沖壓件是靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力,使之產(chǎn)生塑性變形或分離,從而獲得所需形狀和尺寸的工件(沖壓件)的成形加工方法。沖壓和鍛造同屬塑性加工(或稱壓力加工),合稱鍛壓。沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶。
全世界的鋼材中,有60~70%是板材,其中大部分是經(jīng)過沖壓制成成品。汽車的車身、底盤、油箱、散熱器片,鍋爐的汽包、容器的殼體、電機、電器的鐵芯硅鋼片等都是沖壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機械、生活器皿等產(chǎn)品中,也有大量沖壓件。
沖壓件與鑄件、鍛件相比,具有薄、勻、輕、強的特點。沖壓可制出其他方法難于制造的帶有加強筋、肋、起伏或翻邊的工件,以提高其剛性。由于采用精密模具,工件精度可達微米級,且重復精度高、規(guī)格一致,可以沖壓出孔窩、凸臺等。
冷沖壓件一般不再經(jīng)切削加工,或僅需要少量的切削加工。熱沖壓件精度和表面狀態(tài)低于冷沖壓件,但仍優(yōu)于鑄件、鍛件,切削加工量少。
沖壓是高效的生產(chǎn)方法,采用復合模,尤其是多工位級進模,可在一臺壓力機上完成多道沖壓工序,實現(xiàn)由帶料開卷、矯平、沖裁到成形、精整的全自動生產(chǎn)。生產(chǎn)效率高,勞動條件好,生產(chǎn)成本低,一般每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件。
沖壓主要是按工藝分類,可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序也稱沖裁,其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離,同時保證分離斷面的質(zhì)量要求。沖壓用板料的表面和內(nèi)在性能對沖壓成品的質(zhì)量影響很大,要求沖壓材料厚度精確、均勻;表面光潔,無斑、無疤、無擦傷、無表面裂紋等;屈服強度均勻,無明顯方向性;均勻延伸率高;屈強比低;加工硬化性低。
沖壓件主要是將金屬或非金屬板料,借助壓力機的壓力,通過沖壓模具沖壓加工成形的,它主要有以下特點:
⑴ 沖壓件是在材料消耗不大的前提下,經(jīng)沖壓制造出來的,其零件重量輕、剛度好,并且板料經(jīng)過塑性變形后,金屬內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)得到改善,使沖壓件強度有所提高。
⑵沖壓件具有較高的尺寸精度,同模件尺寸均勻一致,有較好的互換性。不需要進一步機械加工即可滿足一般的裝配和使用要求。
⑶沖壓件在沖壓過程中,由于材料的表面不受破壞,故有較好的表面質(zhì)量,外觀光滑美觀,這為表面噴漆、電鍍、磷化及其他表面處理提供了方便條件。
設計原則
⑴設計的沖壓件必須滿足產(chǎn)品使用和技術(shù)性能,并能便于組裝及修配。
⑵設計的沖壓件必須有利于提高金屬材料的利用率,減少材料的品種和規(guī)格,盡可能降低材料的消耗。在允許的情況下采用價格低廉的材料,盡可能使零件做到無廢料及少廢料沖裁。
⑶設計的沖壓件必須形狀簡單,結(jié)構(gòu)合理,以有利于簡化模具結(jié)構(gòu)、簡化工序數(shù)量,即用最少、最簡單的沖壓工序完成整個零件的加工,減少再用其他方法加工,并有利于沖壓操作,便于組織實現(xiàn)機械化與自動化生產(chǎn),以提高勞動生產(chǎn)率。
⑷設計的沖壓件,在保證能正常使用情況下,盡量使尺寸精度等級及表面粗糙度等級要求低一些,并有利于產(chǎn)品的互換,減少廢品、保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
⑸設計的沖壓件,應有利于盡可能使用現(xiàn)有設備、工藝裝備以及工藝流程對其進行加工,并有利于沖模使用壽命的延長。
常見問題處理
1,粘合、刮痕:由于材料與凸?;虬寄DΣ炼谥萍蛘吣>弑砻娉霈F(xiàn)的不良;
2,毛刺:主要發(fā)生于剪切模和落料模,刃口之間的間隙或大或小時會產(chǎn)毛刺;
3,線偏移:制件成形時,首先與模具接觸的部位被擠壓并形成了一條線;
4,凸凹:開卷線有異物(鐵屑、膠皮、灰塵)混入引起凸凹;
5,曲折:由于應力不均勻、拉延筋匹配不良或者壓機滑塊控制不良等造成制件r角部位或者壓花部位發(fā)生曲折、應變;
6,皺紋:由于壓機滑塊調(diào)整不良、壓機精度低、氣墊壓力調(diào)整不合適、沖頭或者r部位大等原因引起邊緣或r部位皺紋。
