在缩口过程中,管坯在轴向力作用下进入变形区,在变形区内产生环向收缩,然后进入稳定区,最终形成缩小的端部直径(见图)。
根据缩口工艺的不同,可将管材缩口分为冲压缩口、旋压缩口和冲击缩口。①冲压缩口,使用专用或通用的缩口模具,在普通冲床或液压机上进行。根据需要,可采用无支撑、外支撑、内外支撑等不同方式以增强管坯的稳定性,从而提高缩口成形质量和极限缩口变形程度。②旋压缩口,利用旋压模或旋轮在普通车床或专用旋压机上进行。因旋压缩口是逐步进行,降低了缩口区受压失稳的可能,因此可提高缩口变形极限。③冲击缩口,是在专用的冲击缩口机(旋转锻造机)上进行,也称旋转模锻缩口,其主要用于长管件的缩口。通过使用异形缩口模具和芯棒,可获得锥形、球形或其他形状的非圆截面管坯。若按缩口时的温度,又可分为常温缩口和加热缩口。
缩口成形时,坯料可分为传力区、变形区和已变形区。在缩口成形过程中,三个区的范围不断变化和转化。缩口结束后,缩口变形区材料略有增厚。一般采用缩口系数表示缩口变形程度,其值为缩口后口部直径与缩口前口部直径的比值。每道次缩口工序能达到的最小缩口系数称为极限缩口系数。材料的塑性越好、相对壁厚越大、摩擦阻力越小、管坯直壁段的稳定性越高,则极限缩口系数越小。
为提高缩口变形程度、减少缩口次数,可采用加热缩口的方法。加热缩口既适用于管端缩口变形量大,甚至要求端口封闭的零件,也是室温下难变形材料如铝合金、镁合金及钛合金的首选缩口方法。