A. 冲压成形工艺(1)
冲压(pressing)是指通过冲模对板料施以外力,使其产生分离或变形的方法。冲压可分为冷冲压和热冲压成型,大部分在室温下进行,因此又称为冷冲压。热冲压是为了轻量化发展,得到超高强度的钢零件的工艺。热冲压成形的工艺流程包括快速冷却,一般为-40~100℃/s,并选择硼合金钢作为材料,因为微量的硼可以有效提升钢的淬透性。
冲压具有多种特点。首先,可以冲出形状复杂的零件,且废料较少。其次,产品精度高,表面光洁,互换性好。再者,零件质量轻、强度和刚度较高。此外,操作简单,便于机械化和自动化,生产率高,故零件成本低。
冲压成形基本工序包括分离工序和变形工序。分离工序使坯料的一部分与另一部分沿一定的轮廓线相互分离。这包括落料与冲孔(统称冲裁),使坯料按封闭的轮廓分离;修整(shaving)和切断(shearing);弯曲(bending);拉深(drawing);翻边;起伏;胀形;旋压等。
在弯曲工序中,板料的一部分相对于另一部分弯曲成一定角度。弯曲质量的问题包括弯裂和回弹。弯裂主要发生在板料外侧,由拉应力过大引起,可通过限制弯曲件的弯曲半径,使 r > rmin,以及弯曲线尽可能与纤维方向垂直来防止。回弹可通过模具角度略小于工件角度来解决。
拉深工序把平板毛坯变为开口的空心工件。容易出现的质量问题包括拉裂和起皱。拉裂原因是毛坯被强制拉入凹模时,拉应力超过了材料本身的强度极限;起皱原因则是毛坯边缘受压应力过大。解决这些问题的方法是控制毛坯与工件的相对尺寸,以及采用合适的拉深系数m。
冲压的凸模与凹模间隙需要根据不同工序进行调整。冲裁时间隙小于板料厚度,而拉深时间隙则需要大于板料厚度,以保证模具具有足够的寿命和零件质量。冲裁和拉深的工艺流程和特点也有所不同。
以汽车消音器零件为例,冲压工序在生产中应用广泛。通过合理的冲压工艺,可以确保零件的高质量和高效率生产,满足汽车工业对轻量化、高强度零件的需求。