亞洲-太平洋地區電信組織

[拼音]:chongya

[英文]:stamping

靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力,使之產生塑性變形或分離,從而獲得所需形狀和尺寸的工件(衝壓件)的成形加工方法。衝壓和鍛造同屬塑性加工(或稱壓力加工),合稱鍛壓。衝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,其中大部分經過沖壓制成成品。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、電器的鐵芯矽鋼片等都是衝壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機械、生活器皿等產品中,也有大量衝壓件。

特點

衝壓件與鑄件、鍛件相比,具有薄、勻、輕、強的特點。衝壓可製出其他方法難於製造的帶有加強筋、肋、起伏或翻邊的工件,以提高其剛性。由於採用精密模具,工件精度可達微米級,且重複精度高、規格一致,可以衝壓出孔窩、凸臺等。冷衝壓件一般不再經切削加工,或僅需要少量的切削加工。熱衝壓件精度和表面狀態低於冷衝壓件,但仍優於鑄件、鍛件,切削加工量少。

衝壓是高效的生產方法,採用複合模,尤其是多工位級進模,可在一臺壓力機(單工位或多工位的)上完成多道衝壓工序,實現由帶料開卷、矯平、衝裁到成形、精整的全自動生產。生產效率高,勞動條件好,生產成本低,一般每分鐘可生產數百件。

分類

衝壓主要是按工藝分類,可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序也稱衝裁,其目的是使衝壓件沿一定輪廓線從板料上分離,同時保證分離斷面的質量要求(表1)。成形工序的目的是使板料在不破坯的條件下發生塑性變形,製成所需形狀和尺寸的工件(表2)。在實際生產中,常常是多種工序綜合應用於一個工件。衝裁、彎曲、剪下、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的衝壓工藝。

衝壓材料

衝壓用板料的表面和內在效能對衝壓成品的質量影響很大。對於衝壓材料的要求是:

(1)厚度精確、均勻。衝壓用模具精密、間隙小,板料厚度過大會增加變形力,並造成卡料,甚至將凹模脹裂;板料過薄會影響成品質量,在拉深時甚至出現拉裂。

(2)表面光潔,無斑、無疤、無擦傷、無表面裂紋等。一切表面缺陷都將存留在成品工件表面,裂紋性缺陷在彎曲、拉深、成形等過程可能向深廣擴充套件,造成廢品。

(3)屈服強度均勻,無明顯方向性。各向異性(見塑性變形的板料在拉深、翻邊、脹形等衝壓過程中,因各向屈服的出現有先後,塑性變形量不一致,會引起不均勻變形,使成形不準確而造成次品或廢品。

(4)均勻延伸率高。抗拉試驗中,試樣開始出現細頸現象前的延伸率稱為均勻延伸率。在拉深時,板料的任何區域的變形不能超過材料的均勻延伸範圍,否則會出現不均勻變形。

(5)屈強比低。材料的屈服極限與強度極限之比稱為屈強比。低的屈強比不僅能降低變形抗力,還能減小拉深時起皺的傾向,減小彎曲後的回彈量,提高彎曲件精度。

(6)加工硬化性低。冷變形後出現的加工硬化會增加材料的變形抗力,使繼續變形困難,故一般採用低硬化指數的板材。但硬化指數高的材料的塑性變形穩定性好(即塑性變形較均勻),不易出現區域性性拉裂。

在實際生產中,常用與衝壓過程近似的工藝性試驗,如拉深效能試驗、脹形效能試驗等檢驗材料的衝壓效能,以保證成品質量和高的合格率。

模具

模具的精度和結構直接影響衝壓件的成形和精度。模具製造成本和壽命則是影響衝壓件成本和質量的重要因素。模具設計和製造需要較多的時間,這就延長了新衝壓件的生產準備時間。模座、模架、導向件的標準化和發展簡易模具(供小批量生產)、複合模、多工位級進模(供大量生產),以及研製快速換模裝置,可減少衝壓生產準備工作量和縮短準備時間,能使適用於大批量生產的先進衝壓技術合理地應用於小批量多品種生產。

衝壓裝置

除厚板用水壓機成形外,一般都採用機械壓力機。以現代高速多工位機械壓力機為中心,配置開卷、矯平、成品收集、輸送等機械以及模具庫和快速換模裝置,並利用計算機程式控制,可組成高生產率的自動衝壓生產線。

安全生產

在每分鐘生產數十、數百件衝壓件的情況下,在短暫時間內完成送料、衝壓、出件、排廢料等工序,常常發生人身、裝置和質量事故。因此,衝壓中的安全生產是一個非常重要的問題。衝壓的安全措施是:

(1)實現機械化、自動化進出料。

(2)設定機械防護裝置,防止傷手。應用模具防護罩、自動退料裝置和手工工具進出料。

(3)設定電氣保護、斷電裝置。設定光電或氣幕保護開關、雙手或多手串聯啟動開關、防誤操作裝置等。

(4)改進離合器和制動結構,在危險訊號發出後,壓力機的曲軸、連桿、衝頭能立即停止在原位上。

參考書目

李碩本:《衝壓工藝學》,機械工業出版社,北京,1982。