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超精密冲压高速冲压加工技术

时间:2022-10-25 作者:百富都

超精密冲压是一种高速冲压加工技术,以高精密机床为加工平台,通过精密的冲压机,在短时间内对工件进行连续的冲压机压力加工。超精密冲压以高精度和高效率为特征,最大限度地减少工件材料和机械磨损,降低能耗和加工成本。在超高速冲压加工技术中,超精密冲压设备(包括压机)的转速通常可达到每分钟万转以上,同时设备的结构设计和工艺结构都能够满足超精密成形系统对压力及速度的要求。

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1、材料

超高速冲压所需材料的密度和形状决定了需要满足强度、刚度、塑性等多种性能要求,材料的选择对加工性能有着重要的影响。一般情况下可以采用铸铁作为冲压材料。由于其强度高,重量轻,可减少模具体积和降低成本且易维修,而铝合金具有良好的力学性能和耐腐蚀性。但是由于超高速冲压的速度非常快(通常大于或等于音速的10倍),对材料提出了更高的要求,因此要求材料的密度越低越好。

2、成形方式

超精密冲压工艺的特点是:设备精度高,工效提高及材料利用率提高。利用模具设计的方法优化冲裁时模具结构材料和结构尺寸等基本参数。在实际工程中最常用的加工方法有以下几种:压痕成形、压痕成形和压痕成形。

  • (1)压痕成形:冲裁时将工件压在压痕模具上形成一个凹槽和圆弧以防止挤压金属后产生痕迹。

  • (2)压痕成形:冲裁时将工件压入模具中而不损伤模芯。

  • (3)压痕成形:工件压痕成形是对模具结构进行优化以减少凹槽或圆弧造成的变形。

3、工艺参数

  • (1)冲程速度:在传统的冲压工艺中,冲模最大速度是压板所能达到的最大压力(mm)。随着冲模的进步,可通过改变冲模的设计来调整冲程的速度。

  • (2)冲模与支撑结构:采用锥形的压板支撑方式。这种形式不仅可以提高压板芯与支撑结构的接触角度,使垫片更易加工,而且可以降低工件的应力。

  • (3)板材厚度:通常情况下,板材厚度与冲压速度成正比关系。

4、控制手段

由于超精密冲压机床加工的工件一般是体积大、精度高、表面粗糙度好且加工工艺要求很高的工件,为提高加工精度或减少工件加工后对机床的修整要求,应选择各种高精度控制手段如刀具速度控制、精度控制和运动控制。而控制手段多采用数控机床,其精度控制通常采用数字控制技术,即在控制系统中设置一个特定的计算机程序,使程序能按照一定规律自我调整其运动。如德国机床控制系统所采用的脉冲控制技术。

5、应用领域

自上世纪80年代以来,通过对精密冲压技术的不断发展,已形成了超高速冲压、超精确成形、超低压及微型机械等多个领域,并在不同行业中得到了广泛的应用。在汽车制造行业中,可以应用超精密模具冲压及柔性制造加工技术制造汽车零部件,实现“少零件、高精度”的目标;在飞机工业中,超精密冲压机可以提高零件加工效率和可靠性;在航空航天和精密仪器加工领域中,超精密冲压技术可以实现更高精度的成形、提高产品精度和生产效率。此外,由于其高速、精确化的特点以及特殊表面处理工艺的应用需求,它可以发展成为一种高性能、多功能零件生产线。


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