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沖壓加工有何特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)
沖壓加工,是指通過(guò)沖壓模具將零件進(jìn)行彎曲變形,并在完成沖裁后將零件進(jìn)行沖壓成形的加工方法。沖壓加工過(guò)程主要包括沖壓前準(zhǔn)備、沖壓成形后后成形四個(gè)階段。沖壓模具材料可根據(jù)產(chǎn)品形狀選擇相應(yīng)的沖壓成形方法,沖壓加工還可獲得各種復(fù)雜形狀多樣、精度較高而且尺寸精度較高的零件組織形狀輪廓的成形方法——沖壓成形(crystal)。沖壓加工方式有手工沖裁、機(jī)械壓花以及其他各種先進(jìn)成形方法。

1、成形條件
對(duì)于金屬零件來(lái)說(shuō),成形條件主要包括以下幾個(gè)方面:材料選擇(材料結(jié)構(gòu))、成形速度)以及成形模具的材料特性(熱膨脹系數(shù)與收縮系數(shù))等。在成形條件相同的情況下成形速度對(duì)零件結(jié)構(gòu)有直接影響,如果成形速度越高,則對(duì)結(jié)構(gòu)越不利,反之,成形速度越低則對(duì)結(jié)構(gòu)越有利。成形條件與材料及成形工藝有關(guān),主要包括材料準(zhǔn)備及加熱溫度與時(shí)間等。根據(jù)成形條件來(lái)確定材料和溫度,是比較容易實(shí)現(xiàn)的基本工序之一。若材料和溫度控制不佳或不能獲得所需尺寸或形狀組織(如截面或表面)等要求時(shí),則不適宜進(jìn)行成形加工。
2、模具材料
目前,根據(jù)沖壓工藝的要求、沖壓成型件的形狀,沖壓模具可分為平面模具和曲面模具。平面沖壓模的成形過(guò)程是通過(guò)成型件的平面角度變化實(shí)現(xiàn)的。平面沖壓??梢圆捎娩撃;蜩T鐵模,還可以采用合金鋼模。與傳統(tǒng)的平面模具相比,平面沖壓模具有以下優(yōu)點(diǎn):
①適用于多種產(chǎn)品沖壓;
②使用壽命長(zhǎng);
③體積小;
④便于裝配;
⑤成本低;
⑥模具重量輕;
⑦安裝簡(jiǎn)便;
⑧便于加工大面積凹凸面;
⑨表面光滑;
⑩便于加工表面硬化層的局部缺陷修復(fù)與更換等。
與平面沖模相比,曲面沖模所需生產(chǎn)周期短;曲率半徑大;沖壓件重量輕;因此制造成本較低;曲率半徑越大生產(chǎn)成本越高;曲率半徑越小生產(chǎn)成本越低;但是隨著曲率半徑逐漸減小而造成變形量減小和結(jié)構(gòu)變化等情況發(fā)生,這種變形量增大和結(jié)構(gòu)變化將對(duì)整體成形造成不良影響。
3、成形組織
當(dāng)零件的形狀變化很大時(shí),沖裁和成形的難度都大大增加。在這種情況下,零件的成形組織就顯得非常重要了,尤其是在成形時(shí)所需要滿足的幾何形狀變化很大的情況下,沖裁成形就顯得更加重要了。對(duì)各種復(fù)雜形狀零件而言,沖裁成形的組織一般可以分為內(nèi)沖和外沖。內(nèi)沖一般是指在沖壓模具下表面部分,形成連續(xù)的凹凸形狀或凸凹形內(nèi)的成形組織;外沖則是指在整個(gè)板材或部分卷制下形成內(nèi)凹或外凸形狀或凸凹形外的成形組織;也有直接進(jìn)行局部沖壓成形的。不同類型產(chǎn)品形狀變化有不同原則和特點(diǎn),為了獲得質(zhì)量?jī)?yōu)良的產(chǎn)品性能,就必須根據(jù)各種不同形狀要求選擇相應(yīng)的成形方法和材料并獲得滿足要求的成形組織,一般稱為成形組織(crystal)。
4、加工質(zhì)量
零件的成型質(zhì)量是指在沖壓成形過(guò)程中,板材間的結(jié)合方式、金屬材料的流動(dòng)速度以及成形變形的程度和形狀等方面的質(zhì)量。沖壓成形件與其他零件相比存在著很大的差異,如形狀多變,零件外形不穩(wěn)定,生產(chǎn)周期長(zhǎng)等。因此,生產(chǎn)中必須注意各方面的質(zhì)量問題并采取相應(yīng)質(zhì)量措施以保證沖壓加工過(guò)程的質(zhì)量。為了保證沖壓過(guò)程達(dá)到加工質(zhì)量要求,應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和實(shí)際要求選擇合適的沖壓工藝方法;此外,為保證所采用的沖壓工藝設(shè)備適合于各種型號(hào)結(jié)構(gòu)件和零件類型,還必須注意選型設(shè)備是否滿足所用模具的要求等方面進(jìn)行綜合考慮;此外,為保證沖壓成型零件與其它零件間連接緊密無(wú)裂紋等損傷及保證其形狀與尺寸均勻等方面進(jìn)行綜合考慮也是必要的工作工序。在沖壓過(guò)程中所發(fā)生的變形及成形時(shí)因金屬材料流動(dòng)速度與其他機(jī)械零部件發(fā)生碰撞產(chǎn)生的沖力而造成的拉伸變形、彎曲變形以及尺寸控制和表面質(zhì)量變化是沖壓成形工藝過(guò)程中必須考慮到或解決的問題,其中涉及到各零件配合以及各工序進(jìn)行配合、壓緊壓力控制大小以及刀具選用對(duì)最終結(jié)果影響等方面問題。
5、工序要求
沖壓加工中工序要求主要包括:
(1)表面質(zhì)量要求:板材表面必須平滑美觀、無(wú)氣孔和夾渣,且無(wú)砂眼;
板材邊緣應(yīng)平整光潔,無(wú)毛刺,且不得有劃痕或劃傷;
板材邊緣的粗糙度不得大于 Ra0.05μ m;鋼板邊沿必須平滑平直,無(wú)波紋;
板材厚度必須均勻一致;
成型板厚度必須符合要求;
成型板表面應(yīng)平整光潔,無(wú)氧化和砂眼和油斑。
