在封頭沖壓成型時(shí),為了降低坯料與模具間的摩擦力,沖壓成型時(shí)大都在下模的表面涂以潤滑劑。不銹鋼封頭沖壓成型,一般使用的潤滑劑為55%石墨+45%機(jī)油。封頭沖壓設(shè)備及成型過程見圖4-30.
壓力機(jī)噸位的選擇:毛坯厚度8=30~40mm,壓力機(jī)噸位應(yīng)≤400噸,毛坯厚度8=70~80mm,壓力機(jī)噸位應(yīng)≥1500噸。
1. 封頭沖壓時(shí)的應(yīng)力和應(yīng)變
沖壓封頭時(shí)、沖頭將坯料的中心部位壓入下模,中心點(diǎn)O處附近的坯料,處于雙向拉伸應(yīng)力狀態(tài),切向拉應(yīng)力會(huì)隨著距O點(diǎn)距離的增加而減小,當(dāng)?shù)竭_(dá)某一直徑時(shí)就會(huì)減小為零,然后就會(huì)由拉應(yīng)力轉(zhuǎn)變?yōu)閴簯?yīng)力。
由于坯料的連續(xù)性,中心部位的拉伸位移將沖頭的作用力傳到還料平直的法蘭部位,使其產(chǎn)生足以發(fā)生拉伸變形的拉伸應(yīng)力σr,平直的法蘭在σr的作用下就會(huì)向中心部位流動(dòng),逐漸流人沖頭和下模之間形成的間隙,最終成型橢圓面和直邊,形成橢圓形封頭。由于法蘭圓環(huán)面在向心流動(dòng),致使法蘭圓周方向的尺寸逐漸減小,這時(shí)相鄰部分的金屬相互作用就會(huì)產(chǎn)生環(huán)向的壓縮應(yīng)力σt。
在沖壓過程中,坯料的徑向拉伸是貫穿于成型過程的始終。而環(huán)向的變形則是隨著到中心距離而變化,因而使得工件的壁厚發(fā)生變化,如圖4-31所示。至于工件是減薄還是增厚,取決于σr和σt的比例關(guān)系。
2. 薄壁封頭沖壓
夾板成型法,如圖4-32所示。該方法僅用于貴重金屬成型如鈦金屬成型。
3. 厚壁封頭的沖壓
當(dāng)毛坯直徑(Do)-沖頭直徑(Dm)<6壁厚(δ)時(shí),該封頭就為厚壁封頭。
變形后邊緣會(huì)變得特別厚,所以在成型過程中,通過下模圓角處的阻力也就特別大。
當(dāng)封頭坯料直徑大于沖壓機(jī)的開擋(口),不可能進(jìn)入沖壓機(jī)時(shí),或成型所需的沖壓力超過沖壓機(jī)能力時(shí),就要考慮采用將坯料分瓣的方法,采用分瓣沖壓成型方法進(jìn)行沖壓成型,成型后再經(jīng)拼焊完成封頭制造。