落錘(chui)(chui)成(cheng)(cheng)型(xing)用(yong)(yong)的(de)(de)沖(chong)(chong)頭一(yi)般都是(shi)(shi)用(yong)(yong)鉛(qian)(qian)來制(zhi)造的(de)(de),這(zhe)是(shi)(shi)因為(wei)鉛(qian)(qian)沖(chong)(chong)頭可以在沖(chong)(chong)模(mo)(mo)上直接鑄成(cheng)(cheng);另一(yi)方(fang)面(mian),其(qi)重量(liang)還有助于(yu)在落錘(chui)(chui)成(cheng)(cheng)型(xing)時增加沖(chong)(chong)擊能(neng)量(liang)。雖然鉛(qian)(qian)是(shi)(shi)可以重復(fu)使(shi)用(yong)(yong)的(de)(de),但是(shi)(shi)對于(yu)每個鑄造沖(chong)(chong)頭來說(shuo),它所能(neng)加工(gong)成(cheng)(cheng)型(xing)的(de)(de)工(gong)件(jian)數量(liang)還是(shi)(shi)比(bi)較少的(de)(de)(約200件(jian))。采用(yong)(yong)塑料(liao)落錘(chui)(chui)沖(chong)(chong)頭和沖(chong)(chong)模(mo)(mo)成(cheng)(cheng)型(xing)的(de)(de)工(gong)件(jian)表(biao)面(mian)光潔(jie)度較高,這(zhe)是(shi)(shi)其(qi)他(ta)方(fang)法(fa)不能(neng)相比(bi)的(de)(de)。鋼制(zhi)落錘(chui)(chui)沖(chong)(chong)模(mo)(mo)則用(yong)(yong)于(yu)大批量(liang)生產以及壓(ya)印和整形加工(gong)中。
落錘沖(chong)模的(de)(de)設(she)(she)計通常和沖(chong)壓成(cheng)型(xing)相(xiang)似(si),同樣需要在沖(chong)頭和沖(chong)模上實施(shi)倒圓,以降低被加工成(cheng)型(xing)金(jin)屬上的(de)(de)集中(zhong)(zhong)應力。在沖(chong)模設(she)(she)計中(zhong)(zhong),關于卷邊成(cheng)型(xing)以及作為落錘成(cheng)型(xing)中(zhong)(zhong)使金(jin)屬順(shun)利(li)流動(dong)的(de)(de)方法均(jun)與普通沖(chong)壓成(cheng)型(xing)相(xiang)似(si)。
1. 產品質量
采(cai)用落錘(chui)成(cheng)型(xing)方(fang)法所(suo)生(sheng)產(chan)的(de)工(gong)件(jian)尺寸的(de)一致性,均要(yao)比其(qi)他方(fang)法生(sheng)產(chan)的(de)差一些。這是(shi)因為工(gong)件(jian)所(suo)承受的(de)沖擊(ji)程(cheng)度(du)要(yao)取決于操(cao)作(zuo)人員的(de)熟練程(cheng)度(du),以及沖頭在局部(bu)大(da)負荷(he)下與(yu)工(gong)件(jian)產(chan)生(sheng)相對(dui)移位的(de)緣故。然而,在落錘(chui)成(cheng)型(xing)中(zhong),所(suo)產(chan)生(sheng)的(de)彈性回彈(后效)要(yao)比其(qi)他方(fang)法較小。其(qi)原因是(shi)由于此時工(gong)件(jian)所(suo)承受的(de)沖擊(ji)力(li)很大(da),而且變形(xing)速度(du)也很快(kuai)。
2. 潤滑
落錘成型所使用(yong)的潤(run)滑劑,見表(biao)4-6。如果加工變形非常劇(ju)烈,需要在(zai)(zai)工件(jian)(jian)(jian)的兩(liang)個加工階(jie)段之(zhi)間進行中間退火時(shi)(shi),則必(bi)須將潤(run)滑劑(因為潤(run)滑劑中含有石墨(mo)或硫等雜質)以及模具上(shang)的鉛(qian)或鋅從(cong)加工件(jian)(jian)(jian)表(biao)面上(shang)徹底清(qing)除(chu)。如果這(zhe)些(xie)雜質殘留在(zai)(zai)不銹鋼工件(jian)(jian)(jian)表(biao)面上(shang),在(zai)(zai)工件(jian)(jian)(jian)加熱(re)時(shi)(shi)雜質將會導(dao)致工件(jian)(jian)(jian)表(biao)面變壞并影響其使用(yong)性能。
