(高清版)GB∕T 38959-2020 高强度钢强力旋压 工艺规范

ICS25.020高强度钢强力旋压工艺规范Powerspinningofhigh-strengthsteel—Technologicalspecification国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会GB/T38959—2020 I 3术语和定义 4工艺规范 IGB/T38959—2020本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由全国锻压标准化技术委员会(SAC/TC74)提出并归口。1GB/T38959—2020高强度钢强力旋压工艺规范1范围本标准适用于屈服强度在800MPa以上的合金结构钢锥形件、筒形件强力旋压工艺。本标准不适用于热旋压工艺。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T8541锻压术语3术语和定义GB/T8541界定的以及下列术语和定义适用于本文件。圆弧旋轮arc-shapedroller旋轮工作型面由圆弧构成的旋轮(见图la)]。前锥面后锥面前锥面后锥面导入角引出角旋轮顶端圆角a)圆弧旋轮b)双锥面旋轮3.2双锥面旋轮double-taperedsurfacesroller工作型面由两个锥面和一个过渡圆弧构成的旋轮。其型面一般由三部分组成，分别为前锥面、旋轮顶端圆角和后锥面(见图1b)]。双锥面旋轮又分为两种，一种无压光角，一种有压光角(见图2)。2GB/T38959—2020a)无压光角b)有压光角图2两种双锥面旋轮工作型面极限减薄率ultimatepercentageofthicknessreduction金属材料在旋压过程中，在不发生破裂或失稳的情况下，所能达到最大的减薄率。对极限减薄率的计算，见式(1)。式中：业x——极限减薄率，%;……t₀——旋压毛坯壁厚，单位为毫米(mm);tfmin——旋压件的最小壁厚，单位为毫米(mm)。半锥角half-coneangle在剪切旋压中，对于锥形件及其旋压毛坯、旋压芯模等，其锥角的一半称为半锥角，见图3。对于平面零件，可以认为是半锥角为90°的特殊情况。半锥角半锥角半锥角旋压芯模旋压件图3半锥角示意图4工艺规范4.1工艺内容高强度钢强力旋压工艺内容包括工艺准备、旋压成形和旋后处理三个部分，见图4。3GB/T38959—2020工艺准备旋压设备选择工艺参数确定旋压毛坯确定工装材料及参数确定工艺准备毛坯预处理工艺装备调整工艺参数设定毛坯安装工艺参数调整优化工件拆卸锥形件应选择剪切旋压工艺，宜采用板坯(见图5)或预成形锥形毛坯(见图6)作为旋压毛坯，锥形件应采用正旋压工艺。芯模尾顶旋轮2图5剪切旋压工艺(采用板坯)GB/T38959—2020旋轮1产品芯模尾顶旋轮2图6剪切旋压工艺(采用预成形锥形毛坯)筒形件一般选择流动旋压工艺(见图7),宜采用管坯、环锻件、焊接件等作为旋压毛坯。对于带外材料流动螺母旋轮2a)正旋压旋轮1旋轮1芯模材料流动旋轮2工件b)反旋压图7流动旋压工艺当工件总减薄率小于材料极限减薄率时，宜在一个旋压工序中成形工件；当工件总减薄率超过极限减薄率时，应采用多个旋压工序成形工件，并且各工序减薄率不应超过材料极限减薄率，同时安排中间退火工序。旋压工序减薄率不应超过材料的极限减薄率，常用高强度钢极限减薄率见表1。根据工序减薄率的不同，可以选择相应的旋压道次，具体选择方式见表2。流动旋压单道次减薄率不宜小于20%,剪切旋压的单道次减薄率不宜大于50%。45表1常用高强度钢的极限减薄率参考值材料牌号热处理状态退火或等温退火退火或正火十高温回火等温退火退火或正火十高温回火退火或正火十高温回火退火或正火十高温回火表2工序减薄率与旋压道次的确定工序减薄率%旋压道次1次～2次2次～3次3次或3次以上4.2.2旋压设备选择高强度钢强力旋压设备宜按照表3进行选择。