落錘成(cheng)型用(yong)的(de)(de)沖頭一(yi)般都是用(yong)鉛(qian)來制(zhi)造(zao)的(de)(de),這(zhe)(zhe)是因為鉛(qian)沖頭可(ke)以在(zai)沖模上直接(jie)鑄成(cheng);另(ling)一(yi)方面,其重量還有助于在(zai)落錘成(cheng)型時(shi)增(zeng)加沖擊能(neng)量。雖然鉛(qian)是可(ke)以重復使用(yong)的(de)(de),但是對(dui)于每個鑄造(zao)沖頭來說(shuo),它所(suo)能(neng)加工成(cheng)型的(de)(de)工件(jian)(jian)數(shu)量還是比較少的(de)(de)(約200件(jian)(jian))。采用(yong)塑料落錘沖頭和沖模成(cheng)型的(de)(de)工件(jian)(jian)表面光潔度較高,這(zhe)(zhe)是其他方法(fa)不(bu)能(neng)相比的(de)(de)。鋼制(zhi)落錘沖模則用(yong)于大批量生產以及壓(ya)印和整形加工中。
落(luo)錘沖(chong)模的(de)設(she)計通(tong)常和(he)沖(chong)壓成(cheng)型(xing)相似,同樣需要在沖(chong)頭和(he)沖(chong)模上(shang)實施(shi)倒(dao)圓,以降低被(bei)加工(gong)成(cheng)型(xing)金(jin)屬上(shang)的(de)集中應力。在沖(chong)模設(she)計中,關(guan)于卷邊成(cheng)型(xing)以及(ji)作為(wei)落(luo)錘成(cheng)型(xing)中使金(jin)屬順利流(liu)動的(de)方法均與普(pu)通(tong)沖(chong)壓成(cheng)型(xing)相似。
1. 產品質量
采用(yong)落錘成型方法(fa)所生(sheng)產(chan)(chan)的(de)(de)工(gong)件(jian)尺寸的(de)(de)一(yi)(yi)致性,均要(yao)比其(qi)他方法(fa)生(sheng)產(chan)(chan)的(de)(de)差(cha)一(yi)(yi)些。這是因為工(gong)件(jian)所承(cheng)受的(de)(de)沖擊(ji)程(cheng)度要(yao)取決(jue)于操(cao)作(zuo)人員的(de)(de)熟練程(cheng)度,以及(ji)沖頭在局部大負荷下與(yu)工(gong)件(jian)產(chan)(chan)生(sheng)相對移位的(de)(de)緣故(gu)。然(ran)而(er),在落錘成型中,所產(chan)(chan)生(sheng)的(de)(de)彈性回彈(后(hou)效)要(yao)比其(qi)他方法(fa)較(jiao)小。其(qi)原因是由于此時工(gong)件(jian)所承(cheng)受的(de)(de)沖擊(ji)力很(hen)大,而(er)且變形速度也很(hen)快。
2. 潤滑
落(luo)錘成型所使用的(de)潤(run)滑劑,見(jian)表(biao)4-6。如(ru)果加(jia)(jia)工(gong)(gong)變(bian)形非常劇烈(lie),需(xu)要在(zai)工(gong)(gong)件(jian)的(de)兩個加(jia)(jia)工(gong)(gong)階(jie)段之間進行中間退火(huo)時(shi),則必須將(jiang)潤(run)滑劑(因(yin)為潤(run)滑劑中含有(you)石墨(mo)或(huo)硫等雜質)以(yi)及模具上(shang)的(de)鉛或(huo)鋅(xin)從(cong)加(jia)(jia)工(gong)(gong)件(jian)表(biao)面上(shang)徹底清除。如(ru)果這些雜質殘留(liu)在(zai)不銹鋼工(gong)(gong)件(jian)表(biao)面上(shang),在(zai)工(gong)(gong)件(jian)加(jia)(jia)熱時(shi)雜質將(jiang)會導(dao)致(zhi)工(gong)(gong)件(jian)表(biao)面變(bian)壞并影響其使用性能。
3. 與沖壓成型的比較
雖然(ran)沖壓成型(xing)(xing)可(ke)以迅速完成,但它(ta)是(shi)一種沖頭速度(du)和夾(jia)緊(jin)壓力(li)可(ke)以精確控制的(de)成型(xing)(xing)方(fang)法(fa)(fa)(fa)。相(xiang)反,在落錘(chui)成型(xing)(xing)過程中只能(neng)是(shi)通(tong)過突(tu)然(ran)沖擊這一途徑使(shi)工(gong)件成型(xing)(xing)。在某(mou)些應用實例中,利用落錘(chui)高速釋放能(neng)量的(de)方(fang)法(fa)(fa)(fa)可(ke)以克服工(gong)件在加(jia)工(gong)中的(de)變形(xing)難度(du)。在其他情況下,特別是(shi)那些要求坯(pi)料夾(jia)緊(jin)壓力(li)較嚴格(ge)的(de)場合(he),采用沖壓成型(xing)(xing)方(fang)法(fa)(fa)(fa)可(ke)以生產出優質而價廉(lian)的(de)零件,但此(ci)時應使(shi)用特制的(de)模具(ju)。
