沖壓件

　　通過沖床和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件的成形加工方法，得到的工件就是沖壓件。 沖壓件是靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件(沖壓件)的成形加工方法。沖壓和鍛造同屬塑性加工(或稱壓力加工)，合稱鍛壓。沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶。

介紹

　　全世界的鋼材中，有60～70%是板材，其中大部分是經過沖壓制成成品。汽車的車身、底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包、容器的殼體、電機、電器的鐵芯硅鋼片等都是沖壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機械、生活器皿等產品中，也有大量沖壓件。

　　沖壓件與鑄件、鍛件相比，具有薄、勻、輕、強的特點。沖壓可制出其他方法難于制造的帶有加強筋、肋、起伏或翻邊的工件，以提高其剛性。由于采用精密模具，工件精度可達微米級，且重復精度高、規格一致，可以沖壓出孔窩、凸臺等。

　　冷沖壓件一般不再經切削加工，或僅需要少量的切削加工。熱沖壓件精度和表面狀態低于冷沖壓件，但仍優于鑄件、鍛件，切削加工量少。

　　沖壓是高效的生產方法，采用復合模，尤其是多工位級進模，可在一臺壓力機上完成多道沖壓工序，實現由帶料開卷、矯平、沖裁到成形、精整的全自動生產。生產效率高，勞動條件好，生產成本低，一般每分鐘可生產數百件。

　　沖壓主要是按工藝分類，可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序也稱沖裁，其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離，同時保證分離斷面的質量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的條件下發生塑性變形，制成所需形狀和尺寸的工件。在實際生產中，常常是多種工序綜合應用于一個工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。沖壓用板料的表面和內在性能對沖壓成品的質量影響很大，要求沖壓材料厚度精確、均勻；表面光潔，無斑、無疤、無擦傷、無表面裂紋等；屈服強度均勻，無明顯方向性；均勻延伸率高；屈強比低；加工硬化性低。

重要因素

　　在實際生產中，常用與沖壓過程近似的工藝性試驗，如拉深性能試驗、脹形性能試驗等檢驗材料的沖壓性能，以保證成品質量和高的合格率。

　　模具的精度和結構直接影響沖壓件的成形和精度。模具制造成本和壽命則是影響沖壓件成本和質量的重要因素。模具設計和制造需要較多的時間，這就延長了新沖壓件的生產準備時間。

　　模座、模架、導向件的標準化和發展簡易模具(供小批量生產)、復合模、多工位級進模(供大量生產)，以及研制快速換模裝置，可減少沖壓生產準備工作量和縮短準備時間，能使適用于減少沖壓生產準備工作量和縮短準備時間，能使適用于大批量生產的先進沖壓技術合理地應用于小批量多品種生產。

　　沖壓設備除了厚板用水壓機成形外，一般都采用機械壓力機。以現代高速多工位機械壓力機為中心，配置開卷、矯平、成品收集、輸送等機械以及模具庫和快速換模裝置，并利用計算機程序控制，可組成高生產率的自動沖壓生產線。

　　在每分鐘生產數十、數百件沖壓件的情況下，在短暫時間內完成送料、沖壓、出件、排廢料等工序，常常發生人身、設備和質量事故。因此，沖壓中的安全生產是一個非常重要的問題。

　　一般工件在沖壓過程中，由于沖壓過程中，尤其是在冷鍛沖壓加工過程中，溫度會很快升高，必須加潤滑油潤滑，如果不使用潤滑而直接沖壓，除工件光潔度受到影響外，模具壽命將縮短，同時精度降低，為此模具方面的改進將投入大量費用。正是由于此種原因，所以在冷鍛沖壓中必須要沖壓潤滑。在金屬沖壓成型方面，很薄的一層愛美可水基沖壓潤滑劑就可以保護模具，因此潤滑劑用量會減少50%以上，而且避免了用量過多帶來的浪費，還解決了車間整潔問題。模具在沖壓過程中由于摩擦會產生熱，這種高性能的潤滑劑會自動粘著于受熱的關鍵部位，保護模具，平均減少25%的模具拋光停機時間。焊接-組裝，表面沒有油的部件便于焊接和組裝。研究和實踐表明愛美可金屬極惰性氣體電弧焊，鎢極氣體保護電弧焊，電阻焊的應用上都有上佳結果。

