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沖壓成型的工藝要求三個(gè)階段
沖壓成形是指用模具直接沖制和控制好模具的沖模壓力,使金屬材料成形的過程。沖壓是用金屬模具使其成形,因此成型工藝要求是嚴(yán)格的。沖壓成形的結(jié)構(gòu)一般分為沖壓工序、沖裁工序、冷卻工序三個(gè)階段。

(1)沖壓工藝
沖壓采用熱沖壓技術(shù),用沖模在一定壓力條件下,通過變形使金屬材料成形。隨著工藝的發(fā)展,現(xiàn)在采用的成型技術(shù)有:壓入成形和壓模沖壓成形。壓入器是沖壓成形中很重要的設(shè)備,它能產(chǎn)生很大的壓力,因此需要有足夠的變形量,以保證成形順利進(jìn)行。壓入成型工藝是根據(jù)沖壓過程中金屬材料向模腔內(nèi)部的塑性變形程度來確定不同壓入器的開孔位置,使模腔內(nèi)部金屬材料逐漸變?yōu)樗苄誀顟B(tài)。模腔的開孔位置決定了模腔直徑和壓力分布。因此成型過程中模腔直徑和壓力應(yīng)根據(jù)不同情況而不同。
(2)沖裁工序
沖裁工序是沖模的沖頭、沖裁工件和板料的沖切,它是沖裁工序的起始工序。沖裁工序的目的是在保證沖模壓力不變的情況下,縮小沖頭間隙,使板料在沖裁斷面上受力均勻,保證工件的平整與尺寸精度。同時(shí)為了使板料厚度均勻,在沖裁時(shí)應(yīng)將板料在沖模前切成幾個(gè)方向,以保證板料厚度的均勻。在沖壓模具中,板料要有一定大小,一般長寬比為1:3~1:5即可;如板料較長時(shí),板料上不應(yīng)有較大孔洞。板料寬度與孔洞形狀要求不高,常用長方形板料。
(3)冷卻工序
在沖裁成形的過程中,材料在沖壓模具中得到冷卻,以達(dá)到?jīng)_壓成形的目的。這種冷卻方式叫冷卻循環(huán)。為了保證在沖裁過程中沖件處于均勻降溫狀態(tài),通常有冷卻循環(huán)和輔助冷卻兩種方式。冷卻循環(huán)對(duì)模具有利,但其阻力大,而且易使沖剪后金屬凝固不充分,導(dǎo)致廢品的產(chǎn)生;輔助冷卻的優(yōu)點(diǎn)是可以提高成形件的表面質(zhì)量及產(chǎn)品外觀質(zhì)量,但由于輔助冷卻裝置不經(jīng)濟(jì),一般采用熱交換器冷卻坯料。沖壓過程冷卻工序通常采用自動(dòng)冷卻裝置。但隨著工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步,一般采用氣動(dòng)冷卻方式(如壓力式、氣動(dòng)式等),這種方式使金屬從模具中得到均勻冷卻,以減少殘余應(yīng)力和改善沖剪質(zhì)量,且費(fèi)用較低。
(4)零件沖壓成形過程中,沖模和模具的作用主要是對(duì)金屬材料進(jìn)行加熱、冷卻和成型。
沖壓工序主要是根據(jù)金屬材料的組織和力學(xué)性能確定沖刀的沖量,采用控制沖刀的沖量來控制零件的沖裁精度,使零件得到具有一定形狀的沖裁表面。零件沖壓成型的方法很多,如沖壓法、沖裁成形法、擴(kuò)孔切縫成形法、沖壓槽成形法和圓錐零件成形等。每種方法又有其獨(dú)特的成形方法,在采用各種方法進(jìn)行沖壓成形時(shí),還必須對(duì)各種沖壓工序中產(chǎn)生的沖裁變形進(jìn)行分析研究,才能確定最佳工藝條件和程序,以保證良好的沖斷性能及質(zhì)量。對(duì)沖穿孔零件一般采用擴(kuò)孔切縫成形法;圓錐零件則是以擴(kuò)孔切縫成形法為基礎(chǔ)進(jìn)行變形而成。目前,為了降低零件的成本,越來越多地采用圓錐零件來生產(chǎn)。這種生產(chǎn)方法既能保證圓錐零件尺寸精度及表面質(zhì)量又能節(jié)約材料。
(5)沖壓工序的組織結(jié)構(gòu)應(yīng)使零件達(dá)到設(shè)計(jì)的厚度要求以及各種精度要求。
應(yīng)保證零件具有較高的精度和表面粗糙度,避免產(chǎn)生變形和裂紋,零件的厚度和表面粗糙度,可按要求進(jìn)行表面處理。沖壓工序的組織結(jié)構(gòu)應(yīng)便于檢查沖裁部位的變形,并且在保證沖裁質(zhì)量的前提下,盡量減少?zèng)_裁數(shù)量。沖裁數(shù)量越多,模具的進(jìn)給速度就越大,而且沖裁質(zhì)量也就越好。由于沖裁一般使用大型的模具,因此沖裁前要先對(duì)沖裁區(qū)進(jìn)行熱處理,以消除局部應(yīng)力,提高零件表面光潔度,減小局部變形。由于沖壓工序組織結(jié)構(gòu)特殊,其精度要求也較高;對(duì)于厚度要求較高或需精度要求高的零件,更要控制好各工序間與沖模間的間隙。因此要求沖裁工序具有良好的動(dòng)平衡和平整度。
