橡皮塊成型是脹型成型的一種,脹形也稱為拉脹。脹形可以采用不同方法來實現,如橡皮脹形、聚氨酯脹形和液壓脹形等,如圖4-2所示。
采用橡皮墊成型方法,可以加工成型的厚度為1.27mm、經退火的 12Cr17Ni7(301)、12Cr19Ni9(302不銹鋼)、06Cr19Ni10(304不銹鋼)、10Cr18Ni12(305)、06Cr18Ni11Ti(321不銹鋼)及06Cr18Nil1Nb(347不銹鋼)型奧氏體不銹鋼。大多數生產操作均為直壁加工,特別是厚工件更是這樣。如果附加有楔形塊或輥子一類的輔助裝置,厚度為1.981mm的工件也可成型。為了更充分利用凸緣表面單位壓力所產生的成型力,凸緣必須要有足夠的寬度。除彎曲半徑外,表4-9 給出了適于退火不銹鋼成型的最小凸緣寬度。
對于厚度為0.173mm的12Cr17Ni7(301)型1/4硬態的回火不銹鋼,其凸緣成型的寬度應不小于15.875mm.
不銹鋼異形凸緣采用橡皮墊成型方法加工時,需要比平緣功率更大的設備來完成。對大多數異形凸緣的不銹鋼成型要求在退火后進行,只有少量的1/4硬態不銹鋼原料可以采用異形凸緣成型。
a. 拉伸凸緣
對于厚度為1.27mm的退火不銹鋼,采用拉伸變形的方法形成凸緣是比較容易的。薄金屬采用橡皮墊拉伸方法形成的凸緣,通常比單沖程模具沖壓而成的凸緣更加光滑,而且尺寸也更為精確。采用模具沖壓而成的凸緣常常會在其外邊產生卷邊現象,因而還需要進行大量的人工整形處理。
用于橡皮模成型的液壓式沖壓機的成型壓力可以提高至3.015kg/m㎡.當沖壓力要求高于3.515kg/m㎡的窄凸緣拉伸成型時,則可以借助于提高局部成型壓力的輔助裝置,如擋板和楔形塊來實現。
薄金屬可以利用一個簡單的成型塊來進行成型,但是如果工件腹板過窄時,則必須用一塊護板來加以保護,以免發生扭曲現象。
下例說明了不銹鋼拉伸凸緣采用橡皮墊成型方法加工時的使用條件:
①. 原料應為1/4硬態12Cr19Ni9(302)鋼;
②. 工件的腹板較窄時,需在成型過程中使用護板;
③. 工件具有帶外側孔的凸緣;
④. 拉伸凸緣的寬度僅為7.938mm;
⑤. 工件曲線部分的長度約為965.2mm(如果這種形狀的不銹鋼制件的長度大于609.6mm時,必須使用帶曲線的模具才能避免零件凸緣部分的弓形彈性變形)。
b. 深沖
300和400系列不銹鋼采用橡皮墊和橡皮隔膜成型方法后,均可比采用普通方法獲得更大的變形率。對于沖壓成型深度特別大的工件,最好使用加工硬化程度較低的12Cr19Ni9(302)和10Cr18Ni12(305)型奧氏體不銹鋼。
由于橡皮墊成型方法具有兩個特性,因此用這種方法成型可以使沖壓深度很大。一是可以對坯料夾具或壓緊機構的壓力進行控制和連續調正;二是可以連續地變換不同的沖壓環半徑。盡管實際上并沒有這種夾具和沖壓環,但是成型時,圍繞在工件四周的橡皮就起到了夾具和沖壓環的作用,它既可以得到符合要求的半徑,并進而將均勻的壓力施加在工件的整個表面上。這就會大大減少在沖頭半徑方向的減薄以及凸緣邊部金屬被沖壓成杯體時的加工硬化現象。
圖4-24是采用橡皮墊成型方法成型的殼體示意圖,它具有相對均勻的壁厚,而用普通深沖壓成型方法是加工生產不出如此均勻的壁厚的。