特點

　　沖壓件主要是將金屬或非金屬板料，借助壓力機的壓力，通過沖壓模具沖壓加工成形的，它主要有以下特點：

　　(1) 沖壓件是在材料消耗不大的前提下，經沖壓制造出來的，其零件重量輕、剛度好，并且板料經過塑性變形后，金屬內部的組織結構得到改善，使沖壓件強度有所提高。

　　(2)沖壓件具有較高的尺寸精度，同模件尺寸均勻一致，有較好的互換性。不需要進一步機械加工即可滿足一般的裝配和使用要求。

　　(3)沖壓件在沖壓過程中，由于材料的表面不受破壞，故有較好的表面質量，外觀光滑美觀，這為表面噴漆、電鍍、磷化及其他表面處理提供了方便條件。

設計的原則

　　(1)設計的沖壓件必須滿足產品使用和技術性能，并能便于組裝及修配。

　　(2)設計的沖壓件必須有利于提高金屬材料的利用率，減少材料的品種和規格，盡可能降低材料的消耗。在允許的情況下采用價格低廉的材料，盡可能使零件做到無廢料及少廢料沖裁。

　　(3)設計的沖壓件必須形狀簡單，結構合理，以有利于簡化模具結構、簡化工序數量，即用最少、最簡單的沖壓工序完成整個零件的加工，減少再用其他方法加工，并有利于沖壓操作，便于組織實現機械化與自動化生產，以提高勞動生產率。

　　(4)設計的沖壓件，在保證能正常使用情況下，盡量使尺寸精度等級及表面粗糙度等級要求低一些，并有利于產品的互換，減少廢品、保證產品質量穩定。

　　(5)設計的沖壓件，應有利于盡可能使用現有設備、工藝裝備和工藝流程對其進行加工，并有利于沖模使用壽命的延長。

沖壓件產生翻料扭曲的原因和抑制方法

　　1.沖壓時產生翻料、扭曲的原因

　　在級進模中，通過沖切沖壓件周邊余料的方法，來形成沖件的外形。沖件產生翻料、扭曲的主要原因為沖裁力的影響。沖裁時，由于沖裁間隙的存在，材料在凹模的一側受拉伸(材料向上翹曲)，靠凸模側受壓縮。當用卸料板時，利用卸料板壓緊材料，防止凹模側的材料向上翹曲，此時，材料的受力狀況發生相應的改變。隨卸料板對其壓料力的增加，靠凸模側之材料受拉伸(壓縮力趨于減小)，而凹模面上材料受壓縮(拉伸力趨于減小)。沖壓件的翻轉即由于凹模面上的材料受拉伸而致。所以沖裁時，壓住且壓緊材料是防止沖件產生翻料、扭曲的重點。

　　2.抑制沖壓件產生翻料、扭曲的方法

　　(1).合理的模具設計。在級進模中,下料順序的安排有可能影響到沖壓件成形的精度。針對沖壓件細小部位的下料，一般先安排較大面積之沖切下料，再安排較小面積的沖切下料，以減輕沖裁力對沖壓件成形的影響。

　　(2).壓住材料。克服傳統的模具設計結構，在卸料板上開出容料間隙(即模具閉合時，卸料板與凹模貼合，而容納材料處卸料板與凹模的間隙為材料厚t-0.03～0.05mm)。如此，沖壓中卸料板運動平穩，而材料又可被壓緊。關鍵成形部位，卸料板一定做成鑲塊式結構，以方便解決長時間沖壓所導致卸料板壓料部位產生的磨(壓)損，而無法壓緊材料。

