在半球形或圓頂形工件沖壓成型時,由于坯料在沖壓過程中,金屬的大部分表面是不與沖模表面相接觸的,為此應特別注意坯料夾緊力的大小是否合適,以避免在沖壓過程中產生皺折。很明顯,在沖壓開始時只有沖頭端部與工件表面接觸,而只有在沖頭下降至足夠深時,沖頭的整個表面才能夠與工件全部接觸。
在成型時,有時可以采用小規格的沖頭先進行預成型沖壓,然后再換用應采用的圓頂沖頭進行最終沖壓成型,如圖4-27所示。
在圖4-27所示的真空瓶頂蓋成型加工中,關鍵一步是半球形頂蓋大端的臺肩成型。這個臺肩的階梯形內徑必須與真空瓶殼體精確吻合。頂蓋小端的沖孔也必須精確成型,以便與內容器的嘴部相配合。
加工瓶蓋所用的原料是寬為288.925mm、厚為1.067mm的退火06Cr19Ni10(304)型不銹鋼帶。
沖切設備是一臺帶有彈簧壓力墊的單行程機械式沖壓機。從帶鋼上沖剪下直徑為282.575mm的坯料后,所剩余的邊角料每邊寬度僅為3.175mm.
第一次沖壓是在一臺250噸往復式機械沖壓機上完成的,所用的沖頭直徑為82.55mm.所以,此時大部分半球形蓋的表面是處于自由延伸狀態,見圖4-27(a)。因此,這就需要精心控制坯料的壓緊力,以防止折疊和皺折的產生。每批鋼材的坯料夾具壓力,必須每次對其進行精心調整,其變化范圍為0.562~0.70kg/m㎡.沖模的圓角半徑也必須嚴格加以控制,應為坯料厚度的5.2倍。第一次沖壓成型出的半成品杯形工件的直徑為174.625mm,并帶有一個直徑為234.95mm的凸緣。
第二次沖壓也是在250t的往復式沖壓機上完成的。它所使用的沖頭形狀與所要求的工件內輪廓相同。當沖頭壓制行進到頂點時(半球形頂蓋底部開口處的臺肩也可同時成型),見圖4-27(b).本工序采用的是直段拉伸成型,使底部呈半圓形。臺階上方的金屬有部分是用第一次沖壓所留的凸緣經再次沖壓成型的。
在第三道工序中,進行半球形頂部沖孔工序,并在孔的周圍形成內部拉伸凸緣。這些工作是在彈簧支撐的沖孔模上完成的。在沖切坯料時,該沖模具有足夠的拉力,然后用沖頭的邊緣部位進行再次成型,見圖4-27(c).最后,沖壓成型完成[見圖4-27(d)]。工件的兩端還需在車床上進行精加工。至此,真空瓶頂蓋的半球形成型就全部完成了。