【钢材加工】平面到立体的蜕变——冲压
墨玉淬雪  2016-09-21

前面我们给大家介绍了钢板加工之剪切落料,从下料车间出来的零件坯料基本都是平面的,因此还需要进一步的成型处理,将零件坯料加工成零件坯体。通俗的说,就是平面到立体的改变。在装备产品设计当中,冲压就是比较常见的钢板成型方式。

首先我们先看一个小视频,ABB冲压自动化线外覆盖件侧围外板的生产。



一块普通钢板成型为一个复杂的面要经过模具的锤炼,这个过程就叫冲压。冲压分为热冲压冷冲压两种。


冷冲压

冷冲压是指在室温下,利用安装在压力机上的模具对被冲材料施加一定的压力,使之产生分离或塑性变形,从而获得所需要形状和尺寸的零件(也称制件)的一种加工方法。


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用冷冲压获得的零件,大到汽车壳体,小到电子元件,其形状可方可圆,材料可为纯金属也可是合金,还可是非金属;冷冲压产品在日常生活、国防科技、工业、农业等多方面都得到了日益广泛的应用。据初步统计,仅汽车制造业差不多有60%~75%的零件是采用冷冲压制成的。


热冲压

热冲压是先将胚料加热至一定温度,然后用冲压机在相应的模具内进行冲压,以得到所需外形的一种材料成型方法。


典型的热冲压工艺流程例子

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热冲压和冷冲压的区别在于,在钢板进入模具之前,钢板是否有被加热。没有加热直接进模具的钢板叫做冷冲压钢板,相反,则叫做热冲压钢板。

钢板热冲压的典型应用

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冷冲压相对热冲压的优点:由于省去了加热环节,其成品效率以及能源利用率都要比热冲压的要高,并且其设备运营的成本要比热冲压要低。


冷冲压的缺点也较为明显,由于钢板在冷却状态下受到挤压、切割所产生的应力比在加热状态下受到的应力要大得多,冷冲压出来的成品也更容易产生龟裂和裂纹,故冷冲压需要精密的冲压设备,否则成品的不合格率会非常高。


冲压小知识

冲压的三要素为:材料、模具、设备

冲压材料要满足以下条件:便于加工;便于提高生产效率;对模具的损耗及磨损要低。

一、冲压用材料的分类

按照冲压级别可将材料分为(国标


1、最复杂拉深级(ZF)

2、很复杂拉深级(HF)

3、复杂拉深级(F)

4、最深拉深级(Z)

5、深拉深级(S)

6、普通拉深级(P)

根据钢板的成分和力学性能,

材料又可做以下分类:

低碳及超低碳钢板及钢带、碳素结构钢板及钢带、加磷高强度钢板及钢带、烘烤硬化高强度钢板及钢带(BH钢)、双相高强度冷轧钢板及钢带、低合金高强度钢板及钢带、镀锌钢板等。

以低碳钢板及钢带为例

不同用途及与之对应的特点:

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二、冲压可分为分离工序成形工序

分离工序:冲压成形时,变形材料内部的应力超过强度极限σb,使材料发生断裂而产生分离,从而成形零件。分离工序主要有剪裁和冲裁等。

成形工序:冲压成形时,变形材料内部应力超过屈服极限σs,但未达到强度极限σb,使材料产生塑性变形,从而成形零件。成形工序主要有弯曲、拉深、翻边等。

为了方便大家直观理解,下图所示为典型冲压工序


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三、冲压设备按其传动方式可分为

机械传动压力机液压传动压力机


大型的曲柄压力机

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四、工业机器人在冲压线的应用

随着机器人及自动化技术的发展,现在的冲压车间已形成流水线式的自动化整线,本文里的视频就属于ABB冲压自动化线外覆盖件侧围外板的生产。


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机器人冲压自动化整线一般包含:压力机、拆垛系统、清洗机、对中系统、上料机器人、压力机间传输机器人、线尾下料机器人、线末皮带以及线尾自动装箱系统等。