淺談薄板沖壓件的成形工藝與實現(xiàn)方法

2012-12-31 00:00:00朱曉歡

China’s foreign Trade·下半月 2012年8期

【摘要】眾所周知，汽車零部件大多是通過薄板沖壓成形生產(chǎn)出來的。薄板沖壓成形是一個復(fù)雜的力學(xué)過程，在生產(chǎn)過程中，會受到各種因素影響。因此，對其成型工藝和實現(xiàn)方法進行優(yōu)化尤為必要。

【關(guān)鍵詞】薄板沖壓形成工藝特點實現(xiàn)方法

1. 薄板沖壓成形性能的基本概念及其系統(tǒng)性質(zhì)

薄板沖壓成形性能指金屬薄板對于沖壓成形工藝過程及其模具結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性，或?qū)⑵湟暈榻饘俦“逯破吩谄涑尚芜^程或沖壓卸載時抵抗破裂、起皺和回彈等各種成形缺陷的能力，其技術(shù)物理狀態(tài)最終都要表現(xiàn)為沖壓制品的形狀結(jié)構(gòu)、沖壓板料的性質(zhì)性能、沖壓成形工藝條件以及模具技術(shù)結(jié)構(gòu)等諸多設(shè)計變域之間的相互協(xié)調(diào)程度，因此從制造工程理論上講，沖壓成形性能是一種具有多種層級因素相互作用的系統(tǒng)，其總體狀態(tài)可用圖1表示，而系統(tǒng)的優(yōu)劣最終表現(xiàn)為金屬薄板制品的沖壓成形難易程度和沖壓成形生產(chǎn)的質(zhì)量好壞。

2. 薄板沖壓件的主要成型工藝特點

2.1直接成形

金屬薄板在各種沖壓成形工藝過程或沖壓成形試驗中表現(xiàn)出的成形性能稱為直接成形性能，其優(yōu)劣程度或表征指標與沖壓成形工藝或沖壓成形試驗設(shè)計的成形方式、工藝條件和模具結(jié)構(gòu)等技術(shù)狀態(tài)有關(guān)。

2.2間接成形

利用非沖壓成形或非沖壓成形試驗獲取的與成形性能相關(guān)，或?qū)Τ尚涡阅芫哂杏绊懙慕饘俦“逍阅芑蛐再|(zhì)稱為間接成形性能，它們的表征指標與沖壓成形工藝或沖壓成形試驗設(shè)計的成形方式、工藝條件和模具結(jié)構(gòu)等技術(shù)狀態(tài)無關(guān)，主要被用來劃分金屬薄板的成形性能品級，或作為金屬薄板訂貨和供貨的依據(jù)。

間接成形性能主要是冶金工業(yè)部門或材料工程行業(yè)對金屬薄板所追求的產(chǎn)品性能性質(zhì)指標，亦即金屬薄板的各種本征性能和性質(zhì)。最常用的間接成形性能主要指各種拉伸試驗性能（包括塑性應(yīng)變比值、應(yīng)變硬化指數(shù)值和應(yīng)變速率敏感系數(shù)值）指標，以及晶粒度、硬度和表面狀態(tài)等材料性質(zhì)，它們亦被稱作金屬薄板的基本成形性能參數(shù)或特定的成形性能指標。

2.3模擬成形

從成形幾何條件與技術(shù)物理屬性的相似性或近似性出發(fā)，對各種沖壓成形方式、各種沖壓變形模式、沖壓成形過程的各種工藝和模具狀態(tài)，以及不同類別沖壓成形制品的制造信息等技術(shù)對象所設(shè)計的典型化試驗稱為模擬成形性能試驗。金屬薄板在各種模擬沖壓成形試驗中，對其成形試驗過程的適應(yīng)能力稱為模擬成形性能。

由于模擬成形試驗的典型化意義，針對不同的模擬目標所設(shè)計的模擬成形試驗及其性能指標，可以從普遍意義的層面上表征金屬薄板對于典型化沖壓成形方式、典型化沖壓變形模式、典型化沖壓成形技術(shù)或各種典型化的沖壓制品類別的可加工性質(zhì)，表征模擬成形性能的試驗指標通常可用作評定或選用金屬薄板沖壓成形品級的工藝性依據(jù)。

2.4實際成形

金屬薄板對于實際沖壓生產(chǎn)中個體制品成形過程的適應(yīng)性，亦即個體制品的成形性能、沖壓制品的成形難度，或稱沖壓成形制品的可制造性，這些概念均屬于實際成形性能的技術(shù)范疇。

實際成形性能與模擬成形性能技術(shù)意義相對，前者包含個體沖壓成形制品的全部制造信息（形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、精度等級和表面狀態(tài)等），是金屬薄板成形性能對于沖壓制品的個體化表現(xiàn)，是控斜沖壓成形生產(chǎn)質(zhì)量的依據(jù)；而后者則是把沖壓制品的制造信息進行了典型化處理，屬于金屬薄板在普遍意義上面向某種典型技術(shù)目標的可加工性質(zhì)。

3. 薄板沖壓件成型工藝的實現(xiàn)方法

3.1斷裂分離工序

斷裂分離工序是在沖壓過程中使沖壓零件與板料沿一定輪廓線相互分離的工序，如落料、沖孔、修邊、切口、剖切等等。

3.1.1落料：落料是在平板的毛坯上沿封閉輪廓進行沖裁，余下的就是廢料。落料常用于工件的首工序。

3.1.2沖孔。沖孔是以落料件或其他成形件為工序件，完成各種形狀孔的沖孔沖裁加工。

3.1.3修邊。修邊是指對成形件邊緣進行沖裁，以獲得工件要求的形狀和尺寸。

3.1.4切口。如下圖所示，在材料上將局部材料切開并彎成一定的角度，但不與主體完全分離，稱為切口，也可稱為沖切成形。

3.2塑性成形工序

塑性成形工序是材料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形，從而獲得一定形狀、尺寸和精度要求的零件，如彎曲、拉深、漲形、翻邊、縮口、卷圓等。

3.2.1彎曲：如圖6所示，用將平板毛坯壓彎成一定角度或?qū)⒁褟澕鬟M一步成形。如：壓彎、卷邊、扭曲等。

3.2.2拉伸：如圖7所示，將平板毛坯壓延成空心件，或使空心毛坯作進一步變形。

3.2.3縮口：如圖8所示，在空心件外部施加壓力，使局部直徑縮小，例如：不銹鋼蓋、罐類產(chǎn)品等。