落錘(chui)成(cheng)型(xing)用(yong)的(de)(de)(de)(de)沖(chong)(chong)(chong)(chong)頭一(yi)般都是(shi)(shi)用(yong)鉛(qian)來制造的(de)(de)(de)(de),這是(shi)(shi)因為(wei)鉛(qian)沖(chong)(chong)(chong)(chong)頭可以(yi)在(zai)(zai)沖(chong)(chong)(chong)(chong)模(mo)上(shang)直(zhi)接鑄(zhu)成(cheng);另(ling)一(yi)方面(mian),其重(zhong)量還有助于在(zai)(zai)落錘(chui)成(cheng)型(xing)時增加沖(chong)(chong)(chong)(chong)擊能量。雖(sui)然鉛(qian)是(shi)(shi)可以(yi)重(zhong)復使用(yong)的(de)(de)(de)(de),但是(shi)(shi)對于每個鑄(zhu)造沖(chong)(chong)(chong)(chong)頭來說,它所能加工成(cheng)型(xing)的(de)(de)(de)(de)工件數量還是(shi)(shi)比(bi)較少的(de)(de)(de)(de)(約200件)。采用(yong)塑料落錘(chui)沖(chong)(chong)(chong)(chong)頭和沖(chong)(chong)(chong)(chong)模(mo)成(cheng)型(xing)的(de)(de)(de)(de)工件表面(mian)光潔度較高,這是(shi)(shi)其他方法(fa)不(bu)能相(xiang)比(bi)的(de)(de)(de)(de)。鋼制落錘(chui)沖(chong)(chong)(chong)(chong)模(mo)則用(yong)于大(da)批量生產以(yi)及壓印和整形加工中。
落錘沖(chong)(chong)模(mo)的設計(ji)通常和沖(chong)(chong)壓成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)相似,同樣需(xu)要在沖(chong)(chong)頭和沖(chong)(chong)模(mo)上實施倒圓,以(yi)降(jiang)低被加(jia)工成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)金(jin)屬上的集中應力。在沖(chong)(chong)模(mo)設計(ji)中,關(guan)于卷邊成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)以(yi)及作為落錘成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)中使金(jin)屬順利流(liu)動(dong)的方(fang)法均與普(pu)通沖(chong)(chong)壓成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)(xing)相似。
1. 產品質量
采用落錘成型方法(fa)所(suo)生(sheng)產的工(gong)件尺(chi)寸的一致性,均要比其(qi)他方法(fa)生(sheng)產的差(cha)一些。這(zhe)是(shi)因(yin)為工(gong)件所(suo)承受的沖擊程度要取(qu)決于(yu)操(cao)作人(ren)員的熟練程度,以及(ji)沖頭在局部大負(fu)荷下與工(gong)件產生(sheng)相對移位的緣故。然而,在落錘成型中,所(suo)產生(sheng)的彈性回彈(后效)要比其(qi)他方法(fa)較小(xiao)。其(qi)原(yuan)因(yin)是(shi)由于(yu)此(ci)時(shi)工(gong)件所(suo)承受的沖擊力很大,而且變形速度也很快。
2. 潤滑(hua)
落錘成型所使(shi)用(yong)的(de)潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑,見表(biao)4-6。如果加工(gong)變形非常(chang)劇(ju)烈,需要在工(gong)件的(de)兩個加工(gong)階段之間進行(xing)中間退火(huo)時,則必須將(jiang)潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑(因(yin)為(wei)潤(run)(run)滑(hua)(hua)劑中含有石(shi)墨或硫等雜質)以及模(mo)具上(shang)的(de)鉛或鋅從加工(gong)件表(biao)面上(shang)徹底清(qing)除。如果這些雜質殘留在不銹鋼工(gong)件表(biao)面上(shang),在工(gong)件加熱時雜質將(jiang)會導致工(gong)件表(biao)面變壞并影(ying)響其使(shi)用(yong)性能。
3. 與沖壓成型的(de)比較
雖然(ran)沖壓成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)可(ke)以(yi)迅(xun)速完成(cheng)(cheng),但它是(shi)一種(zhong)沖頭(tou)速度和(he)夾(jia)緊壓力(li)可(ke)以(yi)精(jing)確控(kong)制的成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)方(fang)法(fa)。相(xiang)反,在(zai)落(luo)錘成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)過程中(zhong)(zhong)只(zhi)能(neng)是(shi)通過突然(ran)沖擊(ji)這(zhe)一途徑(jing)使(shi)工(gong)件成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)。在(zai)某些應用實例(li)中(zhong)(zhong),利用落(luo)錘高速釋放能(neng)量的方(fang)法(fa)可(ke)以(yi)克服工(gong)件在(zai)加工(gong)中(zhong)(zhong)的變形難度。在(zai)其他情況下,特別是(shi)那(nei)些要求坯料夾(jia)緊壓力(li)較(jiao)嚴(yan)格(ge)的場(chang)合,采用沖壓成(cheng)(cheng)型(xing)(xing)方(fang)法(fa)可(ke)以(yi)生產出(chu)優質而(er)價廉的零(ling)件,但此時應使(shi)用特制的模具。
