利用模具在压力机年夜将金属板材制成各种板片状零件和壳体、容器类工件,或将管材制成各种管状工件。这类在冷态进行的成形工艺方法称为冷冲压,简称冲压。
全天下所生产的钢材大约60%~70%是板材,个中大部分都是经冲压制成成品。汽车和车辆、航空和航天、电机和电器、仪器和仪表、电子信息、军工产品、办公用品、轻工民用等工业部门各种产品制造业都须要大量的冲压制件。
冲压件具有薄而轻、比强(强度与重量之比值)高的特点,一样平常不需后续机器加工,或只需做少量的修整和清理加工即可直接应用。冲压生产率高,材料利用率高,易于实现自动化和组成流水生产线,适用于大批量生产。
冲压紧张按工艺分类,可分为分离工序和成形工序两类。在实际生产中,常常是多种工序综合运用于一个工件。
分类工序
又称冲裁。其目的是使冲压件沿一定的轮廓线从板料上分离,同时担保分离断面的质量哀求。冲裁包括冲孔、落料、切口、切边和割切等工序,其工艺特性和用场及所用模具见图1。
冲裁模的凸、凹模具有呈直角状的尖锐刃口,冲裁过程是把材料置于凹模上,凸模下压,使材料变形直至分离。凸模和凹模间存在间隙Z,Z值的大小与材料的种类、硬度和厚度t有关,一样平常合理的间隙约为Z=(14%~24%)t,合理的间隙能担保冲割断面的品质,减小刃口的磨损和提高模具的利用寿命。
采取精明冲裁可得到全部光洁、垂直和精度高的断面。精密冲裁本色上是抑制材料在刃口处断纹的产生,使材料在三向压应力状态下进行塑性剪切而分离。
常用的精密冲裁方法有三种:
①小间隙冲裁,间隙约为0.01~0.02毫米。且与材料的厚度无关。
②负间隙冲裁,凸模的平面尺寸大于凹模尺寸。负间隙冲裁具有落料与修理复合工序的浸染。
③齿圈压板冲裁,冲裁模具上增长带V形齿的齿圈压板和反压力顶杆,能得到断面更加光亮、锥度小、表面平整和精度高的工件。如在冲头和顶杆的端面刻上花纹和图案,可以起到落料和压印的复合浸染,如制造各种奖章和泉币等。
成形工序
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。成形工序包括波折、卷耳、扭曲、拉深、翻边(内孔和外缘翻边)、卷边、胀形、缩口、扩口、起伏、压印、整形、校平和旋压等(图2)。
①波折。将金属板材、管材和型材波折成一定角度、曲率和形状的塑性成形方法。波折是冲压件生产中广泛采取的紧张工序之一。金属材料的波折本色上是一个弹塑性变形过程,在卸载后,工件会产生反向的弹性规复变形,称为回弹。
回弹影响工件的精度,曲直折工艺设计必须考虑的技能关键。
形状大略的工件可由一道工序波折成形,形状繁芜的工件,可由多道工序波折成形。波折工艺分为压弯、滚弯和拉弯(图3)。
压弯是常用的波折方法,大多在机器压力机或油压机上进行,也有用专用折弯压力机的。在数控机床上可以实现冲裁和压弯等多道复合工艺。
常用的滚弯设备是三辊卷板机,可以对宽板进行连续波折。对付精度哀求高,长度和曲率半径大,宽度较小的波折件,可在专用的拉弯机上进行。拉弯时,板料全部厚度都受拉应力浸染,只生产伸长变形,卸载后回弹小,精度较高。
②拉深。又称拉延。将金属板状毛坯制成筒形、盒形或其他断面形状的壳体零件的工序(图4)。通过拉深可以制成圆筒形、球形、锥形、盒形、阶梯形、带凸缘的和其他繁芜形状的空心件。
采取拉深与翻边、胀形、扩口、缩口等多种工艺组合,可以制成形状更繁芜的冲压件。汽车车身、油箱、盆、杯和锅炉封头等都是拉深件。拉深分为变薄拉深和不变薄拉深两类,习气上,拉深多指不变薄拉深。
不变薄拉深是将圆形板状毛坯置于沿口具有圆角的凹模上,用压边圈压住,在带圆角的凸模浸染下,坯料从凹模表面沿凹模口被拉入模内形成圆筒,如图4所示。
压边圈的浸染是防止坯料在被拉入变形的过程中,由于材料的直径减小而相互切向挤压所产生的起皱。压边圈在凸模打仗坯料前先压住坯料保持不动并坚持一定的压力,待凸模进入凹模完成拉深变形退出凹模后,压边圈松开以便于取出工件。
变薄拉极重繁重要是使坯料壁部变薄而筒高增加,筒的内径基本不变。凸、凹模间的间隙小于坯料的厚度。一样平常用拉深所得的圆筒件或直接用圆板作为毛坯,紧张用于制造壁部厚度不同的空心件,如子弹壳等。
经变薄拉深制造的工件表面光洁度很高,由于冷作硬化,强度增高,但因变形过程中摩擦力很大,对润滑和模具材料哀求较高。
③旋压。将平板或经预成形的毛皮固定到安旋压机主轴上芯模上,并与主轴上的芯模一起旋转,旋转或擀棒在对毛坯施压的同时作轴向送进,使毛坯逐步产生塑性变形,经由一次或多次加工得到各种空心回转体薄壁工件。
旋压是制造空心锥体、曲面锥体、半球体和薄壁管件、筒件等的有效方法,这种工艺又称为擀形。旋轮或擀棒与毛坯的打仗区很小,材料知识局部发生塑性变形,变形力小,所需设备吨位较小。
旋压件精度高,力学性能好,运用尺寸范围广,工模具大略,改换随意马虎,一样平常生产本钱较低,但生产率低,适用于单件、小批量生产。
旋压可分为普通旋压和强力旋压。
普通旋压时,毛坯的厚度和表面积基本不变,只改变毛坯的形状,这种方法多用于各种薄壁铝、铜、不锈钢等日用、炊事和工艺品的制造。
强力旋压时,毛坯的厚度和形状都发生变革。锥形件强力旋压时,金属是纯剪切变形,用于生产等壁厚和变壁厚的锥面或曲面体,如航空器、航天器、火箭导弹等各种壳体部件。
筒形件强力旋压时,筒形毛坯的壁厚减小,筒长增加,用于生产无缝管材、圆柱带底容器和壳体,如化工容器等。
摘自:《中国大百科全书(第2版)》第3册,中国大百科全书出版社,2009年
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