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第一章冲压工艺
一、冷冲压的特点和应用
冷冲压是利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需要的零件(俗称冲压件或冲件)的一种压力加工方法。因为它通常是在温室下进行加工,所以称为冷冲压。又因为它主要是用板料加工成零件,所以又称为板料冲压。冷冲压不但可以加工金属材料,而且还可以加工非金属材料。
冲模是将材料加工成所需冲件的一种工艺装备。冲模在冷冲压中至关重要,不符合要求的冲模,冷冲压就无法进行;先进的冲压工艺也必须依靠相应的冲模来实现。
冷冲压生产过程的主要特征是依靠冲模和冲压设备完成加工,便于实现自动化,生产率很高,操作简便。对于普通压力机,每台每分钟可生产几件到几十件冲压件,而高速冲床每分钟可生产数百件甚至千件以上冲压件。冷冲压所获得的零件一般无需进行切削加工,因而是一种节省能源、节省原材料的无(或少)切削加工方法。由于冷冲压所用原材料多是表面质量好的板料或带料,冲件的尺寸公差由冲模来保证,所以产品尺寸稳定,互换性好。冷冲压产品壁薄、质量轻、刚度好,可以加工成形状复杂的零件,小到钟表的秒针、大到汽车纵梁、覆盖件等。
但是,冷冲压必须具备相应的冲模,而冲模制造的主要特征是单件小批量生产,精度高,技术要求高、是技术密集型产品。因而,在一般情况下,只有在产品生产批量大的情况下才能获得较高的经济效益。
综上所述,冷冲压与其它加工方法相比,具有独到的特点,所以在工业生产中,尤其在大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门都越来越多地采用冷冲压加工产品零部件,如汽车、拖拉机、电器、仪表、电子、国防以及日用品等行业。在这些工业部门中,冲压件所占的比重都相当大,不少过去用铸造、锻压、切削加工方法制造的零件,现在已被质量轻、刚度好的冲压件所代替。通过冲压加工制造,大大提高了生产率,降低了成本。可以说,如果在生产中不广泛采用冲压工艺,许多工业部门的产品要提高生产率、提高质量、降低成本,进行产品的更新换代是难以实现的。
二、冷冲压的现状和发展动向
随着近代工业的发展,对冷冲压提出了越来越多的要求,因而也促进了冷冲压技术的迅速发展。
冲压工艺方面
高劳动生产率及产品质量,降低成本和扩大冲压工艺应用范围的各种冲压新工艺,是研究和推广的大方向。
冷挤压是一种生产率高、产品质量好的先进加工工艺。用冷挤压方法生产的零件一般不需要或只需要进行少量切削加工。目前,冷挤压不但用于生产有色金属零件,而且还用于生产黑色金属零件。随着模具设计于制造技术及模具材料的发展,冷挤压的应用范围越来越广泛。
精密冲裁是提高冲裁零件质量的有效方法。它可以扩大冲压加工范围。目前,精冲技术已用于大型、厚、硬材料的加工。精密冲裁加工零件的厚度已达25mm,一部分过去用切削加工方法生产的零件现在已改为用精密冲裁方法制造。不仅如此,三维精冲件已在生产中开发和应用。
超塑性成形方法具有突出的特点,即能在很低的变形抗力下得到非常大的变形,这对于制造形状复杂和大型板料零件具有突出的优越性,可以用一次成形代替多道普通的冲压成形工序。目前,这种新工艺虽然还处于开发和推广应用阶段,但在实际生产中已显示出其优越性,可用超塑性加工的金属材料的品种也正在不断增加。
用液体、橡胶、聚氨酯等作柔软性凸模或凹模来代替刚性凸模或凹模,对板料进行冲压加工,在特定的生产条件下,具有明显的经济效果。用此种方法能加工出用普通冲压方法难以加工的材料和复杂形状零件,因而在生产中受到人们的重视。
高能成形等高速成形方法对于加工各种尺寸大、形状复杂、批量小、强度和精度要求很高的板料零件,具有很重要的实际意义。

冲模是实现冲压生产的基本条件。在冲模的设计和制造上,目前正朝着以下两方面发展。一方面,为了适应高速、自动、精密、安全等大批量现代化生产的需要,冲模正向高效率、高精度、高寿命、自动化方向发展。在我国,工位数达37甚至更多的级进模,寿命达千万次以上甚至亿次的硬质合金模,精度和自动化程度相当高的冲模都已经应用在生产中。同时,由于这样的冲模对加工、装配、调整、维修要求很高,因此各种高效、精密、数控、自动化的模具加工机床和检测设备也正在迅速发展,如我国的数控铣床、数控加工中心和坐标磨床等先进模具加工设备已达到一定的水平。另一方面。为了产品更新换代和试制或小批量生产的需要,锌基合金模、聚氨酯橡胶模、薄板冲模、钢带冲模、组合冲模等各种简易冲模及其制造工艺也得到迅速发展。为适应汽车工业的发展,大型覆盖件冲模设计与制造水平也有很大提高,已能生产成套轿车覆盖件模具。
在模具材料及热处理、模具表面处理等方面,国内外都进行了不少研制工作,并取得了很好得实际效果,如65Nb、LD1、012AL CG2等就是我国研制得性能优良的冲模材料。
模具的标准化和专业化生产,已得