【制造工艺】冲压件简介
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我们知道钢材中,有60~70%是板材,其中大部分是经过冲压制成成品。汽车的车身、底盘、油箱、散热器片,锅炉的汽包、容器的壳体、电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中,也有大量冲压件。
冲压件与铸件、锻件相比,具有薄、匀、轻、强的特点。冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件,以提高其刚性。由于采用精密模具,工件精度可达微米级,且重复精度高、规格一致,可以冲压出孔窝、凸台等。
冷冲压件一般不再经切削加工,或仅需要少量的切削加工。热冲压件精度和表面状态低于冷冲压件,但仍优于铸件、锻件,切削加工量少。
冲压是高效的生产方法,采用复合模,尤其是多工位级进模,可在一台压力机上完成多道冲压工序,实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。生产效率高,劳动条件好,生产成本低,一般每分钟可生产数百件。
冲压主要是按工艺分类,可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁,其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离,同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形,制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中,常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。 冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大,要求冲压材料厚度精确、均匀;表面光洁,无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等;屈服强度均匀,无明显方向性;均匀延伸率高;屈强比低;加工硬化性低。
重要因素
在实际生产中,常用与冲压过程近似的工艺性试验,如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料的冲压性能,以保证成品质量和高的合格率。
模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间,这就延长了新冲压件的生产准备时间。
模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具(供小批量生产)、复合模、多工位级进模(供大量生产),以及研制快速换模装置,可减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间,能使适用于减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间,能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。
冲压设备除了厚板用水压机成形外,一般都采用机械压力机。以现代高速多工位机械压力机为中心,配置开卷、矫平、成品收集、输送等机械以及模具库和快速换模装置,并利用计算机程序控制,可组成高生产率的自动冲压生产线。
在每分钟生产数十、数百件冲压件的情况下,在短暂时间内完成送料、冲压、出件、排废料等工序,常常发生人身、设备和质量事故。因此,冲压中的安全生产是一个非常重要的问题。
一般工件在冲压过程中,由于冲压过程中,尤其是在冷锻冲压加工过程中,温度会很快升高,必须加润滑油润滑,如果不使用润滑而直接冲压,除工件光洁度受到影响外,模具寿命将缩短,同时精度降低,为此模具方面的改进将投入大量费用。正是由于此种原因,所以在冷锻冲压中必须要冲压润滑。在金属冲压成型方面,很薄的一层爱美可水基冲压润滑剂就可以保护模具,因此润滑剂用量会减少50%以上,而且避免了用量过多带来的浪费,还解决了车间整洁问题。模具在冲压过程中由于摩擦会产生热,这种高性能的润滑剂会自动粘着于受热的关键部位,保护模具,平均减少25%的模具抛光停机时间。焊接-组装,表面没有油的部件便于焊接和组装。研究和实践表明爱美可金属极惰性气体电弧焊,钨极气体保护电弧焊,电阻焊的应用上都有上佳结果。
特点
冲压件主要是将金属或非金属板料,借助压力机的压力,通过冲压模具冲压加工成形的,它主要有以下特点:
(1) 冲压件是在材料消耗不大的前提下,经冲压制造出来的,其零件重量轻、刚度好,并且板料经过塑性变形后,金属内部的组织结构得到改善,使冲压件强度有所提高。
(2)冲压件具有较高的尺寸精度,同模件尺寸均匀一致,有较好的互换性。不需要进一步机械加工即可满足一般的装配和使用要求。
(3)冲压件在冲压过程中,由于材料的表面不受破坏,故有较好的表面质量,外观光滑美观,这为表面喷漆、电镀、磷化及其他表面处理提供了方便条件。
设计的原则
(1)设计的冲压件必须满足产品使用和技术性能,并能便于组装及修配。
(2)设计的冲压件必须有利于提高金属材料的利用率,减少材料的品种和规格,尽可能降低材料的消耗。在允许的情况下采用价格低廉的材料,尽可能使零件做到无废料及少废料冲裁。
(3)设计的冲压件必须形状简单,结构合理,以有利于简化模具结构、简化工序数量,即用最少、最简单的冲压工序完成整个零件的加工,减少再用其他方法加工,并有利于冲压操作,便于组织实现机械化与自动化生产,以提高劳动生产率。
(4)设计的冲压件,在保证能正常使用情况下,尽量使尺寸精度等级及表面粗糙度等级要求低一些,并有利于产品的互换,减少废品、保证产品质量稳定。
(5)设计的冲压件,应有利于尽可能使用现有设备、工艺装备和工艺流程对其进行加工,并有利于冲模使用寿命的延长。
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