国家标准 GB/T38959一2020 高强度钢强力旋压工艺规范 spinningofhigh-strengthsteel一Ieehnologicalspeeification Power 2020-07-21发布 2021-02-01实施国家市场监督管理总局发布国家标涯花管理委员会国家标准
GB/T38959一2020 目次前言范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义工艺规范参考文献
GB/38959一2020 前言本标准按照GB/T1.1一2009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)提出并归口本标准起草单位:内蒙古航天红岗机械有限公司,北京机电研究所有限公司、航空制造技术研究院、晋西工业集团有限责任公司、华南理工大学、宝山钢铁股份有限公司本标准主要起草人:杨睿智、李璞、史志文、周林、李继贞、廉国安、夏琴香、石磊、郭建忠、金红、范国军、肖刚锋、肖华、刘志成、魏巍
GB/38959一2020 高强度钢强力旋压工艺规范范围本标准规定了高强度钢强力旋压的工艺规范,包括工艺内容、工艺准备,旋压成形和旋后处理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 3.1 圆弧旋轮areshapelroller 旋轮工作型面由圆弧构成的旋轮[见图la)] 前锥面后锥面导入角引出角整舱贾地圆9 旋轮顶端圆角圆弧旋轮双锥面旋轮 b 图1圆弧旋轮、双锥面旋轮工作型面 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lb)] 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)
GB/T38959一2020 压光带引出角引出角压光他无压光角 D 有压光角图2两种双锥面旋轮工作型面 3.3 ofthickness 极限减薄率ultimmatepereentageot redtiun 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) to Le 亚 fmX 式中极限减薄率,%; 重 inax 旋压毛坯壁厚,单位为毫米(mm); t -旋压件的最小壁厚,单位为毫米(n mm mm 3.4 半锥角half-eoneangle 在剪切旋压中,对于谁形件及其旋压毛坯.,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"的特殊情况半惟角半雉角旋压芯模旋压件图3半锥角示意图工艺规范 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
GB/T38959一2020 工艺方案确定保设各选工艺参数确定旋压毛坏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旋压成形旋后处理旋压件热处理图4工艺内容 4.2工艺准备 4.2.1工艺方案确定 4.2.1.1旋压工艺方法选择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旋轮1 板坯芯模旋轮2 图5剪切旋压工艺(采用板坯
GB/T38959一2020 旋轮1 预成形维形毛坯品芯模 E顶旋轮2 图6剪切旋压工艺采用预成形锥形毛坯简形件一股选择流动能压工艺《见图刀),宜果用管坯.环缎件.炽接件等作为旋压毛坯对于带外台阶简形件、带底筒形件,宜选用正旋压工艺;对于不带底的筒形件,宜选用反旋压工艺旋轮运动旋轮运动旋轮工件旋轮1 工件芯模芯模材料流动材料流动旋轮2 螺母旋轮2 反旋压正旋压图7流动旋压工艺 4.2.1.2减薄率及旋压道次的确定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%
GB/T38959一2020 表常用高强度钢的极限减薄率参考值 % 热处理状态材料牌号极限减薄率 30CrMnSi 85 退火或等温退火 42CrMo 75 退火或正火十高温回火 20CrMnTi 等温退火 80 30CrNiMo 退火或正火十高温回火 80 35CrMoV 退火或正火十高温回火 85 退火或正火十高温回火 85 40CrNiMo 表2工序减薄率与旋压道次的确定 % 旋压道次工序减薄率 50 1次~2次 >5075 2次3次 >75 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三旋轮框架式强力旋压机双旋轮强力旋压机简形件,半徘角小于5"的雉形件半锥角大于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,确定旋压间隙旋轮旋压中炭轮压前毛坯芯模图8旋压间隙示意图
GB/T38959一2020 4.2.3.2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旋轮3 旅轮2 灰轮I 轴向错距量毛坯芯模图g错距旋压(三旋轮 4.2.3.3进给比对于锥形件剪切旋压,进给比宜在0.3mm/r~2nmm/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) sina0 sina 式中旋压毛坯半锥角,单位为度("); ao 旋压产品壁厚,单位为毫米(mm). -旋压产品半锥角,单位为度( 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)
GB/38959一2020 余量区产品区余量区毛坯芯模图10剪切旋压成形余量 4.2.4.2流动旋压毛坯确定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%一30% 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芯模直径d 毛坯公称内径(D)取值范围毛坯内径极限尺寸 200 d十0.05)~(d十0.15 D(D十0.15 >200500 d十0.15)~(d十0.30 D(D十0.25 >500~1000 d十0.30)(d十0.40) D~(D+0.35) >1000 >(d十0.40) D~(D+0.50) 4.2.4.3其他技术要求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壁厚公差旋压毛坯壁厚 0.l0 0.15 l020 >20 0.20 旋压毛坯表面不应存在裂纹、折叠、气泡、结疤、拉裂和夹杂缺陷旋压毛坯表面允许存在划伤、压伤、轻微磕碰伤,其深度不应超过壁厚公差之半,当缺陷深度超过要求时,应打磨消除,并作圆滑处理,修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Ra3.2m以内
GB/T38959一2020 4.2.5工装材料及参数确定 4.2.5.1工装材料选择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. 表6常用旋压芯模、旋轮材料工装最大截面直径热处理硬度要求材料牌号 HRc mm T8 56一60 100 T10 5660 w18Cr4V 58一62 56~60 9SiCr >100~500 GrwMn 5862 7SMnMov 58一62 >500 CrwMn 5862 Crl2MoV 58~62 4.2.5.2剪切旋压芯模角度剪切旋压芯模角度应在工件设计角度的偏下限进行选取 4.2.5.3流动旋压芯模外径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 4.2.5.4旋轮参数确定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13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0.41倍毛坯壁厚进行选取流动旋压用旋轮导人角宜在15"30"进行选取,引出角一般不参与变形过程,可在10'"~20"进行选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 工装表面质量 4.2.5.5 芯模工作面和旋轮工作面应有较高的表面质量，一般Ra取0,44m~1.6unm 4.2.6 毛坯预处理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
GB/38959一2020 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 4.2.8工艺参数设定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 4.3.1 毛坯安装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后,进行吊装 4.3.2工艺参数调整优化 4.3.2.1壁厚偏差当实际壁厚与设计值有偏差时.宜通过改变旋压间脉进行调整当实际壁厚比设计壁厚大时,应诚小旋压间隙,反之,应增大旋压间隙 4.3.2.2筒形件直径偏差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,应增大旋压减薄率,反之,应减小旋压减薄率当实际直径与设计值偏差较小,需要微调时,可改变进给比以调整工件直径增加进给比,工件直径减小;减小进给比.工件直径增大 4.3.2.3锥形件角度偏差当剪切旋压的实际角度较设计角度大时,应减小旋压间隙,反之,应增大旋压间隙 4.3.3工件拆卸剪切旋压工件在旋压完成后尾顶退出前,应对工件进行固定,然后进行拆卸流动旋压设备应有相应的卸料装置,以方便拆卸工件拆卸时应对工件进行固定,防止工件掉落 4.4旋后处理旋压完成的产品一般应进行热处理,以去除旋压应力常用热处理方式有再结晶退火、去应力退火、,回火等
GB/T38959一2020 参考文献 [1]JB/T7532-2005旋压工艺编制原则 0

