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激光切割五金冲压件的加工工序与汽车冲压件行

文章作者:永达五金   发布时间:2019-11-27
五金冲压件的激光切割加工包括冲裁、弯曲、拉深、成形、精整等工序。
  五金冲压件的激光切割加工包括冲裁、弯曲、拉深、成形、精整等工序。冲压件加工的材料主要是热轧或冷轧(以冷轧为主)的金属板带材料,例如碳钢板、合金钢板、弹簧钢板、镀锌板、镀锡板、不锈钢板、铜及铜合金板、铝及铝合金板等。硬度检测采用洛氏硬度计。数控机五金冲压件的加工重复定位精度、直线进给速度在五金模具三维型面加工时,不能反映实际冲压件加工情况。模具的三维曲面高精度加工,提出了高动态精度性能的要求,高速高精度还要在机床的高刚性、热稳定性、高可靠性以及高品质的控制系统相配合下才可能得以实现。
  目前汽车冲压件行业面临的挑战如下:
  1)模具设计制造技术,世界汽车模具制造技术正在向以计算机前的操作逐步代替现场操作,以高精度加工代替人的手工劳动,模具的设计、制造高度标准化,单件生产方式向流水线式生产方式发展等。国外的大型外覆盖件模具企业在模具制作的很多地方与国内企业有很大的不同,值得我们很好的借鉴。
  2)仿真技术的发展和应用是冲压发展需要借助的手段。
  3)自动化和灵活性要求是冲压发展需要考虑的因素。
  4)新工艺的很大应用,包括高强度钢板的应用、多种厚度激光拼焊板坯的冲压技术、板材热成形技术、内高压胀管技术、轻合金成型技术、数字化成型技术、特种冲压成形技术等。
  我国汽车冲压件行业的现状:
  随着汽车工业的快速发展,冲压加工作为较基本、较传统、较重要的金属加工方法之一,今后10~20年在我国汽车行业中将得到较好的发展。在汽车的构成中,车身及发动机、底盘一起被称为汽车的三大总成。据统计,客车、轿车和多数专用汽车车身质量约占整车自身重量40%~60%,轿车车身大约由400个左右的冲压件焊接而成。钢板材料在不同车型中占汽车自身质量的51%~65%。
  目前国内从事冲压件的大型企业很少,基本上是一些中小企业,冲压件以中小冲为主。而汽车行业的大型冲压件,以拉深为主,在我国这部份冲压件主要集中在汽车厂、拖拉机厂、飞机制造厂等大厂,大型冲压拉深厂还不多见。而对我国汽车行业零部件类或车身中的中小冲压件类来讲,随着汽车业的迅速发展而得到迅速发展,目前一些汽车厂或拖拉机厂的周围都有许多这样的小厂。
  设计的五金冲压件需要形状简单,结构合理,以有利于简化模具结构、简化工序数量,即用少、简单的冲压工序完成整个零件的加工,减少再用其他方法加工,并有利于冲压操作,便于组织实现机械化与自动化生产,以提高劳动生产率。激光切割加工是金属加工、机械制造领域常用的零件。冲压件加工是利用模具使金属板带发生分离或成形的加工方法。其应用范围十分广阔。加工的材料主要是热轧或冷轧(以冷轧为主)的金属板带材料,例如碳钢板、合金钢板、弹簧钢板、镀锌板、镀锡板、不锈钢板、铜及铜合金板、铝及铝合金板等。
  冲压件成形缺陷:
  1、拉伸破裂
  在拉伸过程中,假如拉力大于材料的较大抗拉强度,则会出现破裂现象。板材薄厚并不是发生破裂现象的判断标准。也就是说,不是薄的地方而是拉伸变形程度较大的位置较容易出现拉伸破裂现象。因此,设计人员应该在设计前期拉伸变形较大位置采取预防措施,并在拉伸后对成型件予以精密修补,比如说通过打孔以及切口等方式,减轻拉伸拉力,降低破裂几率。
  2、拉伸回弹
  汽车冲压件在拉伸形成的过程中,板材弯曲变形现象普遍存在。即使在拉延动作结束之后,也会残留相应应力。这些残余应力与闭合模具的接触力之间处于平衡位置。一旦再次开启模具,加工件在残余应力的作用下将发生回弹,导致实际加工效果与预期在尺寸上存在偏差。
  拉延回弹是汽车冲压成形缺陷的一种,在实际加工过程中很难消除。随着科技的不断发展,人们积极对拉伸回弹进行深人研究,利用计算机仿真模式提供众多解决办法。目前,针对回弹加工面的相关补偿技术是解决拉伸回弹的较科学、有效的办法。
  3、切割材料出现毛刺
  切割冲压件板材的过程中,很容易会导致材料周边出现很多刺状物的问题,他们厚度大小不一,但一般都会具有相应高度。这些刺状物就是在切割材料过程所带来的毛刺。切割材料边缘的毛刺主要有两种,一种是由于切割设备凹凸模缝隙太大,致使切割平面不一致所产生的。该类毛刺的高度以及厚度数值较大;另一种是由于切割设备凹凸模间隙不大或者是模具长期磨损所产生的。该类毛刺具有相应高度,但是厚度较薄。由此可见,汽车冲压件加工人员应该做好切割设备凹凸模间隙的调整工作,定期检查模具磨损情况,对有问题模具要及时维修或替换。
  4、拉伸起皱
  冲压件拉伸过程中,金属材料在压力的作用之下,发生拉伸变形,导致零件凸缘或者筒壁起皱。究其原因,主要是由于切向压应力引起的。当凸缘的切向应力达到界限值时,凸缘边缘会出现连续的、波浪形弯曲,被称作起皱。
  实际加工过程中,提高内径方向的拉应力是消除起皱的常见措施。假如皱纹均布于冲压件四周,应提高压料力以消除起皱现象。对于锥形件或者半球形加工件而言,拉伸初始阶段材料几乎悬空,极易在侧面筒壁出现起皱,所以在提高压边力的基础上,应该进一步加大板材在径向方向的拉应力,以削弱或者消除皱纹。具体来讲,可以采用添加拉延筋的方式,在拉伸过程中压弯板材四周,并对凹模产生的阻力加以影响,从而推动径向拉应力的提升。模具设计人员应该根据实际加工需求,合理选择拉伸筋的规格、形状以及安装位置,通过改变径向拉应力的大小,降低拉伸起皱问题。与此同时,还可以利用压边圈减少毛坯的拱起问题。尤其是形状比较复杂的拉伸件,其材料稳定性差,起皱几率很高。因此,在该类部件的拉伸工艺设计阶段,应增设凸筋,充分吸收板材拉伸过程中所产生的多余金属材料,进而有效避免起皱。此外,提高毛坯厚度,降低拉伸变形,也是一种不错的消除起皱的方式。
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