冲压操作
冲头和模具安装在机械或液压机上,它们在冲压过程中执行两个功能:剪切和弯曲。机械压力机利用飞轮来存储冲压操作所需的能量。飞轮连续运行,仅在需要冲程时才由离合器接合。机械压力机的缺点是驱动力随行程的长度而变化。液压机使用作用于一个或多个活塞的加压油来驱动压力机上的冲头和模具。它能够在整个冲程长度上提供液压驱动活塞的全部力。然而,与机械压力机相比,液压机的速度很慢。大多数冲压操作都是在高速机械压力机上进行的,尽管它们比液压机更昂贵。
冲压操作可以在单个模具站或使用级进模的多个模具站完成。当零件包含紧密间隔的特征或弯曲角度大于90°时,通常使用级进模。它们还可以减少模具磨损并减少回弹量(从而提高几何精度)。级进模的缺点是它们需要多个工位,这需要更多的空间来容纳额外的压力机。
为了最大限度地降低模具成本,在设计冲压制造工艺零件时应遵循以下准则:
- 最小化零件中不同特征的数量。
- 避免紧密间隔的特征。
- 避免使用窄切口和窄投影。
- 最小化零件中的折弯级数。
- 如果可能,应避免弯曲角度大于90°。
- 避免侧面动作功能。
加工技术介绍
铸
熔模铸造有时被称为失蜡工艺,其中使用陶瓷模具来形成所需的零件。为了制造陶瓷模具,通过机加工或铸造制造金属模具。然后将蜡注入模具中,并在冷却后取出。然后将类似于所需部分的蜡涂上几层陶瓷浆料。将完成的陶瓷浆料放入炉中硬化,并通过熔化和蒸发除去蜡。通过用熔融金属填充模具型腔来制造所需的零件。凝固后,模具被破坏并移除零件。熔模铸造能够进行表面光洁度,因此通常不需要加工。
熔模铸造件可以由钢制成,因为陶瓷模具可以承受钢水的高温。当预计产量较低时使用。
压铸
与注塑成型类似,压铸将熔体注入金属模具中。然后让熔体在模具中冷却并凝固。随着零件几何形状变得更加复杂,模具的成本也会增加。随着壁厚的增加,所需的循环时间会增加,因为凝固需要更多的时间。包含底切的零件通常不是压铸的,因为它们很难从模具中取出。由于压铸中使用的模具由钢制成,因此只能使用熔化温度相对较低的金属。压铸机有两种类型:热室机和冷室机。热室机器的注射机构浸没在熔融金属中,可用于由熔化温度较低的合金制成的零件,不会对浸没式注射机构产生化学侵蚀。由于注射机构经常受到高温的影响,因此往往会缩短热室机器的使用寿命。有时使用冷室机,特别是在生产熔化温度较高的零件时。在冷室机器中,熔融金属储存在单独的炉子中,并在闭模时填充机筒。然后,料筒中的柱塞迫使熔体进入模具以形成零件。
锻造
锻造过程涉及使用连接到机械或液压机的模具使热工件变形。锻造用于生产工具和飞机中的一些高应力零件,因为锻造零件具有很高的抗冲击性和抗疲劳性。由于锻造零件是塑性变形的,因此它们比压铸件更坚固、延展性更强。
加工
加工是一种零件去除过程,其中从固体工件上去除小切屑以获得所需的尺寸和几何形状。加工不是一个经济的过程,因为与其他制造过程(如锻造)相比,它相对较慢。该过程还会产生大量废料,由于需要更多的原材料,这会增加成本。在大多数情况下,加工用于改善由其他工艺制造的零件的公差或表面光洁度。加工方法的一些示例是:车床:车床用于生产圆柱形外表面或内表面。工件安装在主轴上并旋转,同时将切削刀具送入工件。车床也可用于使用适当的切削工具生产螺纹(螺纹加工)。
制粉
铣床可用于在工件表面上形成槽、角、凹和凸轮廓。与车床不同,切削刀具旋转,工件在铣床中送入刀具。