生產中為滿足沖壓零件形狀、尺寸、精度、批量、原材料性能等方面的要求,采用多種多樣的沖壓加工方法。概括起來沖壓加工可以分為分離工序與成形工序兩大類。 1. 分離工序:是在沖壓過程中使沖壓件與板料沿壹定的輪廓線相互分離的工序。
如表1-1所示。
表1-1 分離工序 工序名稱 簡 圖 工序特征 應用範圍 落料 用模具沿封閉線沖切板料,沖下的部分為工件。 用於制造各種形狀的平板零件 沖孔 用模具沿封閉線沖切板料,沖下的部分為廢料。 用於沖平板件或成形件上的孔 切斷 用剪刀或模具切斷板料,切斷線不是封閉的。 多用於加工形狀簡單的平板零件 切邊 用模具將工件邊緣多余的材料沖切下來。 主要用於立體成形件 沖槽 在板料上或成形件上沖切出窄而長的槽 剖切 把沖壓加工成的半成品切開成為兩個或數個零件。 多用於不對稱的成雙或成組沖壓之後 2. 成形工序:是毛坯在不被破壞的條件下產生塑性變形,形成所要求的形狀和尺寸精度的制件。
如表1-2所示。
表1-2 成形工序 工序名稱 簡 圖 工序特征 彎曲 用模具將板料彎曲成壹定角度的零件,或將已彎件再彎。 拉深 用模具將板料壓成任意形狀的空心件,或將空心件作進壹步變形 翻邊 用模具將板料上的孔或外緣翻成直壁 脹形 用模具對空心件施加向外的徑向力,使局部直徑擴張。 縮口 用模具對空心件口部施加由外向內的徑向壓力,使局部直徑縮小。 擠壓 把毛坯放在模腔內,加壓使其從模具空隙中擠出,以成形空心或實心零件。 卷圓 把板料端部卷成接近封閉的圓頭,用以加工類似鉸鏈的零件。 擴口 在空心毛坯或管狀毛坯的某個部位上使其徑向尺寸擴大的變形方法。 校形 將工件不平的表面壓平;將已彎曲或拉深的工件壓成正確的形狀 與機械加工及塑性加工的其它方法相比,沖壓加工無論在技術方面還是經濟方面都具有許多獨特的優點。主要表現如下。
(1) 沖壓加工的生產效率高,且操作方便,易於實現機械化與自動化。這是因為沖壓是依靠沖模和沖壓設備來完成加工,普通壓力機的行程次數為每分鐘可達幾十次,高速壓力要每分鐘可達數百次甚至千次以上,而且每次沖壓行程就可能得到壹個沖件。
(2) 沖壓時由於模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度,且壹般不破壞沖壓件的表面質量,而模具的壽命壹般較長,所以沖壓的質量穩定,互換性好,具有“壹模壹樣”的特征。
(3) 沖壓可加工出尺寸範圍較大、形狀較復雜的零件,如小到鐘表的秒表,大到汽車縱梁、覆蓋件等,加上沖壓時材料的冷變形硬化效應,沖壓的強度和剛度均較高。
(4) 沖壓壹般沒有切屑碎料生成,材料的消耗較少,且不需其它加熱設備,因而是壹種省料,節能的加工方法,沖壓件的成本較低。 由於沖壓具有如此優越性,沖壓加工在國民經濟各個領域應用範圍相當廣泛。例如,在宇航,航空,軍工,機械,農機,電子,信息,鐵道,郵電,交通,化工,醫療器具,日用電器及輕工等部門裏都有沖壓加工。不但整個產業界都用到它,而且每個人都直接與沖壓產品發生聯系。像飛機,火車,汽車,拖拉機上就有許多大,中,小型沖壓件。小轎車的車身,車架及車圈等零部件都是沖壓加工出來的。據有關調查統計,自行車,縫紉機,手表裏有80%是沖壓件;電視機,收錄機,攝像機裏有90%是沖壓件;還有食品金屬罐殼,鋼精鍋爐,搪瓷盆碗及不銹鋼餐具,全都是使用模具的沖壓加工產品;就連電腦的硬件中也缺少不了沖壓件。
但是,沖壓加工所使用的模具壹般具有專用性,有時壹個復雜零件需要數套模具才能加工成形,且模具制造的精度高,技術要求高,是技術密集形產品。所以,只有在沖壓件生產批量較大的情況下,沖壓加工的優點才能充分體現,從而獲得較好的經濟效益的。
當然,沖壓加工也存在著壹些問題和缺點。主要表現在沖壓加工時產生的噪音和振動兩種公害,而且操作者的安全事故時有發生。不過,這些問題並不完全是由於沖壓加工工藝及模具本身帶來的,而主要是由於傳統的沖壓設備及落後的手工操作造成的。隨著科學技術的進步,特別是計算機技術的發展,隨著機電壹體化技術的進步,這些問題壹定會盡快得到完善的解決。 (1)設計的沖壓件必須滿足產品使用和技術性能,並能便於組裝及修配。
(2)設計的沖壓件必須有利於提高金屬材料的利用率,減少材料的品種和規格,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。
(3)設計的沖壓件必須形狀簡單,結構合理,以有利於簡化模具結構、簡化工序數量,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,並有利於沖壓操作,便於組織實現機械化與自動化生產,以提高勞動生產率。
(4)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壹些,並有利於產品的互換,減少廢品、保證產品質量穩定。
(5)設計的沖壓件,應有利於盡可能使用現有設備、工藝裝備和工藝流程對其進行加工,並有利於沖模使用壽命的延長。