高强度钢强力旋压工艺规范GB/T38959-2020

高强度钢材是现代制造业中广泛应用的一种材料，其强度和耐腐蚀性能优异。而强力旋压则是高效加工高强度钢材的一种重要方法。为规范强力旋压工艺，GB/T38959-2020标准对高强度钢强力旋压工艺进行了详细规定。

标准内容

GB/T38959-2020标准旨在规范高强度钢强力旋压工艺的一系列方法。其中，该标准主要涉及工艺规范方面的内容，包括了强力旋压的基本要求、设备和工具、工艺参数、工艺操作和质量检测等方面。此外，该标准还对强力旋压的试样制备、试验方法及检验要求进行了规定。

应用场景

高强度钢材广泛应用于汽车、航空、航天、建筑等领域，而强力旋压则成为高效加工高强度钢材的一种重要方法。GB/T38959-2020标准适用于高强度钢材的强力旋压加工，包括了高强度钢板、管、型材等多种形式。

工艺规范

根据GB/T38959-2020标准的规定，高强度钢强力旋压需要按照一定的工艺规范进行。其中，工艺参数是影响强力旋压质量和效率的重要因素，必须严格控制。同时，操作人员需要具备一定的专业技能和经验，以确保工艺操作的安全和有效性。

质量检测

GB/T38959-2020标准对强力旋压产品的质量检测也作出了详细规定。检测方法主要包括了外观检查、几何尺寸检测和力学性能检测等多个方面。此外，标准还要求强力旋压产品必须符合相关的国家检验标准和行业标准。

试样制备与试验方法

为了保证强力旋压加工的质量和可靠性，GB/T38959-2020标准规定了试样制备和试验方法。其中，试样的形态和数量必须满足标准要求，试验过程中需要记录每个试样的检测结果并进行分析，以评估强力旋压加工的质量和稳定性。