落錘成(cheng)(cheng)型(xing)用的(de)(de)沖(chong)(chong)(chong)頭(tou)一般(ban)都(dou)是(shi)用鉛來制(zhi)(zhi)造的(de)(de),這(zhe)是(shi)因為鉛沖(chong)(chong)(chong)頭(tou)可(ke)以(yi)在沖(chong)(chong)(chong)模(mo)上直接鑄成(cheng)(cheng);另一方(fang)面,其重量(liang)(liang)還有助于在落錘成(cheng)(cheng)型(xing)時增加沖(chong)(chong)(chong)擊(ji)能量(liang)(liang)。雖然鉛是(shi)可(ke)以(yi)重復使(shi)用的(de)(de),但是(shi)對(dui)于每個鑄造沖(chong)(chong)(chong)頭(tou)來說,它所能加工(gong)成(cheng)(cheng)型(xing)的(de)(de)工(gong)件數量(liang)(liang)還是(shi)比(bi)較少的(de)(de)(約200件)。采用塑料(liao)落錘沖(chong)(chong)(chong)頭(tou)和沖(chong)(chong)(chong)模(mo)成(cheng)(cheng)型(xing)的(de)(de)工(gong)件表面光潔度較高,這(zhe)是(shi)其他方(fang)法(fa)不能相比(bi)的(de)(de)。鋼(gang)制(zhi)(zhi)落錘沖(chong)(chong)(chong)模(mo)則(ze)用于大(da)批量(liang)(liang)生(sheng)產以(yi)及壓印(yin)和整形加工(gong)中。
落錘沖(chong)(chong)(chong)模(mo)的(de)設計(ji)通常和沖(chong)(chong)(chong)壓成(cheng)型(xing)(xing)相似,同樣需要在沖(chong)(chong)(chong)頭和沖(chong)(chong)(chong)模(mo)上實施倒圓,以降低被(bei)加(jia)工成(cheng)型(xing)(xing)金屬(shu)(shu)上的(de)集中(zhong)應力。在沖(chong)(chong)(chong)模(mo)設計(ji)中(zhong),關于卷邊成(cheng)型(xing)(xing)以及作為落錘成(cheng)型(xing)(xing)中(zhong)使金屬(shu)(shu)順利(li)流動的(de)方法(fa)均與普通沖(chong)(chong)(chong)壓成(cheng)型(xing)(xing)相似。
1. 產品質量
采(cai)用(yong)落錘(chui)成(cheng)型方法所(suo)生(sheng)(sheng)產(chan)的工件尺寸的一(yi)(yi)致性,均要(yao)比其(qi)(qi)他方法生(sheng)(sheng)產(chan)的差(cha)一(yi)(yi)些(xie)。這(zhe)是因(yin)為工件所(suo)承受的沖擊程度(du)要(yao)取決于操作人員(yuan)的熟練程度(du),以及沖頭在局部(bu)大負(fu)荷下與工件產(chan)生(sheng)(sheng)相(xiang)對移位的緣故。然而,在落錘(chui)成(cheng)型中,所(suo)產(chan)生(sheng)(sheng)的彈性回(hui)彈(后效)要(yao)比其(qi)(qi)他方法較小。其(qi)(qi)原因(yin)是由于此(ci)時工件所(suo)承受的沖擊力很(hen)(hen)大,而且(qie)變(bian)形速(su)度(du)也很(hen)(hen)快。
2. 潤滑
落錘成型(xing)所使用的(de)潤(run)滑(hua)劑,見表4-6。如(ru)果加(jia)工(gong)變(bian)形非(fei)常劇烈,需要在(zai)工(gong)件(jian)的(de)兩(liang)個加(jia)工(gong)階段(duan)之間進(jin)行中(zhong)間退火時,則必(bi)須將(jiang)潤(run)滑(hua)劑(因為潤(run)滑(hua)劑中(zhong)含(han)有石(shi)墨(mo)或硫等雜質)以及(ji)模具上(shang)的(de)鉛或鋅從加(jia)工(gong)件(jian)表面(mian)上(shang)徹底清(qing)除。如(ru)果這些雜質殘留在(zai)不銹鋼工(gong)件(jian)表面(mian)上(shang),在(zai)工(gong)件(jian)加(jia)熱時雜質將(jiang)會導(dao)致工(gong)件(jian)表面(mian)變(bian)壞并影響其使用性(xing)能。