3. 與(yu)沖壓(ya)成型的(de)比較
雖然(ran)沖壓(ya)(ya)成型(xing)可(ke)以(yi)迅速(su)(su)完成,但(dan)它是(shi)一種沖頭速(su)(su)度(du)和夾緊(jin)壓(ya)(ya)力可(ke)以(yi)精確控制的(de)(de)成型(xing)方法。相反,在落錘(chui)成型(xing)過程中(zhong)只能是(shi)通過突然(ran)沖擊(ji)這一途徑使工(gong)件成型(xing)。在某些應(ying)(ying)用實例(li)中(zhong),利用落錘(chui)高速(su)(su)釋(shi)放能量的(de)(de)方法可(ke)以(yi)克服工(gong)件在加工(gong)中(zhong)的(de)(de)變形難度(du)。在其(qi)他情況下,特別是(shi)那些要(yao)求坯料夾緊(jin)壓(ya)(ya)力較嚴格的(de)(de)場合,采用沖壓(ya)(ya)成型(xing)方法可(ke)以(yi)生產出優質而價廉(lian)的(de)(de)零件,但(dan)此時應(ying)(ying)使用特制的(de)(de)模具。
圖4-25所示(shi)的是(shi)用(yong)落錘成型方(fang)法(fa)加(jia)工(gong)成型排氣管(guan)的示(shi)意(yi)圖,成型所用(yong)的工(gong)具裝置如圖4-25左下方(fang)所示(shi)。但是(shi),由于排氣管(guan)呈30°交(jiao)叉,所以(yi)在交(jiao)叉處易產生皺折(zhe),并且生產一個工(gong)件需(xu)要六道(dao)工(gong)序,總時(shi)間(jian)為2min,因此這(zhe)種成型方(fang)法(fa)是(shi)不夠(gou)理想的。
經過重(zhong)新設(she)計后用(yong)于(yu)一臺500t液壓(ya)(ya)式沖(chong)(chong)(chong)(chong)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)的工具,如圖4-25右(you)下方(fang)所(suo)示。用(yong)于(yu)落(luo)錘成(cheng)型(xing)的鋅合金沖(chong)(chong)(chong)(chong)模(mo)可以(yi)重(zhong)新使用(yong)在沖(chong)(chong)(chong)(chong)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)上,但是為了經受(shou)不銹鋼(gang)沖(chong)(chong)(chong)(chong)壓(ya)(ya)成(cheng)型(xing)時的磨損,應將沖(chong)(chong)(chong)(chong)模(mo)削(xue)平并且安(an)裝有防磨損的低(di)碳鋼(gang)護板。采(cai)(cai)用(yong)半徑為42.863mm的落(luo)錘進行(xing)成(cheng)型(xing)是非常適宜的,此時的彈(dan)(dan)(dan)性(xing)回彈(dan)(dan)(dan)將變得(de)很小。但是,在沖(chong)(chong)(chong)(chong)壓(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)上的防止(zhi)彈(dan)(dan)(dan)性(xing)回彈(dan)(dan)(dan)的沖(chong)(chong)(chong)(chong)模(mo),在尺(chi)寸上必(bi)須加(jia)深,這(zhe)可以(yi)采(cai)(cai)用(yong)在沖(chong)(chong)(chong)(chong)和防磨損板之間加(jia)墊片的方(fang)法來實現。
用沖壓成型(xing)方法加工的工件可以(yi)完全消(xiao)除(chu)皺折,其生產率為(wei)分鐘(zhong)兩(liang)個工件。它與落錘方法比較,每生產一(yi)個工件可節約1.5min.
