(高清版)GB∕T 38959-2020 高強度鋼強力旋壓 工藝規(guī)范

ICS25.020高強度鋼強力旋壓工藝規(guī)范Powerspinningofhigh-strengthsteel—Technologicalspecification國家市場監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會GB/T38959—2020 I 3術(shù)語和定義 4工藝規(guī)范 IGB/T38959—2020本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。本標(biāo)準(zhǔn)由全國鍛壓標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(SAC/TC74)提出并歸口。1GB/T38959—2020高強度鋼強力旋壓工藝規(guī)范1范圍本標(biāo)準(zhǔn)適用于屈服強度在800MPa以上的合金結(jié)構(gòu)鋼錐形件、筒形件強力旋壓工藝。本標(biāo)準(zhǔn)不適用于熱旋壓工藝。2規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T8541鍛壓術(shù)語3術(shù)語和定義GB/T8541界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。圓弧旋輪arc-shapedroller旋輪工作型面由圓弧構(gòu)成的旋輪(見圖la)]。前錐面后錐面前錐面后錐面導(dǎo)入角引出角旋輪頂端圓角a)圓弧旋輪b)雙錐面旋輪3.2雙錐面旋輪double-taperedsurfacesroller工作型面由兩個錐面和一個過渡圓弧構(gòu)成的旋輪。其型面一般由三部分組成，分別為前錐面、旋輪頂端圓角和后錐面(見圖1b)]。雙錐面旋輪又分為兩種，一種無壓光角，一種有壓光角(見圖2)。2GB/T38959—2020a)無壓光角b)有壓光角圖2兩種雙錐面旋輪工作型面極限減薄率ultimatepercentageofthicknessreduction金屬材料在旋壓過程中，在不發(fā)生破裂或失穩(wěn)的情況下，所能達(dá)到最大的減薄率。對極限減薄率的計算，見式(1)。式中：業(yè)x——極限減薄率，%;……t?——旋壓毛坯壁厚，單位為毫米(mm);tfmin——旋壓件的最小壁厚，單位為毫米(mm)。半錐角half-coneangle在剪切旋壓中，對于錐形件及其旋壓毛坯、旋壓芯模等，其錐角的一半稱為半錐角，見圖3。對于平面零件，可以認(rèn)為是半錐角為90°的特殊情況。半錐角半錐角半錐角旋壓芯模旋壓件圖3半錐角示意圖4工藝規(guī)范4.1工藝內(nèi)容高強度鋼強力旋壓工藝內(nèi)容包括工藝準(zhǔn)備、旋壓成形和旋后處理三個部分，見圖4。3GB/T38959—2020工藝準(zhǔn)備旋壓設(shè)備選擇工藝參數(shù)確定旋壓毛坯確定工裝材料及參數(shù)確定工藝準(zhǔn)備毛坯預(yù)處理工藝裝備調(diào)整工藝參數(shù)設(shè)定毛坯安裝工藝參數(shù)調(diào)整優(yōu)化工件拆卸錐形件應(yīng)選擇剪切旋壓工藝，宜采用板坯(見圖5)或預(yù)成形錐形毛坯(見圖6)作為旋壓毛坯，錐形件應(yīng)采用正旋壓工藝。