3. 與沖壓成(cheng)型的(de)比較
雖然(ran)沖(chong)壓(ya)成(cheng)型(xing)(xing)可(ke)以迅(xun)速完成(cheng),但它是一種沖(chong)頭(tou)速度(du)和夾緊壓(ya)力可(ke)以精確(que)控制(zhi)的(de)成(cheng)型(xing)(xing)方法(fa)。相反,在(zai)落錘(chui)成(cheng)型(xing)(xing)過程中(zhong)只能是通過突然(ran)沖(chong)擊(ji)這一途徑使(shi)工(gong)件成(cheng)型(xing)(xing)。在(zai)某些(xie)應用(yong)實例中(zhong),利用(yong)落錘(chui)高(gao)速釋放能量的(de)方法(fa)可(ke)以克(ke)服工(gong)件在(zai)加(jia)工(gong)中(zhong)的(de)變形難(nan)度(du)。在(zai)其他情(qing)況(kuang)下,特(te)(te)別(bie)是那些(xie)要求(qiu)坯料夾緊壓(ya)力較嚴(yan)格的(de)場合,采用(yong)沖(chong)壓(ya)成(cheng)型(xing)(xing)方法(fa)可(ke)以生產出優(you)質而價(jia)廉(lian)的(de)零件,但此時應使(shi)用(yong)特(te)(te)制(zhi)的(de)模具(ju)。
圖4-25所(suo)(suo)示(shi)的(de)(de)是用落錘成型方法(fa)加(jia)工成型排(pai)氣管的(de)(de)示(shi)意(yi)圖,成型所(suo)(suo)用的(de)(de)工具裝置如圖4-25左下方所(suo)(suo)示(shi)。但是,由于排(pai)氣管呈30°交(jiao)叉,所(suo)(suo)以(yi)在交(jiao)叉處易產(chan)生皺(zhou)折,并(bing)且生產(chan)一個工件需要六道工序(xu),總時間為2min,因此這種成型方法(fa)是不夠理想的(de)(de)。
經(jing)(jing)過重新設(she)計后用(yong)(yong)于一(yi)臺500t液壓式沖(chong)(chong)壓機的(de)工具,如(ru)圖4-25右下方所示。用(yong)(yong)于落(luo)錘成型(xing)的(de)鋅合金沖(chong)(chong)模(mo)可(ke)以重新使用(yong)(yong)在(zai)沖(chong)(chong)壓機上(shang),但是為了經(jing)(jing)受不銹(xiu)鋼(gang)沖(chong)(chong)壓成型(xing)時的(de)磨(mo)損(sun),應將沖(chong)(chong)模(mo)削平并且安裝(zhuang)有防磨(mo)損(sun)的(de)低碳鋼(gang)護板。采用(yong)(yong)半徑(jing)為42.863mm的(de)落(luo)錘進行(xing)成型(xing)是非常適宜的(de),此時的(de)彈(dan)性回彈(dan)將變得很小。但是,在(zai)沖(chong)(chong)壓機上(shang)的(de)防止彈(dan)性回彈(dan)的(de)沖(chong)(chong)模(mo),在(zai)尺寸上(shang)必須加(jia)深,這可(ke)以采用(yong)(yong)在(zai)沖(chong)(chong)和防磨(mo)損(sun)板之間加(jia)墊片的(de)方法來實(shi)現。

用沖(chong)壓成型方法加工(gong)的工(gong)件(jian)可(ke)(ke)以完全消(xiao)除皺折(zhe),其(qi)生產率為分鐘兩(liang)個(ge)工(gong)件(jian)。它與落錘方法比(bi)較,每生產一個(ge)工(gong)件(jian)可(ke)(ke)節約(yue)1.5min.
這兩種方法(fa)所用(yong)的坯料均為退火(huo)后的06Cr18Ni11Ti(321)型不銹鋼,其(qi)厚度(du)為0.711mm,面(mian)積為580mmx609.6mm.落錘成型可不采用(yong)潤滑劑,沖壓成型則(ze)需使(shi)用(yong)蠟(la)乳化液。成型后的修(xiu)切是在第二臺(tai)沖壓機上完成的。
將落錘成(cheng)型和(he)沖壓成(cheng)型進行(xing)對(dui)比,結果是落錘成(cheng)型存(cun)在有皺折(zhe)消除和(he)成(cheng)本降低的問題。
一般來說,落錘成(cheng)型(xing)常(chang)用于試生(sheng)產,經過(guo)落錘試成(cheng)型(xing)合格后,再使用改進(jin)(jin)后的沖(chong)模(mo),采用沖(chong)壓機(ji)進(jin)(jin)行沖(chong)壓成(cheng)型(xing)的大(da)批量(liang)生(sheng)產。如(ru)果改進(jin)(jin)型(xing)沖(chong)模(mo)的質量(liang)和成(cheng)型(xing)效果很好,可以用于小批量(liang)落錘成(cheng)型(xing)生(sheng)產。

圖4-26所示(shi)為用于小型飛機發(fa)動機排氣系統上的一個集氣管。這種零件(jian)是用落錘成(cheng)型的小批(pi)量(liang)加(jia)工(gong)生(sheng)產的一種典(dian)型產品。其零件(jian)整個尺寸公差(cha)為±0.813mm,角度公差(cha)為±2°,它是用厚度為0.813mm的退火(huo)06Cr18Ni11Ti(321)型不銹鋼加(jia)工(gong)成(cheng)的。
落(luo)(luo)錘平(ping)臺的尺(chi)寸(cun)為(wei)762mm×609.6mm,其行程為(wei)863.6mm.沖(chong)(chong)頭是(shi)用鉛制造的,而沖(chong)(chong)模(mo)則采用鋅合金制造。毛坯料尺(chi)寸(cun)為(wei)304.8mm×228.6mm.模(mo)具(ju)的安裝時(shi)間(jian)需(xu)要(yao)1.15h,其中包括落(luo)(luo)錘的清理時(shi)間(jian)。為(wei)了加工(gong)成型工(gong)件(jian),落(luo)(luo)錘需(xu)要(yao)進行5次沖(chong)(chong)擊(ji)。在(zai)(zai)落(luo)(luo)錘成型中橡皮(pi)是(shi)起坯料夾具(ju)的作用,以便將壓力(li)分(fen)布在(zai)(zai)整個工(gong)件(jian)上。橡皮(pi)厚度在(zai)(zai)開始的4次沖(chong)(chong)擊(ji)中每次都(dou)在(zai)(zai)減薄,以便在(zai)(zai)最(zui)后(hou)一次擊(ji)中以沖(chong)(chong)模(mo)為(wei)底。然后(hou),工(gong)件(jian)在(zai)(zai)沖(chong)(chong)床上用沖(chong)(chong)頭進行修(xiu)切。