表3旋压设备选择产品结构特点首选设备可选设备筒形件、半锥角小于5°的锥形件三旋轮框架式强力旋压机双旋轮强力旋压机半锥角大于5°的锥形件双旋轮强力旋压机4.2.3工艺参数确定4.2.3.1旋压间隙旋压间隙(见图8)应小于工件目标壁厚，宜通过设定试旋间隙，测量试旋区域壁厚，再对间隙进行修正，确定旋压间隙。旋压间隙旋轮(旋压前)旋压间隙旋轮(旋压前)毛坯旋轮(旋压中)图8旋压间隙示意图6GB/T38959—20204.2.3.2错距量错距适用于流动旋压，错距方式为轴向错距十径向错距(见图9),旋轮径向错距量应按照毛坯壁厚与旋压间隙之差除以旋轮个数进行计算，旋轮轴向错距量应以后轮前锥面不超过前轮的前锥面为原则。径向错距量径向错距量旋轮1毛坯图9错距旋压(三旋轮)对于锥形件剪切旋压，进给比宜在0.3mm/r～2mm/r范围进行选取；筒形件流动旋压进给比宜在0.5mm/r～1.5mm/r范围进行选取。4.2.3.4旋压攻角剪切旋压攻角宜取芯模半锥角，旋压攻角的确定应以保证旋压过程中旋轮与毛坯、工装等不发生干涉为原则。流动旋压攻角为零，旋轮轴线与芯模轴线平行。4.2.4旋压毛坯确定4.2.4.1剪切旋压毛坯确定剪切旋压毛坯应通过剪切旋压正弦律计算方法确定旋压毛坯壁厚。产品的壁厚、半锥角与旋压毛坯的壁厚、半锥角的关系可参考式(2)。式中：t——旋压产品壁厚，单位为毫米(mm);剪切旋压中，毛坯实际壁厚应比计算值大3%～10%。毛坯设计应考虑起旋和终旋的不稳定区，为产品件留出一定加工余量(见图10)。--……7GB/T38959—2020余量区余量区产品区毛坯芯模图10剪切旋压成形余量流动旋压毛坯壁厚应根据材料极限减薄率进行计算，毛坯总减薄率不宜超过材料的极限减薄率。旋压毛坯体积应根据塑性成形体积不变原则进行计算，同时考虑到加工余量，毛坯体积宜比最终产品体积多10%～30%。毛坯内孔应与芯模外圆有一定间隙，以便旋压毛坯的安装，具体如表4所示。表4流动旋压毛坯内径尺寸表单位为毫米毛坯公称内径(D)取值范围毛坯内径极限尺寸(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)旋压毛坯壁厚精度宜按照表5进行选取。表5旋压毛坯壁厚精度单位为毫米旋压毛坯壁厚壁厚公差磨处的剩余厚度不应小于毛坯允许的最小壁厚。旋压毛坯表面应具有较好的表面质量，表面粗糙度应在Ra3.2μm以内。8GB/T38959—2020强力旋压工装主要包括旋压芯模和旋轮。芯模和旋轮材料应有较好的强度和耐磨性，材料以工具钢为主，具体选择可参考表6。工装最大截面直径材料牌号热处理硬度要求W18Cr4V剪切旋压芯模角度应在工件设计角度的偏下限进行选取。流动旋压芯模外径应在工件内径设计尺寸的偏下限进行选取。剪切旋压宜采用圆弧旋轮[见图la]],旋轮顶端圆角半径宜按照1～3倍毛坯壁厚进行选取；流动旋压宜采用双锥面旋轮(见图1b)],旋轮顶端圆角半径宜按照0.4～1倍毛坯壁厚进行选取。取。如工件表面旋压波纹有高度要求时，最后接触工件的旋轮可采用带压光角的双锥面旋轮，旋轮压光角度一般选取3°~5°,压光带长度一般取2mm～6mm。芯模工作面和旋轮工作面应有较高的表面质量，一般Ra取0.4pm～1.6μm。合金结构钢旋压前宜进行退火或高温回火处理，当产品性能有特殊要求时，也可采用其他热处理制度，具体方式和性能指标由技术人员自定。4.2.7工艺装备调整旋压工艺装备调整主要包括旋压芯模、旋轮的安装和精度调试。旋压芯模工作面的跳动应以保证9GB/T38959—2020产品壁厚尺寸为基本要求，旋轮工作面的跳动不应超过0.05mm。工艺参数设定主要是进行旋压间隙调整。间隙调整应在主轴停止、机床空载状态下进行。可采用塞尺检测实际间隙，间隙应根据实际加工情况进行调整，以满足产品壁厚精度为原则。4.3旋压成形剪切旋压毛坯宜具有专用的吊装部位，也可采用专用吊具进行吊装；流动旋压毛坯宜采用吊带紧固当实际壁厚与设计值有偏差时，宜通过改变旋压间隙进行调整。当实际壁厚比设计壁厚大时，应减当实际直径与设计值偏差较大时，可调整旋压减薄率。如实际直径较设计值大，应增大旋压减薄当实际直径与设计值偏差较小，需要