　　(3).增設強壓功能。即對卸料鑲塊壓料部加厚尺寸(正常的卸料鑲塊厚H+0.03mm)，以增加對凹模側材料的壓力，從而抑制沖切時沖壓件產生翻料、扭曲變形。

　　(4).凸模刃口端部修出斜面或弧形。這是減緩沖裁力的有效方法。減緩沖裁力，即可減輕對凹模側材料的拉伸力，從而達到抑制沖壓件產生翻料、扭曲的效果。

　　(5).日常模具生產中，應注意維護沖切凸、凹模刃口的鋒利度。當沖切刃口磨損時，材料所受拉應力將增大，從而沖壓件產生翻料、扭曲的趨向加大。

　　(6).沖裁間隙不合理或間隙不均也是產生沖壓件翻料、扭曲的原因，需加以克服。

　　3.生產中常見具體問題的處理

　　在日常生產中，會遇到沖孔尺寸偏大或偏小(有可能超出規格要求)以及與凸模尺寸相差較大的情形，除考慮成形凸、凹模的設計尺寸、加工精度及沖裁間隙等因素外，還應從以下幾個方面考慮去解決。

　　(1).沖切刃口磨損時，材料所受拉應力增大，沖壓件產生翻料、扭曲的趨向加大。產生翻料時，沖孔尺寸會趨小。

　　(2).對材料的強壓，使材料產生塑性變形，會導致沖孔尺寸趨大。而減輕強壓時，沖孔尺寸會趨小。

　　(3).凸模刃口端部形狀。如端部修出斜面或弧形，由于沖裁力減緩，沖件不易產生翻料、扭曲，因此，沖孔尺寸會趨大。而凸模端部為平面(無斜面或弧形)時，沖孔尺寸相對會趨小。

　　在具體的生產實踐中，應針對具體問題作具體分析，從而找出解決問題的方法。

　　以上主要介紹了沖裁時，沖件產生翻料、扭曲的原因及解決對策。

　　4.折彎時沖壓件產生翻料、扭曲的原因及對策

　　(1).沖裁時產生的沖件毛邊所致。需研修沖切刃口，并注意檢查沖裁間隙是否合理。

　　(2).沖裁時已產生沖件的翻料、扭曲變形，導致折彎后成形不良，需從沖裁下料工位著手解決。

　　(3).折彎時沖壓件失穩所致。主要針對U形及V形折彎。此問題的處理，對沖壓件進行折彎前的導位、折彎過程中的導位，以及折彎過程中壓住材料防止沖壓件在折彎時產生滑移是解決問題的重點。

沖壓件檢驗方法

觸摸檢驗

　　用干凈的紗布將外覆蓋件的表面擦干凈。檢驗員需戴上觸摸手套沿著沖壓件縱向緊貼沖壓件表面觸摸，這種檢驗方法取決于檢驗員的經驗。必要時可用油石打磨被探知的可疑區域并加以驗證，但這種方法不失為一種行之有效的快速檢驗方法。

油石打磨

　　1、首先用干凈的紗布將外覆蓋件的表面擦干凈，然后打磨用油石（20×20×100mm或更大）,有圓弧的地方和難以接觸到的地方用相對較小的油石打磨（例如：8×100mm的半圓形油石）

　　2、油石粒度的選擇取決于表面狀況（如粗糙度，鍍鋅等）。建議用細粒度的油石。油石打磨的方向基本上沿縱向進行，并且很好地貼合沖壓件的表面，部分特殊的地方還可以補充橫向的打磨。

柔性紗網的打磨

　　用干凈的紗布將外覆蓋件的表面擦干凈。用柔性砂網緊貼沖壓件表面沿縱向打磨至整個表面，任何麻點、壓痕會很容易地被發現。

涂油檢驗

　　用干凈的紗布將外覆蓋件的表面擦干凈。再用干凈的刷子沿著同一個方向均勻地涂油至沖壓件的整個外表面。把涂完油的沖壓件放在強光下檢驗，建議把沖壓件豎在車身位置上。用此法可很容易地發現沖壓件上的微小的麻點、癟塘、波紋。

目視檢驗

　　目視檢測主要用于發現沖壓件的外觀異常和宏觀缺陷。

檢具檢測

　　將沖壓件放入檢具，依據檢具說明書操作要求，對沖壓件進行檢測。