這兩種方法所(suo)用的(de)(de)坯(pi)料均為(wei)退火后的(de)(de)06Cr18Ni11Ti(321)型(xing)不銹(xiu)鋼,其厚度為(wei)0.711mm,面積為(wei)580mmx609.6mm.落錘成(cheng)(cheng)型(xing)可不采(cai)用潤滑劑,沖(chong)壓成(cheng)(cheng)型(xing)則(ze)需使用蠟乳化液(ye)。成(cheng)(cheng)型(xing)后的(de)(de)修切(qie)是在第二臺沖(chong)壓機(ji)上(shang)完成(cheng)(cheng)的(de)(de)。
將落(luo)錘成(cheng)(cheng)型(xing)和(he)沖壓成(cheng)(cheng)型(xing)進行對比,結果是落(luo)錘成(cheng)(cheng)型(xing)存(cun)在有(you)皺(zhou)折(zhe)消除和(he)成(cheng)(cheng)本降低的問(wen)題。
一般來說,落錘(chui)成型(xing)常用于試生(sheng)產,經過(guo)落錘(chui)試成型(xing)合格后(hou),再使用改(gai)(gai)進后(hou)的沖模(mo),采用沖壓機(ji)進行沖壓成型(xing)的大批(pi)量(liang)生(sheng)產。如(ru)果改(gai)(gai)進型(xing)沖模(mo)的質量(liang)和(he)成型(xing)效果很好(hao),可以用于小批(pi)量(liang)落錘(chui)成型(xing)生(sheng)產。
圖(tu)4-26所示為用(yong)于小型(xing)飛(fei)機發動(dong)機排氣系統上的(de)一個(ge)集氣管(guan)。這種零(ling)(ling)件是用(yong)落錘成型(xing)的(de)小批量加工(gong)生產的(de)一種典型(xing)產品。其零(ling)(ling)件整個(ge)尺寸公差(cha)為±0.813mm,角度(du)公差(cha)為±2°,它是用(yong)厚度(du)為0.813mm的(de)退火06Cr18Ni11Ti(321)型(xing)不銹鋼加工(gong)成的(de)。
落(luo)錘(chui)平臺的(de)(de)尺寸為(wei)762mm×609.6mm,其(qi)行(xing)程(cheng)為(wei)863.6mm.沖(chong)頭是用(yong)鉛(qian)制造的(de)(de),而沖(chong)模則采用(yong)鋅合金制造。毛(mao)坯(pi)料(liao)尺寸為(wei)304.8mm×228.6mm.模具的(de)(de)安裝時間(jian)需要1.15h,其(qi)中(zhong)包括落(luo)錘(chui)的(de)(de)清理時間(jian)。為(wei)了(le)加工成(cheng)型(xing)工件(jian),落(luo)錘(chui)需要進(jin)行(xing)5次(ci)(ci)沖(chong)擊(ji)。在(zai)(zai)(zai)落(luo)錘(chui)成(cheng)型(xing)中(zhong)橡皮是起坯(pi)料(liao)夾具的(de)(de)作用(yong),以便將壓力分布在(zai)(zai)(zai)整個工件(jian)上。橡皮厚度(du)在(zai)(zai)(zai)開始的(de)(de)4次(ci)(ci)沖(chong)擊(ji)中(zhong)每次(ci)(ci)都在(zai)(zai)(zai)減薄,以便在(zai)(zai)(zai)最后一次(ci)(ci)擊(ji)中(zhong)以沖(chong)模為(wei)底(di)。然后,工件(jian)在(zai)(zai)(zai)沖(chong)床上用(yong)沖(chong)頭進(jin)行(xing)修(xiu)切。