沖壓

Nov 20, 2020

沖壓是一種冷沖壓加工方式,系借助于標(biāo)準(zhǔn)或?qū)S脹_壓設(shè)備的動(dòng)力重?fù)舨牧希ń饘倩蚍墙饘伲瑢⑵洳们?、折彎或塑造成模具所?guī)范的成品形狀與尺寸中。沖壓加工大致可區(qū)分成剪切、彎曲、成型及引申等幾種不同的加工型式。沖壓所用的機(jī)床稱(chēng)為沖床,而所用的模具則稱(chēng)為沖壓模具。沖壓通常是在冷金屬板上進(jìn)行的, 鍛造對(duì)熱的屬進(jìn)行成型。因?yàn)楹?jiǎn)體字中用“沖”代替“沖”,所以在繁體的文字使用上有時(shí)會(huì)被誤用為“沖壓”,實(shí)為“沖壓”

歷史

十九世紀(jì)八十年代, 大規(guī)模量產(chǎn)的自行車(chē)運(yùn)用了沖壓零件。沖壓替代模鍛和機(jī)械加工, 導(dǎo)致成本大大降低。雖然不像模具鍛造零件那么堅(jiān)固, 但沖壓零件的質(zhì)量已經(jīng)足夠好。1890, 從德國(guó)進(jìn)口到美國(guó)的沖壓自行車(chē)零件,美國(guó)公司隨后開(kāi)始擁有由美國(guó)機(jī)床制造商制造的沖壓機(jī)床,通過(guò)研究和開(kāi)發(fā)westtern wheel沖壓制造大多數(shù)自行車(chē)零件。幾家汽車(chē)制造商在福特汽車(chē)公司之前采用了沖壓件。亨利?福特曾拒絕他的工程師使用沖壓零件的建議, 但因公司不能滿足模具鍛件的需求, 福特只好使用沖壓件。

加工

沖壓主要是按工藝分類(lèi),可分為分離工序和成形工序兩大類(lèi)。分離工序也稱(chēng)沖裁,其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離,同時(shí)保證分離斷面的質(zhì)量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形,制成所需形狀和尺寸的工件。在實(shí)際生產(chǎn)中,常常是多種工序綜合應(yīng)用于一個(gè)工件。沖裁、彎曲、剪切、拉伸、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。

分離工序

是使用模具分離材料的一種基本沖壓工序,它可以直接制成平板零件或?yàn)槠渌麤_壓工序如彎曲、拉深、成形等準(zhǔn)備毛坯,也可以在已成形的沖壓件上進(jìn)行切口、修邊等。沖裁廣泛用于汽車(chē)、家用電器、電子、儀器儀表、機(jī)械、鐵道、通信、化工、輕工、紡織以及航空航天等工業(yè)部門(mén)。沖裁加工約占整個(gè)沖壓加工工序的50%60%

成形工序

折彎-將金屬板材、管件和型材彎成一定角度、曲率和形狀的塑性成型方法。彎曲是沖壓件生產(chǎn)中廣泛采用的主要工序之一。金屬材料的彎曲實(shí)質(zhì)上是一個(gè)彈塑性變形過(guò)程,在卸載后,工件會(huì)產(chǎn)生方向的彈性恢復(fù)變形,稱(chēng)回彈?;貜椨绊懝ぜ木?,是彎曲工藝必須考慮的技術(shù)關(guān)鍵。


翻邊-翻邊是沿曲線或直線將薄板坯料邊部或坯料上預(yù)制孔邊部窄帶區(qū)域的材料彎折成豎邊的塑性加工方法。翻邊主要用于零件的邊部強(qiáng)化,去除切邊以及在零件上制成與其他零件裝配、連接的部位或具有復(fù)雜特異形狀、合理空間的立體零件,同時(shí)提高零件的剛度。在大型鈑金成形時(shí),也可作為控制破裂或折皺的手段。所以在汽車(chē)、航空、航天、電子及家用電器等工業(yè)部門(mén)中得到十分廣泛的應(yīng)用

拉伸-拉深也稱(chēng)拉延或壓延,是利用模具使沖裁后得到的平板坯料變成開(kāi)口的空心零件的沖壓加工方法。 用拉深工藝可以制成筒形、階梯形、錐形、球形、盒形和其他不規(guī)則形狀的薄壁零件。如果與其他沖壓成形工藝配合,還可制造形狀極為復(fù)雜的零件。在沖壓生產(chǎn)中,拉深件的種類(lèi)很多。由于其幾何形狀特點(diǎn)不同,變形區(qū)的位置、變形的性質(zhì)、變形的分布以及坯料各部位的應(yīng)力狀態(tài)和分布規(guī)律有著相當(dāng)大的、甚至是本質(zhì)的差別。所以工藝參數(shù)、工序數(shù)目與順序的確定方法及模具設(shè)計(jì)原則與方法都不一樣。各種拉深件按變形力學(xué)的特點(diǎn)可分為直壁回轉(zhuǎn)體(圓筒形件)、直壁非回轉(zhuǎn)體(盒形體)、曲面回轉(zhuǎn)體(曲面形狀零件)和曲面非回轉(zhuǎn)體等四種類(lèi)型

