冲压工艺是利用冲模对被冲压零件进行冲制的工艺,它是在金属材料塑性变形过程中发生塑性变形的一种加工工艺。这种加工成形工艺是通过将一种或几种金属材料的塑性变形为某种形状或尺寸的零件组成的生产过程。冲压工艺是一种自动化的冲压工艺,适用于各类机械零件的冲压成形。它广泛应用于各种机器的零件与零部件的成形以及各种自动化模具的冲压制造之中。
1、冲压工艺的发展历程
从上世纪60年代起,在高速机床与大型机械等高技术制造业的带动下,冲压件已成为精密零件加工时不可或缺的工艺工具,并且不断向着高速、高效、节能、环保方向发展。伴随着工业向高技术、低成本和低污染方向发展所带来了发展机遇,国内外冲压行业均在朝着更高效率、更低成本和节能环保方向发展。目前,全球许多 和地区已经制定了先进生产制造工艺技术的发展路线图,对冲压工艺进行了全面系统的规划与建设。在这一过程中,冲压行业经历了从单纯依靠机械设备向自动化、连续化和精细化发展、由粗放式向精细化发展、由简单加工向复杂加工过渡、由单一产品向多样化产品发展及由单一产品向多品种、多功能发展的历史进程。
2、冲压设备
冲压设备的种类很多,它主要有压力机、冲压机等。在冲压工艺中,冲压设备的种类主要分为手动冲压机和自动冲压机两大类。手动冲压机主要用于冲压不同形状的零件,如车轮轴、花键轴、螺母轴等;自动冲压机主要用于冲压各种复杂形状铝合金以及汽车零部件等复杂形状;两条以上联动冲压设备则可冲压出不同尺寸的零件。自动冲压机是按零件位置与冲程顺序排列的冲模,它利用模架上设置有相应的冲模,实现自动冲压成形的机床。冲模一般有三种类型:刚性模、可活动模具、旋转模具;冲压压力以卷筒形式存在,卷筒要固定于一个固定的框架上。
3、冲压模具
冲压模具在冲压成形过程中,主要作用使成形材料,如碳钢、合金钢、不锈钢、铜、铝、塑料等,经过加热或加压而成形。为了减少原材料的消耗,冲压模具的使用频率很高,且材料种类非常繁多,不同材料的冲压模具对材料的性能和表面质量要求都不同。在各种冲压模具中,应用最多、使用最广泛的有三种类型:(1)材料特性:包括各种金属材料,特别是纯金属材料,其外观与硬度都是其主要特性;(2)冲压方法:包括冲裁成形、冲压成形和冲压组合成形三种,其特征各有不同。另外,不同金属材料本身也会影响冲压成形。因此,目前所使用及制造的冲压模具已越来越复杂。
4、冲压方法
冲压工艺分为两种:①成形加工方法;②成形加工技术。两种方法的共同点是,都是在一个成型加工过程中利用冲模和被加工件进行一定距离内(通常大于0.5米)的塑性变形。冲压工艺具有四大优点:1)加工零件薄而精,精度高;2)冲压材料种类多,使用方便;3)可实现大规模、多品种的制造;4)冲压成形简单、加工成本低。
5、冲压自动化
冲压自动化是当今更具 发展潜力和应用前景的自动化工艺,也是更具 发展前景的自动化工艺之一。冲压自动化的发展主要经历了机械自动化、控制系统自动化、伺服驱动自动化等阶段。自动化的发展与中国经济发展、机械工业发展的历史相适应,目前中国机械工业仍然保持着强劲势头,发展势头强劲,产品质量好。随着中国经济产业结构调整和产品升级,我国机械工业发展面临着新形势新任务,新问题不断出现,为适应经济结构调整和产品质量升级对自动化加工产品提出的新要求,需要进一步发展中国自动化工业并形成一个完整工业体系。据不完全统计,目前全国已有近百家装备制造企业和生产基地将冲压工艺纳入企业整体发展规划之中,一些大型制造企业和骨干企业已经初步形成了较完整的冲压自动化生产体系、冲压产品生产及质量检测控制体系,冲压设备从辅助设备变成了主导设备。