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精冲技术的推广应用
2006年2月28日 15:19  

    在各类机电与家电产品的结构零件中,大量采用料厚t>0.5~16mm的各种金属材质、形状复杂的板状零件。由于其尺寸与形位精度要求高,特别是沿料厚方向要求光洁、平直。常规的传统加工方法是由冲压供坯,用车、铣、刨、磨等切削加工达要其技术要求,不仅工艺流程长、工序多,耗用工(台)时多,生产效率低,而且零件互换性不好,劳动强度大,成本高,不能适应大量生产需要。

    实践证明,在料厚t>3mm的中厚板和t>4.75mm厚板零件大批量生产中,推广应用精冲技术取代有削加工,不仅可以取得很好的经济效益,同时还可以杜绝目前普通冲压生产中时有发生的压手断指人身伤害事故,消减冲压噪声对环境的污染,获取令人满意的职业安全与环保效益。采用现代冲压领域中的精密冲裁高技术,也充分体现出“以人为本,坚持可持续发展”的科学发展观。图1所示为由瑞士Feintool AG Lyss/schweiz精冲公司为用户提供的精冲件。

    这些板状零件用其他加工方法都难以完成。即便用各工种组合切削加工,不仅效率低、质量难保证,而且成本很高。图1所示绝大多数是不同牌号的钢板材质,80%以上是汽车用精冲件。分析图1示出的精冲件可以看出其如下特点:

    1)形状复杂,尺寸与形位精度高,多数料厚t>3mm~12.5mm,为中厚板与厚板精冲件,冲切面平直、光洁,质量可与切削加工相媲美。

    2)精冲件轮廓清晰、塌角小,一些孔边距与孔间距(壁厚)≤t并有压凸、沉孔、盲孔及轮毂凸缘等成形精冲,尤其模数很小的渐开线、摆线、三角形、矩形、梯形等形状高精度齿轮精冲件,都是用其他加工工艺难以制造的。

    3)都是大批量生产和达到适度经济生产规模的机电产品零件,包括:中卡载重汽车、轿车、摩托车等产品精冲件,均由原材料一模冲出成品件,不再切削加工。

    4)精冲的冲切面因冷作硬化效应,其表面硬度、强度大幅提高,耐摩擦性能和耐候性改善,用作运动面、摩擦面的齿轮齿廓、轴套等精冲件,其寿命会因此而提高。

    精冲工艺的开发应用

    金属板料的精密冲裁是成功应用Theodor Karman理论的结果。该理论的核心是:固体在多向受压的情况下比在单向受压时塑性好、变形状态更好,更易变形。在板料精密冲裁时,利用精冲模特殊结构,在板料的剪切分离区,三向施压形成立体压应力状态,对材料进行纯剪切分离,实现精密冲裁。德国人F.Schiess于1921年根据这个理论发明了强力压边精冲工艺技术(简称FB精冲),于1923年3月9日获取德国专利。

    在上述FB精冲工艺技术推广普及前后,还有其他多种精冲方法在不同国家开发研制成功,取得专利,有的还推广用于生产。至今,还有一些简易的精冲工艺,作为FB精冲技术的补充,在一些形状简单、仅局部需要精冲、尺寸小且产量不大以及没有专用精冲设备的工厂中,推广应用,同样可取得良好的技术经济效益,这些精冲技术如下:

    (1)普通压力机精冲技术

    a、整修——用专用整修亦称修边模对落料与冲孔毛坯的冲切面进行修边加工以获取平直、光洁及高精度的冲切面,包括:外缘整修、内孔整修、叠料整修、振动整修等。

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