圖(tu)4-25所示的是用落錘(chui)成型(xing)(xing)(xing)方法(fa)加工成型(xing)(xing)(xing)排氣(qi)管(guan)的示意圖(tu),成型(xing)(xing)(xing)所用的工具裝(zhuang)置如圖(tu)4-25左(zuo)下方所示。但是,由于排氣(qi)管(guan)呈30°交(jiao)叉,所以(yi)在交(jiao)叉處易產生皺折,并且生產一(yi)個工件需要(yao)六道工序(xu),總時(shi)間為2min,因此這(zhe)種成型(xing)(xing)(xing)方法(fa)是不夠理想(xiang)的。
經過重新設計后用(yong)于(yu)一(yi)臺500t液(ye)壓(ya)式沖(chong)(chong)壓(ya)機(ji)的(de)(de)工具,如(ru)圖4-25右下方所示。用(yong)于(yu)落(luo)錘成(cheng)(cheng)型(xing)的(de)(de)鋅合金沖(chong)(chong)模(mo)可(ke)以(yi)重新使(shi)用(yong)在沖(chong)(chong)壓(ya)機(ji)上(shang),但(dan)是為(wei)了經受不銹鋼沖(chong)(chong)壓(ya)成(cheng)(cheng)型(xing)時的(de)(de)磨(mo)損,應將(jiang)沖(chong)(chong)模(mo)削平(ping)并且安裝有防(fang)(fang)(fang)磨(mo)損的(de)(de)低(di)碳鋼護(hu)板(ban)。采用(yong)半(ban)徑為(wei)42.863mm的(de)(de)落(luo)錘進(jin)行成(cheng)(cheng)型(xing)是非常適宜(yi)的(de)(de),此時的(de)(de)彈(dan)性回彈(dan)將(jiang)變(bian)得很小。但(dan)是,在沖(chong)(chong)壓(ya)機(ji)上(shang)的(de)(de)防(fang)(fang)(fang)止彈(dan)性回彈(dan)的(de)(de)沖(chong)(chong)模(mo),在尺寸上(shang)必須加深,這可(ke)以(yi)采用(yong)在沖(chong)(chong)和防(fang)(fang)(fang)磨(mo)損板(ban)之間(jian)加墊(dian)片的(de)(de)方法來實現(xian)。
用(yong)沖壓(ya)成型方法加工(gong)的工(gong)件可以完全(quan)消(xiao)除(chu)皺折,其(qi)生(sheng)產率為分(fen)鐘兩個工(gong)件。它與落錘(chui)方法比較,每生(sheng)產一個工(gong)件可節約1.5min.
這兩(liang)種(zhong)方法(fa)所用(yong)的(de)坯料均為(wei)退(tui)火后的(de)06Cr18Ni11Ti(321)型不銹鋼,其厚度為(wei)0.711mm,面積為(wei)580mmx609.6mm.落錘成(cheng)(cheng)(cheng)型可不采(cai)用(yong)潤(run)滑劑(ji),沖壓成(cheng)(cheng)(cheng)型則需使(shi)用(yong)蠟乳化液。成(cheng)(cheng)(cheng)型后的(de)修切是在第二(er)臺沖壓機上(shang)完(wan)成(cheng)(cheng)(cheng)的(de)。
將落錘成型(xing)和沖壓成型(xing)進行對比,結果(guo)是落錘成型(xing)存在有皺折消除和成本降(jiang)低的問(wen)題。
一般來說,落(luo)錘(chui)成型常用(yong)于試(shi)生產(chan),經(jing)過落(luo)錘(chui)試(shi)成型合格后,再使用(yong)改進(jin)后的(de)沖(chong)(chong)模,采(cai)用(yong)沖(chong)(chong)壓機(ji)進(jin)行沖(chong)(chong)壓成型的(de)大批(pi)量生產(chan)。如果改進(jin)型沖(chong)(chong)模的(de)質量和成型效果很好,可(ke)以用(yong)于小批(pi)量落(luo)錘(chui)成型生產(chan)。
圖4-26所示為用于小型(xing)飛機發(fa)動機排氣系(xi)統(tong)上的(de)一個(ge)集(ji)氣管。這種零(ling)件是(shi)用落錘(chui)成(cheng)(cheng)型(xing)的(de)小批量加(jia)工生產(chan)的(de)一種典型(xing)產(chan)品。其(qi)零(ling)件整個(ge)尺寸公(gong)差為±0.813mm,角度(du)(du)公(gong)差為±2°,它(ta)是(shi)用厚度(du)(du)為0.813mm的(de)退火06Cr18Ni11Ti(321)型(xing)不銹鋼加(jia)工成(cheng)(cheng)的(de)。
落(luo)(luo)錘(chui)(chui)平臺的(de)(de)尺(chi)寸(cun)為(wei)(wei)762mm×609.6mm,其行(xing)程(cheng)為(wei)(wei)863.6mm.沖頭是用(yong)鉛制造的(de)(de),而沖模(mo)則(ze)采用(yong)鋅合(he)金制造。毛坯(pi)(pi)料尺(chi)寸(cun)為(wei)(wei)304.8mm×228.6mm.模(mo)具的(de)(de)安裝時(shi)(shi)間(jian)需(xu)(xu)要1.15h,其中(zhong)包括落(luo)(luo)錘(chui)(chui)的(de)(de)清理時(shi)(shi)間(jian)。為(wei)(wei)了加工成(cheng)型(xing)工件,落(luo)(luo)錘(chui)(chui)需(xu)(xu)要進行(xing)5次(ci)沖擊。在(zai)(zai)落(luo)(luo)錘(chui)(chui)成(cheng)型(xing)中(zhong)橡(xiang)皮是起坯(pi)(pi)料夾具的(de)(de)作用(yong),以(yi)便將(jiang)壓力分(fen)布在(zai)(zai)整個工件上。橡(xiang)皮厚度在(zai)(zai)開始的(de)(de)4次(ci)沖擊中(zhong)每次(ci)都在(zai)(zai)減薄,以(yi)便在(zai)(zai)最后一次(ci)擊中(zhong)以(yi)沖模(mo)為(wei)(wei)底。然后,工件在(zai)(zai)沖床上用(yong)沖頭進行(xing)修切。