在長(zhǎng)期的旋壓工藝研發(fā)中,技術(shù)人員發(fā)現(xiàn),想要旋壓出合格的零件,除了選擇正確的材料、主軸轉(zhuǎn)速、旋壓成形比外,旋壓還與旋輪的進(jìn)給速度、旋壓直線的傾角有密切關(guān)系。
毛坯材料的塑性、熱處理狀態(tài)直接影響到零件的表面質(zhì)量。一般選用塑性較大的材料,多進(jìn)行退火處理(對(duì)鋼材)。
一、旋壓靠模速度和進(jìn)給速度
旋壓時(shí)應(yīng)合理地選擇靠模的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速過(guò)低,毛坯邊緣會(huì)起皺,增加成形阻力,甚至導(dǎo)致工件破裂;轉(zhuǎn)速過(guò)高,材料變薄嚴(yán)重,同樣不符合要求。由于提高轉(zhuǎn)速可提高生產(chǎn)率和零件表面質(zhì)量,故在允許的情況下,應(yīng)盡可能地選擇較高的主軸轉(zhuǎn)速。不同材料選用的主軸速度也有不同。鋼的最大轉(zhuǎn)速選定為1200m/min;鋁、銅則選定為2000m/min;不銹鋼為500m/min。每次旋壓的成形比均不能超過(guò)其成形極限比,否則會(huì)出現(xiàn)破裂。
旋壓的進(jìn)給速度f(wàn)即主軸轉(zhuǎn)動(dòng)一圈旋輪沿母線移動(dòng)的距離,對(duì)旋壓過(guò)程影響較大。進(jìn)給速度過(guò)高,會(huì)產(chǎn)生毛坯起皺;進(jìn)給速度過(guò)低,則會(huì)使壁厚減小而產(chǎn)生破裂。故f應(yīng)合理地控制在一定的范圍之內(nèi)。
二、旋壓直線傾角
旋壓直線的傾角A是直線與Z軸正方向的夾角,同樣會(huì)影響旋壓過(guò)程。夾角過(guò)大,會(huì)產(chǎn)生徑向撕裂;夾角過(guò)小則會(huì)發(fā)生切向破裂。
傾角A和進(jìn)給速度f(wàn)的合理選擇如下圖。
當(dāng)參數(shù)選擇不正確時(shí)就會(huì)產(chǎn)生各種失效,常見(jiàn)的失效有切向撕裂、徑向撕裂和起皺。其原因如下:
1、 切向撕裂:徑向拉應(yīng)力σr過(guò)大;旋壓成形比β過(guò)大;每次旋壓的步長(zhǎng)過(guò)大。
2、徑向撕裂:切向壓應(yīng)力στ過(guò)大;彎曲應(yīng)力過(guò)大;已產(chǎn)生起皺。
3、 起皺:切向的壓應(yīng)力στ過(guò)大;旋壓成形比β過(guò)大。
可以根據(jù)圖2來(lái)粗選旋壓時(shí)所需的、不導(dǎo)致失效的各種參數(shù),然后再進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化,以期取得滿意的旋壓效果和質(zhì)量。
旋壓的質(zhì)量除了與上述的各種參數(shù)有關(guān)外,還與其旋壓的運(yùn)動(dòng)軌跡有關(guān)。因此在加工一些難加工材料(如不銹鋼)時(shí),旋壓不一次到位,而是經(jīng)常會(huì)分成幾個(gè)工步進(jìn)行,并對(duì)材料進(jìn)行相應(yīng)的熱處理,以提高其可旋壓性。