冲压加工是一种复杂的工艺,具有高效率、低成本等特点,因此越来越受到人们的重视。金属冲压加工方式主要有冲压机、冲压板和切割板等。在冲压工艺中,根据工件的形状、尺寸及用途可分为普通冲压加工与复杂冲压件加工。由于各种冲成形件的形状与尺寸不尽相同,其成形方法和工艺过程各不相同,因此对加工精度和质量也有较高要求。
1.普通冲压机
普通冲压机是一种用于冲压,将冲压件在一定压力下冲出模具孔的机器,但由于不能在模具孔上进行冲蚀加工,因此普通冲压机一般不能用于对模具孔表面加工,只能对零件表面进行磨削加工,它常用的加工方法有冲孔、铣削、镗孔、刨削等,多用于平面孔和平面型面加工。另外,对于圆角半径较大的零件,冲、削、磨功能也不能同时完成,否则会出现板料间缝隙过大导致零件变形不均匀而引起废品超标等现象。由于普通冲压机只能进行普通冲压件的钻孔、镗孔、铣削、镗铣、刨削、钻削等精度和外观质量要求不高的加工作业,所以现在仍广泛用于一般金属零件和模具的表面制造工艺生产中。
2.复杂冲压机
复杂冲压机是指专门用于冲压形状复杂、尺寸较大的工件的冲压机。通常以冲压机上所带的夹头为中心,在夹头的前方加工出一个环形槽,槽中的工件通过与夹头的相对运动与冲压机上一次压出的变形相吻合,并形成一个连续的圆环形或半圆环形,整个环形或半环形内部均有锥形缺口和圆孔部分,该环形缺口与圆孔相配合以保证环形或半环形板材在成型过程中能均匀受力,从而保证成型质量。由于特殊情况下所冲出物具有特殊形状。因此,对冲压件来说,要保证表面平整光滑,就需要采用不同颜色或不同功能颜色的工件冲出,以达到不同外观效果。而要获得表面光滑、美观、亮度高和具有良好机械性能的冲压件,就需要采用各种工艺方法进行加工,使其表面达到粗糙程度。
3.冲床
冲床可分为高速冲床和低速冲床。高速冲床用于大批量冲制冲件,常用于中频或低频冲制,如数控冲床。低速冲床用于小批量、小规格的精冲制,如三轴数控冲床、卧式高速冲床以及激光切割机等。高速冲床适用于大工件生产,如汽车发动机缸体、缸盖、曲轴等零件,还适用于零件尺寸精度要求高、对精度要求低的零件生产。低速冲床可对小冲薄、大直径、高精度以及较薄、较大弯曲直径的零件进行冲制生产,如铝合金型材、薄壁结构件、异型材料、锻件、铝合金棒材等大批量生产。
4.冲孔及冲孔成形
冲孔是指用模具将孔直接冲压出来。冲孔时由于孔的大小与形状不同,对压力、材料和工模具有一定的要求,冲孔成形的基本过程为:在适当的位置将工件放在压力机上,通过旋转,使变形区内的钢板产生一定的冲压力,并使钢板获得塑性变形,从而实现孔形的诞生、表面缺陷的消除以及孔结构设计中的钻孔工艺等。随着精密仪器制造技术和先进制造技术的发展,特别是高速电子技术的发展,对精密冲孔加工提出了更高的要求。精密冲孔加工要求冲孔的表面精度不能低于0.015 mm;孔径不宜过大,孔距也不宜过大;孔与孔之间要有间隙等要求。
5.其他冲压件的成形方式
大型冲压件通常采用一次冲压成形,其冲压方式有三种:热冲压、电冲压和气体压力冲压。这类冲压件的表面粗糙度要求较高,因而通常采用冷冲压成形。气体压力式成形是用一定压力的板料在高温高压下进行反复弯曲变形而成的压铸件。气体压力下成形具有加工时间短、变形速率小和模具损耗少等优点,但是需要一定的压力和模具费用,因此目前多用于大型冲压件。