力旋壓。

強力旋壓,作為一種新的加工方法,開始應用在航空工業、導彈製造業,隨後也應用於其他軍事工業和民用工業中。有些零件,火箭、導彈和飛機零件,原先采用機械加工,或用板料彎曲、焊接、再成形等方法加工,浪費較多的金屬和機加工工時,而且質量也不夠好;改為旋壓加工後,便較前為好。

強力旋壓加工過程,旋壓機尾架的頂塊3把毛坯2緊壓於心模1的頂端,心模、毛坯和頂塊隨同旋壓機主軸一起旋轉,旋輪靠模板沿一定軌跡移動;移動時,與心模保持一定間隙;旋輪加壓於毛坯,壓力可高達2500~3000MPa,毛坯在旋輪壓力作用下,按心模形狀逐漸成形而成製件。

強力旋壓的主要特點如下:

①與普通旋壓相比,強力旋壓在加工過程中毛坯凸緣不產生收縮變形,因此沒有凸緣起皺的問題,也不受坯料相對厚度的限製。普通旋壓通常限於有色金屬零件及變形程度較小的鋼零件加工,強力旋壓則不受其限製,可以一次旋壓出相對深度較大的零件。

②與冷擠壓相比較,強力旋壓是局部變形,而冷擠壓是整體變形,因此,強力旋壓的變形力較冷擠壓為小。目前冷擠壓多用於有色金屬及軟鋼,而強力旋壓則可不受此限製。

③強力旋壓能節約金屬。經強力旋壓後,材料晶粒緊密細化,強度提高,表麵質量也較好,表麵粗糙度可達Ra0.8~0.6。