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    1. 南通港石機械有限公司

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      脹形質量的控制方法

      發布時間:2019/6/15
        脹形裂紋是脹形加工最致命的質量缺陷。一般情況下,只要在制訂脹形加工工藝及設計模具時控制其變形程度不超過極限變形程度,是不會產生脹形破裂的。但由于受模具結構、工件形狀、潤滑條件及材料等各項因素的影響,有時脹形破裂也不可避免地仍會發生。因此,在實際生產中還應采取以下控制措施:
        1)采用的固體軟凸模對圓形容器和薄壁管進行脹形加工時不宜使用天然橡膠,而應采用聚氨酯橡膠,這是因為聚氨酯橡膠具有優良的物理力學性能,容易得到所需的壓力。
        2)當脹形系數較大時不應采用如圖19a所示的自然脹形,而應采用如圖19b所示的壓縮脹形。這是因為自然脹形在管坯脹形過程中,其成形主要靠毛坯壁厚的變薄和軸向自然收縮(縮短)丙成形。自然脹形時,管坯的壁部主要承受雙向拉應力的平面應力狀態和兩向伸長、軸向收縮的變形狀態。當脹形系數鉸大時(變形程度大),成形部分完全靠毛坯壁部分變薄而成形,材料不產生軸向流動補充弼成形部分,。因此很容易出現脹破。而采用圖19b所示的壓縮脹形方法,即在脹形的同時將管坯沿軸向進行壓縮,可提高脹形系數。由于管坯軸向加壓,使脹形區的應力、應變發生改變,有利于塑性變形。當軸向壓力足夠大時,變形區的軸向拉應力變為軸向壓應力,應變狀態也可能變為鞋向壓縮、徑向伸長,而厚度基本不變的情況,這樣就顯著提高了脹形系數的極限值。
        3)若變形程度超過其極限脹形系數,則應采用多次脹形的精密鍛件加工工藝,或改變脹形加工工具,如用軟凸模脹形代替剛性凸模脹形等,或采用局部加熱脹形等。
        4)脹形用的毛坯材料表面不能有擦傷、劃痕和冷作硬化,使用拉深工件作為脹形的毛坯,由于經過了拉深工序,金屬已有了冷作硬化現象,故在脹形前應退火。若落料毛坯上有擦傷、劃痕、皺紋等缺陷,則不應轉入脹形加工,否則易產生脹形破裂。
        5)脹形件的形狀和尺寸應具有較好的工藝性,即脹形件的形狀應盡可能簡單、對稱,并應避免脹形部分有過大的深徑比h/d或深寬比h/b(h為零件深度,d為零件直徑,b為零件寬度),過大的深徑比或深寬比容易引起破裂。另外,脹形區過渡部分的圓角也不能太小,否則也容易破裂,一般情況下絳圓角半徑r大于等于(1~2)t,內圓角半徑r1大于等于(1—1.5)t,(t為材料厚度)。
        6)脹形時應使凸模與毛坯間的摩擦力減小,即要保持囊好的潤滑,以使變形分散,應變分布均勻,脹形高度增加,從而防止破裂。
        在實際生產中,裂紋出現的部位及分布形式不同,其原因也不一樣,應具體問題具體分析。
        1.側壁產生豎直裂紋
        朕形后側壁產生豎直裂紋,如圖20所示。這主要是在成形初期材料受壓縮變形,而后期受拉伸變形時產生的,可從以下方面對其產生原因進行分析、檢查和補救:
        1)檢查沖模瀾滑表靄,若潤滑不好,易產生裂紋,應采用高質量韻潤滑油潤滑。
        
        圖20側壁產生豎直裂紋
        2)選用塑性較好、變形極限大的材料進行脹形,或將坯料經退火處理后再進行脹形。
        3)在使用許可的情況下,使脹形深度降低,或將凸緣R加大以便于脹形成形(尺為凸緣圓角半徑)。
        4)采用壓邊圈脹形加工時應適當減少壓邊力,對采用拉深肋加工的零件,為防止側邊產生豎直裂紋,一般應重新布置拉深肋的位置和形狀。
        2.凸模圓角處裂紋
        脹形后在凸模圓角處產生裂紋,如圖21所示。這主要是由于在脹形時凸模圓角處材料流動緩慢造成的,可從以下方面對其產生原因進行分析、檢查和補救:
        1)檢查凸模圓角半徑的加工狀況。若精密鍛壓加工精度較差,表面粗糙,應進行研磨,使之精度及表面粗糙度等級提高,以減少凸模圓角處裂紋的產生。
        圖21 凸模圓角處產生裂紋
        2)在脹形時,在凸模表面采用褒覆鼉斕滑油潤滑,以減少凸模與材料表面摩擦,減少裂紋,并盡量加快成形速度。
        3)在使用許可情況下,盡量減小脹形深度并加大斷裂部的圓角半徑以及斷裂部位的拐角半徑值。
        4)選用伸長率大、屈服強度低、塑性好的材料脹形。
        3.凹模圓角處裂紋
        脹形后在凹模圓角處產生裂紋,如圖22所示.這主要是由于脹形時材料在凹模圓角部位處流入量太少而造成的,可從以下方面對其產生原鼠進行分析、檢查和補救:
        1)加大壓料力,使之不能過小。
        
        圖22 凹模圓角處產生裂紋
        2)研磨凹模圓角半徑,使其精度質量提高。
        3)對于大、中型零件,應加裝拉深肋,使之位置布置和形狀合理。
        4)加大凹模鍛的圓角半徑值,使之超過材料厚度值。
        5)改用伸長率較大,塑性較好的材料進行脹形。
        4.凸橫頭簟部位裂紋
        脹形后制僚在凸模頭部位置被脹裂,如圖7-23所示。這主要是由于凸橫頭部棱邊太尖,拉深應力過大造成的,可從以下方面對其產生原因進行分析、檢查和補救:
        1)檢查凸模圓角。它不能太尖,應圓滑過渡。并且要對其進行研磨,使之表瑟光潔,質量精度要高,以減少頭部出現破損。
        2)采用延伸率較大,塑性好的材料進行脹形。
        3)在使用許可情況下適當減小脹形深度,增大破裂部位的圓角半徑值。
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