7.其他具體問題:在日常生產(chǎn)中,會遇到?jīng)_孔尺寸偏大或偏小(有可能超出規(guī)格要求)以及與凸模尺寸相差較大的情形,除考慮成形凸、凹模的設計尺寸、加工精度及沖裁間隙等因素外,還應從以下幾個方面考慮去解決。
⑴.沖切刃口磨損時,材料所受拉應力增大,沖壓件產(chǎn)生翻料、扭曲的趨向加大。產(chǎn)生翻料時,沖孔尺寸會趨小。
⑵.對材料的強壓,使材料產(chǎn)生塑性變形,會導致沖孔尺寸趨大。而減輕強壓時,沖孔尺寸會趨小。
⑶.凸模刃口端部形狀。如端部修出斜面或弧形,由于沖裁力減緩,沖件不易產(chǎn)生翻料、扭曲,因此,沖孔尺寸會趨大。而凸模端部為平面(無斜面或弧形)時,沖孔尺寸相對會趨小。
8.抑制沖壓件產(chǎn)生翻料、扭曲的方法
⑴.合理的模具設計。在級進模中,下料順序的安排有可能影響到?jīng)_壓件成形的精度。針對沖壓件細小部位的下料,一般先安排較大面積之沖切下料,再安排較小面積的沖切下料,以減輕沖裁力對沖壓件成形的影響。
⑵.壓住材料??朔鹘y(tǒng)的模具設計結(jié)構(gòu),在卸料板上開出容料間隙(即模具閉合時,而材料又可被壓緊。關(guān)鍵成形部位,卸料板一定做成鑲塊式結(jié)構(gòu),以方便解決長時間沖壓所導致卸料板壓料部位產(chǎn)生的磨(壓)損,而無法壓緊材料。
⑶.增設強壓功能。即對卸料鑲塊壓料部加厚尺寸(正常的卸料鑲塊厚H+0.03mm),以增加對凹模側(cè)材料的壓力,從而抑制沖切時沖壓件產(chǎn)生翻料、扭曲變形。
⑷.凸模刃口端部修出斜面或弧形。這是減緩沖裁力的有效方法。減緩沖裁力,即可減輕對凹模側(cè)材料的拉伸力,從而達到抑制沖壓件產(chǎn)生翻料、扭曲的效果。
⑸.日常模具生產(chǎn)中,應注意維護沖切凸、凹模刃口的鋒利度。當沖切刃口磨損時,材料所受拉應力將增大,從而沖壓件產(chǎn)生翻料、扭曲的趨向加大。
⑹.沖裁間隙不合理或間隙不均也是產(chǎn)生沖壓件翻料、扭曲的原因,需加以克服。
尺寸公差
《GB/T13914-2002 沖壓件尺寸公差》規(guī)定了沖壓件的尺寸公差。按照平?jīng)_壓件和成形沖壓件分別規(guī)定了尺寸公差。沖壓件的尺寸公差數(shù)值與沖壓件尺寸和板厚兩個尺寸有關(guān),另一方面與精度等級有關(guān)。
平?jīng)_壓件尺寸公差:分為11個等級,用ST1至ST11表示,其中ST表示平?jīng)_壓件尺寸公差,公差等級代號用阿拉伯數(shù)字表示。從ST1到ST11精度等級依次降低。
成形沖壓件尺寸公差:成形沖壓件分為10個精度等級,用FT1到FT10表示,其中FT表示成形沖壓件尺寸公差,阿拉伯數(shù)字表示公差等級。從FT1到FT10精度等級依次降低。
沖壓件極限偏差:孔尺寸按下偏差為0,上偏差為下偏差加尺寸公差;軸尺寸規(guī)定上偏差為基本偏差,數(shù)值為0,下偏差為上偏差減去尺寸公差。對于孔中心距,孔邊距,彎曲、拉深的長度、高度等上下偏差規(guī)定為尺寸公差的一半。
特性應用編輯
沖壓件是借助于常規(guī)或?qū)S脹_壓設備的動力,使板料在模具里直接受到變形力并進行變形,從而獲得一定形狀,尺寸和性能的產(chǎn)品零件的生產(chǎn)技術(shù)。板料,模具和設備是沖壓加工的三要素。沖壓加工是一種金屬冷變形加工方法。所以,被稱之為冷沖壓或板料沖壓,簡稱沖壓。它是金屬塑性加工(或壓力加工)的主要方法之一,也隸屬于材料成型工程技術(shù)。
環(huán)球的鋼材中,有50~60%是板材制成的,此中大部分是經(jīng)過沖壓榨成的成品。汽車的車身、散熱器片,汽鍋的汽包、容器的殼體、電機、電器的鐵芯硅鋼片等但凡沖壓加工的。儀器儀表、家用電器、辦公呆板、保管器皿等產(chǎn)品中,也有大量沖壓件。沖壓是高效的臨蓐舉措,采取復合模,異常是多工位級進模,可在一臺壓力機上完成多道沖壓技術(shù)操作,完成材料的自動生成。生成速度快,休息時間長,臨蓐成本低,集體每分鐘可臨蓐數(shù)百件,受到許多加工廠的喜愛。
沖壓件與鑄件、鍛件斗勁,存在薄、勻、輕、強的特性。沖壓可制出此熟手徑難于制造的帶有增強筋、肋、盤曲或翻邊的工件,以提高其剛性。由于駁回粗糙模具,工件精度可達微米級,且精度高、規(guī)格一致,能夠沖壓出孔窩、凸臺等。在實際生產(chǎn)中,常用與沖壓過程近似的工藝性試驗,如拉深性能試驗、脹形性能試驗等檢驗材料的沖壓性能,以保證成品質(zhì)量和高的合格率。
沖壓配備除了厚板用水壓機成形外,通常都采取凝滯壓力機。以今世高速多工位凝滯壓力機為焦點,設置裝備配置開卷、成品收集、保送等凝滯以及模具庫和快捷換模放置,并使用計算機法式管束,可組成高臨蓐率高的被動沖壓臨蓐線。在每分鐘臨蓐數(shù)十、數(shù)百件沖壓件的狀況下,在短暫功夫內(nèi)完成沖壓、出件等工序,
時常發(fā)生人身、配備和品質(zhì)事變。因此,沖壓中的安全臨蓐是一個頗為緊要的題目