整形-整形是利用既定的磨具形狀對(duì)產(chǎn)品的外形進(jìn)行二次修整。主要體現(xiàn)在壓平面、彈腳等。針對(duì)部分材料存在彈性,無(wú)法保證一次成型品質(zhì)時(shí),采用的再次加工。


縮口-縮口是一種將已經(jīng)拉伸好的無(wú)凸緣空心件或管坯開(kāi)口端直徑縮小的沖壓方法??s口前、后工件端部直徑變化不宜過(guò)大,否則端部材料會(huì)因受壓縮變形劇烈而起皺。因此,由較大直徑縮成很小直徑的頸口,往往需要多次縮口。

旋壓-旋壓是一種金屬回轉(zhuǎn)加工工藝。在加工過(guò)程中,坯料隨旋壓模主動(dòng)旋轉(zhuǎn)或旋壓頭繞坯料與旋壓模主動(dòng)旋轉(zhuǎn),旋壓頭相對(duì)芯模和坯料作進(jìn)給運(yùn)動(dòng),使坯料產(chǎn)生連續(xù)局部變形而獲得所需空心回轉(zhuǎn)體零件。

沖孔和切割也能被認(rèn)為是沖壓工藝,多工位級(jí)進(jìn)模是集合了上面成型工藝的一套模具。

沖壓潤(rùn)滑

摩擦過(guò)程產(chǎn)生摩擦力, 需要使用潤(rùn)滑劑來(lái)保護(hù)刀具和模具表面不被劃傷或擦傷。該潤(rùn)滑劑還保護(hù)鈑金件和成品部分從相同的表面磨損, 以及促進(jìn)彈性物質(zhì)流防止開(kāi)口, 撕裂或起皺。有各種各樣的潤(rùn)滑劑,包括植物油,礦物油,動(dòng)物脂肪或豬油,石墨,肥皂,基于干膜的壓克力(丙烯酸)。行業(yè)的最新技術(shù)是基于聚合物的合成潤(rùn)滑油也稱(chēng)為無(wú)油潤(rùn)滑劑或非石油潤(rùn)滑油。術(shù)語(yǔ)"水性"潤(rùn)滑劑指的是更大的范疇,還包括更多的基于傳統(tǒng)的油和脂肪化合物。

模擬

金屬板料成形模擬技術(shù)能計(jì)算金屬板材沖壓的過(guò)程并且預(yù)測(cè)常見(jiàn)缺陷,如分裂、皺紋、回彈和材料變薄。也稱(chēng)為成形模擬,該技術(shù)是非線性有限元分析的具體應(yīng)用。在制造業(yè)中成型模擬技術(shù)有很多優(yōu)點(diǎn),特別是對(duì)上市時(shí)間、成本和精益制造非常關(guān)鍵的汽車(chē)行業(yè)。Aberdeen research 公司最近的研究(2006年10月)發(fā)現(xiàn),最有效的制造商愿意花更多的時(shí)間提前模擬并獲得結(jié)果。

成形模擬技術(shù)被鈑金設(shè)計(jì)者或沖壓模制造商來(lái)模擬沖壓工藝的過(guò)程與結(jié)果,而不需要制造出真實(shí)的模具。只花很少的費(fèi)用,就能在PC機(jī)的虛擬環(huán)境中模擬任何金屬薄板的沖壓成形過(guò)程。鈑金零件沖壓成形仿真的結(jié)果讓設(shè)計(jì)師很快評(píng)估設(shè)計(jì)并優(yōu)化零件設(shè)計(jì)以進(jìn)行低成本制造。

微沖壓

傳統(tǒng)意義上,鈑金沖壓是應(yīng)用在宏觀大尺寸的行業(yè)如車(chē)輛,航空器,包裝材料,微型化的趨勢(shì)使得沖壓研究進(jìn)入到小尺寸緊密行業(yè)。2000年早期的微沖壓的發(fā)展建立于美國(guó)西北大學(xué)在2010年代測(cè)試微彎?rùn)C(jī),微沖壓工藝?yán)^續(xù)被認(rèn)為是機(jī)械加工和化學(xué)腐蝕的替代可選方案。微沖壓應(yīng)用實(shí)例有:電子連接器,微型網(wǎng)篩,微型開(kāi)關(guān),電子槍的微型杯子,手表零件,手持設(shè)備零件和醫(yī)療設(shè)備。但是,在全面實(shí)施之前關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題必須解決如品質(zhì)控制,大量生產(chǎn)和材料屬性研究。

實(shí)際應(yīng)用行業(yè)

航太;農(nóng)業(yè);軍火工業(yè);大家電;小家電;汽車(chē);商業(yè);建筑;電子;暖通空調(diào);草坪護(hù)理及設(shè)備;照明;門(mén)鎖五金;海軍;醫(yī)療;管路系統(tǒng);電力儲(chǔ)存;能源工具;小型引擎。

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