芯模尾頂旋輪2圖5剪切旋壓工藝(采用板坯)GB/T38959—2020旋輪1產(chǎn)品芯模尾頂旋輪2圖6剪切旋壓工藝(采用預(yù)成形錐形毛坯)筒形件一般選擇流動旋壓工藝(見圖7),宜采用管坯、環(huán)鍛件、焊接件等作為旋壓毛坯。對于帶外材料流動螺母旋輪2a)正旋壓旋輪1旋輪1芯模材料流動旋輪2工件b)反旋壓圖7流動旋壓工藝當(dāng)工件總減薄率小于材料極限減薄率時，宜在一個旋壓工序中成形工件；當(dāng)工件總減薄率超過極限減薄率時，應(yīng)采用多個旋壓工序成形工件，并且各工序減薄率不應(yīng)超過材料極限減薄率，同時安排中間退火工序。旋壓工序減薄率不應(yīng)超過材料的極限減薄率，常用高強度鋼極限減薄率見表1。根據(jù)工序減薄率的不同，可以選擇相應(yīng)的旋壓道次，具體選擇方式見表2。流動旋壓單道次減薄率不宜小于20%,剪切旋壓的單道次減薄率不宜大于50%。45表1常用高強度鋼的極限減薄率參考值材料牌號熱處理狀態(tài)退火或等溫退火退火或正火十高溫回火等溫退火退火或正火十高溫回火退火或正火十高溫回火退火或正火十高溫回火表2工序減薄率與旋壓道次的確定工序減薄率%旋壓道次1次～2次2次～3次3次或3次以上4.2.2旋壓設(shè)備選擇高強度鋼強力旋壓設(shè)備宜按照表3進(jìn)行選擇。表3旋壓設(shè)備選擇產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點首選設(shè)備可選設(shè)備筒形件、半錐角小于5°的錐形件三旋輪框架式強力旋壓機雙旋輪強力旋壓機半錐角大于5°的錐形件雙旋輪強力旋壓機4.2.3工藝參數(shù)確定4.2.3.1旋壓間隙旋壓間隙(見圖8)應(yīng)小于工件目標(biāo)壁厚，宜通過設(shè)定試旋間隙，測量試旋區(qū)域壁厚，再對間隙進(jìn)行修正，確定旋壓間隙。旋壓間隙旋輪(旋壓前)旋壓間隙旋輪(旋壓前)毛坯旋輪(旋壓中)圖8旋壓間隙示意圖6GB/T38959—20204.2.3.2錯距量錯距適用于流動旋壓，錯距方式為軸向錯距十徑向錯距(見圖9),旋輪徑向錯距量應(yīng)按照毛坯壁厚與旋壓間隙之差除以旋輪個數(shù)進(jìn)行計算，旋輪軸向錯距量應(yīng)以后輪前錐面不超過前輪的前錐面為原則。徑向錯距量徑向錯距量旋輪1毛坯圖9錯距旋壓(三旋輪)對于錐形件剪切旋壓，進(jìn)給比宜在0.3mm/r～2mm/r范圍進(jìn)行選??；筒形件流動旋壓進(jìn)給比宜在0.5mm/r～1.5mm/r范圍進(jìn)行選取。4.2.3.4旋壓攻角剪切旋壓攻角宜取芯模半錐角，旋壓攻角的確定應(yīng)以保證旋壓過程中旋輪與毛坯、工裝等不發(fā)生干涉為原則。流動旋壓攻角為零，旋輪軸線與芯模軸線平行。4.2.4旋壓毛坯確定4.2.4.1剪切旋壓毛坯確定剪切旋壓毛坯應(yīng)通過剪切旋壓正弦律計算方法確定旋壓毛坯壁厚。產(chǎn)品的壁厚、半錐角與旋壓毛坯的壁厚、半錐角的關(guān)系可參考式(2)。式中：t——旋壓產(chǎn)品壁厚，單位為毫米(mm);剪切旋壓中，毛坯實際壁厚應(yīng)比計算值大3%～10%。毛坯設(shè)計應(yīng)考慮起旋和終旋的不穩(wěn)定區(qū)，為產(chǎn)品件留出一定加工余量(見圖10)。--……7GB/T38959—2020余量區(qū)余量區(qū)產(chǎn)品區(qū)毛坯芯模圖10剪切旋壓成形余量流動旋壓毛坯壁厚應(yīng)根據(jù)材料極限減薄率進(jìn)行計算，毛坯總減薄率不宜超過材料的極限減薄率。