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沖壓加工的三要素是指哪些內容
沖壓加工中,沖壓模具的制造技術對數控機床的加工精度起著決定性的作用。在進行復雜形狀沖裁前,必須進行必要的檢查,如發現模具內孔有偏心、扭曲、凹凸現象時,必須及時糾正。一般情況下,在模具不發生變形時就能進行沖裁成形。沖裁是以沖壓的方法加工零件的機械加工技術。主要指用沖壓件完成的成型或成形零件,這是沖裁工藝中最基本也是最重要的技術。
一、原料
沖裁成形的零件一般都有一定的材料,常用的材料有碳素鋼(淬火鋼)、低合金結構鋼(低碳鋼、中低合金鋼)、低合金鋼、低合金結構鋼、不銹鋼、鋁合金等。碳素鋼、低合金結構鋼、不銹鋼不具有可塑性,只能以粉末冶金的方式組織成形。而合金結構鋼的組織主要有馬氏體和奧氏體兩種,它們之間也存在一定的共晶點,所以這些合金材料只能以粉末冶金方式組織成型;合金結構鋼在冷沖壓加工過程中由于淬火程度較低,因此,它們之間也存在一定的共晶點,可以用化學或機械方法將它們去除。鋼,如以碳、硫等為主要成分的低合金結構鋼主要用作成形沖壓加工過程中碳素鋼和低合金結構鋼及某些合金結構鋼的冷成形零件,這種材料可以用粉末冶金的方式組織成形,它使用壽命長、加工方便、品種多、形狀簡單、價格便宜和品種多;由于鋼中含有大量的磷、錳等元素,使鋼在冷沖壓加工過程中容易發生脆化、開裂等問題而影響結構的精度以及降低零件性能,而且這種材料制造成本高、周期長;為了提高材料的組織性能與強度等級,使模具能夠承受較大力量的沖擊和振動,通常還需要使用加氣、熱處理工藝以改善其組織性能。
二、毛坯
毛坯是指被沖成零件的形狀尺寸在一定范圍內基本保持不變的部分,它是材料在沖壓成形過程中形成的一個整體。毛坯的形狀越簡單越好,以保證零件表面美觀、表面粗糙度)均勻為原則。毛坯按其形狀可分為圓毛坯、圓錐毛坯和異型毛坯三種。圓毛坯外形尺寸變化大,形狀復雜,要求沖壓工藝精確度高(包括對凸凹模及各種凸模的要求不同)、成形速度快,材料易變形等特點。異型毛坯形狀相對簡單,制造方便,易實現機械化加工,但容易產生毛邊、開裂和表面粗糙度異常等缺點,而且加工費用也高。異型毛坯具有結構簡單、強度高、剛性好、尺寸精度高、壽命長等優點,但由于其外形結構復雜、壁厚均勻、硬度高、殘余應力大等特點對加工精度提出了更高要求。
三、沖裁方式與尺寸
沖裁方式分為:手工沖裁、數控沖裁及自動化沖裁。數控沖裁的優點是節省時間,效率高,精度高;缺點是生產成本高。手工沖裁主要有兩種方式,即“一沖裁法”和“一次壓裁法”。
(1)先沖壓再壓痕的沖裁法:先將零件在規定壓成線位置進行壓痕(一般采用圓弧部分或者圓弧角部分)成形,然后以此方法對零件進行多次或分批的沖壓。
(2)手工沖裁:主要是用手工在規定的范圍內沖出零件(適用于大型曲面的模具成形)。但由于手工沖壓件不能重復制造和應用,因此不宜采用這種方式成型各種復雜形狀的板件。
四、沖裁的材料
沖壓模具材料的選擇,是沖裁加工的關鍵。一般材料是指冷軋材料,例如鋁的碳素結構鋼(HRB400~460)、碳素結構鋼(HRB400~460)、低合金結構鋼(LC~LB300)和低合金鋼(LC~LB400)。冷軋板指厚度小于2 mm的薄板,它是常用的板材。由于板本身的硬度和抗拉強度比其他材料低或微乎其微,因此在使用中,必須根據加工表面的要求選擇不同的冷軋板,如表面粗糙度、變形能力等要求。厚度小于0.2 mm的薄板冷拉加工成型,厚度大于0.2 mm的薄板用冷拉加工成形。不同材料所形成的薄板,其力學性能也各不相同,特別是不同形狀復雜或尺寸在成形中變化較大時,要采用不同的材料進行成形或再制造。