为了使金属材料的弯曲变形尽可能地小,因此冲压件必须具有高的精度和强度。由于冲压的方法和结构不同,因此精度也有所不同。一般来讲,要求所用材料具有较高韧性的薄壁零件可以采用冲压方法进行冲压。采用液压冲床和冲压机进行冲压能实现不停机加工的目的,同时冲压件还具有质量轻、体积小、精度高、操作方便等特点,而采用液压冲床对材料进行冲压也是一种理想的方式。
一、控制系统
液压冲床的控制系统由多个控制单元组成,每个单元包括一台或多台压力机开关,以及冲床或模具。控制单元中设置各传感器以及各执行器和伺服驱动装置。各执行器分别连接到各控制单元。液压冲床控制系统中所有执行器都要连接到相应总线上,各个单元之间要互相通信,以实现对设备状态进行实时监测。这些控制单元通过 PLC实现各个单元之间控制信号和执行元件之间远程通信、位置信号和压力信号等通信信号,并通过总线传送给 PLC终端进行控制。
二、冲压过程
冲压过程是冲压件从模具进入工作状态的全过程,包括冲压前、冲压中和冲压后三个阶段。冲压前包括预拉伸、预冷和预处理。冲压中是指冲压工具使钢板和模具分开,在冲压件表面形成一层较薄、均匀的金属膜,当钢板或模具受到弯曲变形时,金属膜被撕裂而产生应力,从而使钢板或模具恢复到原来的形状;预拉伸是指冲压件在成形过程中由钢板或模具弯曲变形而产生应力,从而使钢板或模具恢复到原来大小和形状。预拉伸又分为预拉伸阶段和预变形阶段。预拉伸阶段又分为预拉伸模准备阶段)、预拉伸过程(阶段)、预拉伸阶段(完成阶段);预变形阶段又分为预冲压阶段(开始阶段)、预冲模阶段(结束阶段)、预拉伸阶段结束);预拉伸阶段又分为预拉伸阶段);预拉伸阶段又分为预拉伸阶段)。
三、对冲压件所需尺寸的控制
冲压是一种精密加工方式,冲压的工艺参数要 地控制在规定精度范围内(图4)。通过分析可得冲压件生产过程中各种加工工艺参数包括冲压件的大小、形状、厚度、长度、方向等。要实现这些参数,需要在整个冲压过程中控制好冲压件各个加工步骤中各个部位所需尺寸,以确保零件精度和结构强度。零件所需尺寸包括材料参数尺寸、表面状况尺寸、成形中心尺寸、表面粗糙度尺寸、中心内径尺寸、成型位置尺寸等。
四、冲压件的几何形状精度和外观质量要求
由于冲压零件结构复杂,加工精度要求较高,因此其几何形状精度应符合如下要求:尺寸稳定性良好,无局部变形或尺寸异常区,有足够的应力集中区;表面平整光洁,无氧化、裂纹、气泡、针孔等缺陷;表面无划伤,无裂纹、夹渣等缺陷;表面无气泡或针孔等缺陷;无毛刺、孔洞、毛刺等缺陷。对于精密冲压件或批量加工件而言,一般均应进行精加工,使冲压件不仅满足各种工艺技术要求外,还要满足各种精度、外观质量等各方面要求。对于那些形状复杂部位有特殊要求、外观质量要求比较严格、需要对冲压件进行精加工或对其进行表面处理或表面抛光等工序的精密冲压件应选用精密冲床进行冲压加工(如图3)。
五、常见问题及解决方案
问题1:材料弯曲变形大,工件表面不平,影响质量和精度。问题2:成形后的零件尺寸不稳定并且产生径向应力(模具应力),最终导致产品报废。解决方案:模具选择合理,材料匹配性好。问题3:冲压过程中存在断料现象,造成返工。解决方案:提高冲床工作频率以及冲压机操作人员对精度等要求。注意:选择合适材质及强度较高、塑性较好、不容易变形、能够满足工艺要求且易于加工和成型、使用寿命较长、零件尺寸稳定、易操作、易于控制、价格低廉产品等方面才是关键所在。