冲压件是利用压力机的冲模和冲头,使被加工材料产生塑性变形,使之均匀分布在模具型腔内的操作技术。通常用冲模进行加工。冲压工艺过程一般包括:准备、成形、冷却、收边等工序。根据生产工艺要求和设备条件,冲压车间可以进行单件或者多件小批量的生产。目前,大部分数控冲床可以对复杂零件进行单件或多件冲压加工;部分采用数控冲压技术,对复杂零件也可以进行单件或多件小批量生产。在冲压过程中,零件变形和应力的分布规律是不同的:金属(主要指碳钢)变形均匀、应力集中小;非金属(包括非金属和铁素)变形较大,尤其是非金属材料的拉伸性能较差;还有一种情况是非金属材料由于在拉伸过程中强度受压而沿晶界发生塑性流动。
1、冷成形
冷成形是将被加工件从加热的模具中取出,然后在规定条件下对其进行冷却(一般温度在℃以下)。在冲压过程中,由于工件受到很大的变形力,工件的表面会产生一些塑性裂纹,如果裂纹扩展到表面的深度的话,就会产生压痕、折皱等缺陷,如果裂纹延伸到零件内部就有可能使被加工部分开裂和脱层。
2、热成型
热成型工艺又称淬火、回火。在冷或热成形过程中,通过对模具的加热使金属发生塑性变形,以获得所需形状的成形过程。根据热成型工件所用材料的不同,可分为金属陶瓷模、塑料模具和非金属材料模。热成形过程中温度高达℃以上。由于冲压件在热成形条件下产生局部塑性变形,所以要进行表面热处理以提高零件表面的质量以及改善工艺性能,常用的热处理方法有回火处理、淬火、调质处理或烧结工艺等。
3、冲裁
冲裁是将成型后的工件切断,是冲压工序中最重要的一道工序。因为在金属材料进行成形后,为了保持其良好的性能,必须通过冲压对其进行处理,而冲裁则是最常用方法。冲裁主要用于加工形状复杂的零件。
4、弯曲
弯曲是指在外力作用下使工件产生一定的变形。弯曲时的工作原理是将已成形的零件放入弯曲模中,并将该零件的两端固定在模具上,用外力作用使其向一边或另一边弯曲。弯曲是冲压生产中最重要的工序,对零件质量有很大影响。为了保证零件质量,必须在成形过程中对变形进行补偿。
5、冲压件表面处理方法
冲压件表面处理方法有机械磨削、化学处理、镀层处理和喷涂等。其中机械磨削主要用于模具零件表面上的凹凸不平或凹坑及毛刺,化学处理是利用化学药剂对冲模表面进行处理,以达到提高冲压件的耐磨性,增加冲模表面的美观度和提高模具使用寿命;电化学处理主要用于冲模的氧化生锈,并可增强冲模在生产中的耐腐蚀性和抗氧化性;喷涂法主要用于冲制冲压件的表面进行涂装。
一般情况下对于较复杂、形状复杂的冲件,采用机械磨削时,因其表面不平整,不能进行抛光等工艺工序。采用化学镀法可提高冲压件表面质量。此外,对于一些形状相对简单、形状较规则或有一定加工余量可以进行涂覆工序时,也可对其表面采用化学镀方法进行处理并获得相应效果。