五金沖壓件的加工與沖壓加工工藝
五金沖壓件加工所使用的模具一般具有用性,有時(shí)一個(gè)復(fù)雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形,且模具制造的精度不錯(cuò),技術(shù)要求高,是技術(shù)密集形產(chǎn)品。所以,只有五金沖壓件生產(chǎn)批量大的情況下,沖壓加工的優(yōu)點(diǎn)才能充足體現(xiàn),從而獲得好的經(jīng)濟(jì)效益的。
與機(jī)械加工及塑性加工的其它方法相比,沖壓加工無(wú)論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面都具有許多的優(yōu)點(diǎn)。主要表現(xiàn)如下。
【1】沖壓可加工出尺寸范圍大、形狀較復(fù)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(shí)材料的冷變形硬化效應(yīng),沖壓的強(qiáng)度和剛度均較不錯(cuò)。
【3】沖壓一般沒有切屑碎料生成,材料的消耗較少,且不需其它加熱設(shè)備,因而是一種省料,節(jié)能的加工方法,沖壓件的成本較低。
【3】沖壓加工的生產(chǎn)速率不錯(cuò),且操作方便,易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化。這是因?yàn)闆_壓是依靠沖模和沖壓設(shè)備來(lái)完成加工,普通壓力機(jī)的行程次數(shù)為每分鐘可達(dá)幾十次,壓力要每分鐘可達(dá)數(shù)百次甚至千次以上,而且每次沖壓行程就可能一個(gè)沖件。
【4】沖壓時(shí)由于模具了沖壓件的尺寸與形狀精度,且一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量,而模具的壽命一般較長(zhǎng),所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定,互換性好,具有“一模一樣”的特征。
影響回彈量的因素有t零件材質(zhì)、板厚、沖壓力,模具的尺寸和形狀。
【1】折彎。折彎小內(nèi)外張開大,向外張開隨的增加而減小。通常,折彎應(yīng)在板厚的4倍以上。
【2】凸凹摸的間隙。凸凹模的間隙比板厚大時(shí),板料不能很好地貼合在凸模上。凸模的圓角半徑越大,回彈量越大,相反,間隙過小時(shí),回彈幾乎去掉,但轉(zhuǎn)變成向內(nèi)傾斜。一般間隙比板厚小0.O2一O.05mm為宜。
【3】凸模的曲率半徑?;貜椓侩S曲率半徑的增大而增大,隨曲率半徑的減小而減小雖因材質(zhì)不同麗稍有差別,但一般選取板厚的以下為宜。同時(shí)還要考慮折彎板料的小曲率半徑。
【4】凹模肩部圓角半徑的太小。凹模肩部圓角半徑過大時(shí)零件向外張開,過小時(shí)零件向內(nèi)傾斜。一般選取板厚的2~4倍。
因?yàn)樯鲜鲋T影響因案的存在,所以如果綜合考察這些因素和回彈的本質(zhì),就容易發(fā)現(xiàn)回彈現(xiàn)索產(chǎn)生的原因,繼而針對(duì)其原因加以制止。產(chǎn)生回彈的根本原因是材料完成折彎加工后,彎曲部分受到不均勻的應(yīng)力作用。若將這部分不均勻的應(yīng)力變成均勻應(yīng)力,即使整個(gè)斷面上都為壓應(yīng)力或都為拉應(yīng)力,就能減小回彈量。但是,有些零件對(duì)變形有要求,如不宜壓痕,這就要在設(shè)計(jì)和工藝上采用適當(dāng)?shù)姆桨?。?duì)這類零件,宜采用凸凹模的形狀,也能很好地小回彈量。
沖壓加工工藝大致可分為分離工序和成形工序(又分彎曲、拉深、成形)兩大類。
分離工序是在沖壓過程中使沖壓件與坯料沿的輪廓線相互分離,同時(shí)沖壓加工沖壓件分離斷面的質(zhì)量也要達(dá)到要求。
成形工序是使沖壓坯料在不破壞的條件下發(fā)生塑性變形,并轉(zhuǎn)化成所要求的成品形狀,同時(shí)也應(yīng)達(dá)到尺寸公差等方面的要求。
按照沖壓時(shí)的溫度情況有冷沖壓和熱沖壓兩種方式。這取決于材料的強(qiáng)度、塑性、厚度、變形程度以及設(shè)備能力等,同時(shí)應(yīng)考慮材料的原始熱處理狀態(tài)和終使用條件。
沖壓件與鑄件、鍛件相比,具有薄、勻、輕、強(qiáng)的特點(diǎn)。沖壓件加工可制出其他方法難于制造的帶有增加筋、肋、起伏或翻邊的工件,以提升其剛性。由于采用模具,工件精度可達(dá)微米級(jí),且重復(fù)精度不錯(cuò)、規(guī)格一致,可以沖壓件加工出孔窩、凸臺(tái)等。沖壓件是靠壓力機(jī)和模具對(duì)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(沖壓件加工件)的成形加工方法。沖壓件加工和鍛造同屬塑性加工(或稱壓力加工),合稱鍛壓。沖壓件加工的坯料主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶。
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輪廓線從板料上分離,同時(shí)確定分離斷面的質(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、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。沖壓用板料的表面和內(nèi)在性能對(duì)沖壓成品的質(zhì)量影響很大,要求沖壓材料厚度、均勻;表面光潔,無(wú)疤、無(wú)擦傷、無(wú)表面裂紋等;屈服強(qiáng)度均勻,無(wú)明顯方向性;均勻延伸率不錯(cuò);屈強(qiáng)比低;加工硬化性低。在實(shí)際生產(chǎn)中,常用與沖壓過程近似的工藝性試驗(yàn),如拉深性能試驗(yàn)、脹形性能試驗(yàn)等檢驗(yàn)材料的沖壓性能,以確定成品質(zhì)量和高的合格率。