旋壓毛坯體積應(yīng)根據(jù)塑性成形體積不變原則進(jìn)行計算，同時考慮到加工余量，毛坯體積宜比最終產(chǎn)品體積多10%～30%。毛坯內(nèi)孔應(yīng)與芯模外圓有一定間隙，以便旋壓毛坯的安裝，具體如表4所示。表4流動旋壓毛坯內(nèi)徑尺寸表單位為毫米毛坯公稱內(nèi)徑(D)取值范圍毛坯內(nèi)徑極限尺寸(d+0.05)～(d+0.15)D～(D+0.15)>200～500(d+0.15)～(d+0.30)D～(D+0.25)>500～1000D～(D+0.35)>(d+0.40)D～(D+0.50)旋壓毛坯壁厚精度宜按照表5進(jìn)行選取。表5旋壓毛坯壁厚精度單位為毫米旋壓毛坯壁厚壁厚公差磨處的剩余厚度不應(yīng)小于毛坯允許的最小壁厚。旋壓毛坯表面應(yīng)具有較好的表面質(zhì)量，表面粗糙度應(yīng)在Ra3.2μm以內(nèi)。8GB/T38959—2020強力旋壓工裝主要包括旋壓芯模和旋輪。芯模和旋輪材料應(yīng)有較好的強度和耐磨性，材料以工具鋼為主，具體選擇可參考表6。工裝最大截面直徑材料牌號熱處理硬度要求W18Cr4V剪切旋壓芯模角度應(yīng)在工件設(shè)計角度的偏下限進(jìn)行選取。流動旋壓芯模外徑應(yīng)在工件內(nèi)徑設(shè)計尺寸的偏下限進(jìn)行選取。剪切旋壓宜采用圓弧旋輪[見圖la]],旋輪頂端圓角半徑宜按照1～3倍毛坯壁厚進(jìn)行選取；流動旋壓宜采用雙錐面旋輪(見圖1b)],旋輪頂端圓角半徑宜按照0.4～1倍毛坯壁厚進(jìn)行選取。取。如工件表面旋壓波紋有高度要求時，最后接觸工件的旋輪可采用帶壓光角的雙錐面旋輪，旋輪壓光角度一般選取3°~5°,壓光帶長度一般取2mm～6mm。芯模工作面和旋輪工作面應(yīng)有較高的表面質(zhì)量，一般Ra取0.4pm～1.6μm。合金結(jié)構(gòu)鋼旋壓前宜進(jìn)行退火或高溫回火處理，當(dāng)產(chǎn)品性能有特殊要求時，也可采用其他熱處理制度，具體方式和性能指標(biāo)由技術(shù)人員自定。4.2.7工藝裝備調(diào)整旋壓工藝裝備調(diào)整主要包括旋壓芯模、旋輪的安裝和精度調(diào)試。旋壓芯模工作面的跳動應(yīng)以保證9GB/T38959—2020產(chǎn)品壁厚尺寸為基本要求，旋輪工作面的跳動不應(yīng)超過0.05mm。工藝參數(shù)設(shè)定主要是進(jìn)行旋壓間隙調(diào)整。間隙調(diào)整應(yīng)在主軸停止、機床空載狀態(tài)下進(jìn)行。可采用塞尺檢測實際間隙，間隙應(yīng)根據(jù)實際加工情況進(jìn)行調(diào)整，以滿足產(chǎn)品壁厚精度為原則。4.3旋壓成形剪切旋壓毛坯宜具有專用的吊裝部位，也可采用專用吊具進(jìn)行吊裝；流動旋壓毛坯宜采用吊帶緊固當(dāng)實際壁厚與設(shè)計值有偏差時，宜通過改變旋壓間隙進(jìn)行調(diào)整。當(dāng)實際壁厚比設(shè)計壁厚大時，應(yīng)減當(dāng)實際直徑與設(shè)計值偏差較大時，可調(diào)整旋壓減薄率。如實際直徑較設(shè)計值大，應(yīng)增大旋壓減薄當(dāng)實際直徑與設(shè)計值偏差較小，需要