圖4-25所(suo)示的(de)是(shi)用(yong)落錘成型方法加工(gong)成型排(pai)氣(qi)管(guan)的(de)示意(yi)圖,成型所(suo)用(yong)的(de)工(gong)具裝置(zhi)如圖4-25左下方所(suo)示。但是(shi),由(you)于(yu)排(pai)氣(qi)管(guan)呈30°交叉,所(suo)以在(zai)交叉處易產生皺折,并且生產一個工(gong)件需要六(liu)道工(gong)序(xu),總時(shi)間為2min,因此(ci)這種成型方法是(shi)不夠理(li)想的(de)。
經(jing)過重新設計后用(yong)(yong)于一臺500t液壓(ya)式(shi)沖壓(ya)機(ji)的(de)工具,如圖4-25右(you)下方所示。用(yong)(yong)于落錘成型(xing)的(de)鋅合金沖模(mo)可以重新使用(yong)(yong)在(zai)沖壓(ya)機(ji)上(shang)(shang),但(dan)是為了經(jing)受不銹鋼(gang)沖壓(ya)成型(xing)時的(de)磨損(sun),應將沖模(mo)削平并且安(an)裝有防(fang)磨損(sun)的(de)低碳鋼(gang)護板。采(cai)用(yong)(yong)半徑為42.863mm的(de)落錘進行成型(xing)是非常(chang)適宜(yi)的(de),此時的(de)彈(dan)性(xing)回彈(dan)將變得很小。但(dan)是,在(zai)沖壓(ya)機(ji)上(shang)(shang)的(de)防(fang)止(zhi)彈(dan)性(xing)回彈(dan)的(de)沖模(mo),在(zai)尺(chi)寸(cun)上(shang)(shang)必須加深,這可以采(cai)用(yong)(yong)在(zai)沖和防(fang)磨損(sun)板之間加墊(dian)片的(de)方法來實現。
用沖壓成型方法加(jia)工(gong)的工(gong)件(jian)可(ke)以完全(quan)消除皺折,其生(sheng)產率為分(fen)鐘兩(liang)個工(gong)件(jian)。它與(yu)落(luo)錘(chui)方法比(bi)較,每生(sheng)產一個工(gong)件(jian)可(ke)節約1.5min.
這(zhe)兩種方法(fa)所(suo)用(yong)的(de)坯料均為(wei)退火后(hou)的(de)06Cr18Ni11Ti(321)型不(bu)銹(xiu)鋼,其厚度為(wei)0.711mm,面積為(wei)580mmx609.6mm.落(luo)錘成型可不(bu)采用(yong)潤滑劑(ji),沖(chong)壓(ya)成型則需使用(yong)蠟乳化液。成型后(hou)的(de)修切是在第二臺沖(chong)壓(ya)機上完(wan)成的(de)。
將落錘成型(xing)(xing)和沖壓成型(xing)(xing)進(jin)行(xing)對(dui)比,結果是落錘成型(xing)(xing)存在有皺折消除(chu)和成本降低的問(wen)題。
一般來說,落錘(chui)成(cheng)型(xing)常用于試(shi)(shi)生(sheng)產(chan)(chan),經過落錘(chui)試(shi)(shi)成(cheng)型(xing)合格(ge)后,再使用改(gai)進(jin)后的沖(chong)(chong)模,采用沖(chong)(chong)壓機進(jin)行沖(chong)(chong)壓成(cheng)型(xing)的大批量(liang)生(sheng)產(chan)(chan)。如果改(gai)進(jin)型(xing)沖(chong)(chong)模的質量(liang)和成(cheng)型(xing)效果很好,可以用于小(xiao)批量(liang)落錘(chui)成(cheng)型(xing)生(sheng)產(chan)(chan)。
圖(tu)4-26所示為(wei)用于小型飛機發動(dong)機排氣系統上的(de)一(yi)個集氣管。這種零件(jian)是(shi)用落錘成型的(de)小批量加工生產(chan)的(de)一(yi)種典型產(chan)品。其(qi)零件(jian)整(zheng)個尺寸公差(cha)為(wei)±0.813mm,角度公差(cha)為(wei)±2°,它是(shi)用厚度為(wei)0.813mm的(de)退火(huo)06Cr18Ni11Ti(321)型不銹(xiu)鋼加工成的(de)。
落(luo)錘平(ping)臺的尺寸為(wei)762mm×609.6mm,其行程為(wei)863.6mm.沖(chong)頭是(shi)用(yong)(yong)鉛制(zhi)造的,而沖(chong)模(mo)則采用(yong)(yong)鋅合(he)金制(zhi)造。毛坯料(liao)尺寸為(wei)304.8mm×228.6mm.模(mo)具的安裝時間需要1.15h,其中(zhong)(zhong)包(bao)括(kuo)落(luo)錘的清理時間。為(wei)了(le)加工(gong)(gong)(gong)成型工(gong)(gong)(gong)件,落(luo)錘需要進行5次(ci)沖(chong)擊。在(zai)落(luo)錘成型中(zhong)(zhong)橡皮是(shi)起坯料(liao)夾具的作用(yong)(yong),以(yi)便將(jiang)壓力分(fen)布在(zai)整個工(gong)(gong)(gong)件上(shang)。橡皮厚度在(zai)開始的4次(ci)沖(chong)擊中(zhong)(zhong)每次(ci)都在(zai)減薄,以(yi)便在(zai)最后一次(ci)擊中(zhong)(zhong)以(yi)沖(chong)模(mo)為(wei)底。然后,工(gong)(gong)(gong)件在(zai)沖(chong)床上(shang)用(yong)(yong)沖(chong)頭進行修切。