冷冲压加工是利用冷冲压技术,使零件的表面质量得到改善的一种新型的金属加工方法。由于冲压件表面粗糙度的差异,可以采用不同的加工工艺,所以对冷冲模有不同要求。如为了获得良好效果的零件表面粗糙度,要求冲压件内部光洁,不允许存在局部缺陷和其他附加应力。若需要去除外圆等部位的凸台或凹槽,则应对凸台或凹槽进行冷冲精加工或对零件外圆进行热热处理。模具冷成形技术也属于这一类处理方法。
1、冲压件的形状
冲压件的形状,包括轮廓形状和内轮廓形状,外轮廓形状又包括外圆的形状。一般情况下,外圆圆率都应大于30 mm/m,圆外圆都应大于30 mm/m,根据外形不同,其外圆形状也有一定差异。为了获得较好效果的外圆圆率,可以采用凹凸方法或内凹法进行精加工。圆外圆精加工时,应考虑内部缺陷对表面质量的影响,以及凸台与凹槽等部位出现应力集中现象对于表面粗糙度有一定影响时,则表面精加工工艺是必须进行工艺处理。同时对凹槽内凹部位也应进行相应处理。成形前,凸台内凹部位应作相应处理,并能保证其表面不发生裂痕。
2、材料的种类
模具件的材料有两种,即硬质合金和碳素结构钢。硬质合金材料具有较好的塑性、韧性和抗氧化性,但切削性能差,加工硬化现象严重,不能承受过大的外力作用。而碳和硅之间不存在相变现象,所以硬度和耐磨性均较高。碳素结构钢用于制造各种轴承、齿轮、刀具、减速机及汽车、摩托车零件等,还可用于制造船舶零件、汽车零部件等。此外,碳素结构钢还可用于制造各种轴承、齿轮等产品。由于碳含量不同其材料性能也不同,所以不能进行硬质冲压加工,必须进行合金化处理以获得优良力学性能。
3、冲压模具及结构
冲压模具是指由底模、凹模板、凹槽模板和倒模面组成的,具有一定强度及刚性的冲压模具。当冲压件要获得所需要的零件时,其底板可进行倒模处理,一般倒模可采用机械倒模。机械模型在冷冲开切成形中起着至关重要的作用。随着成形速度的加快及模具材料、结构性能的提高,机械模型在冷冲压中越来越得到广泛应用。其主要特点是成型精度高,形状尺寸容易控制,工作环境较为干燥等。在选择合适的模具时,应考虑到零件尺寸和形状变化对成型的影响,应选用表面粗糙度与零件外圆粗糙度相适应、又有一定塑性、弹性或刚度的材料制成各种复杂模型(包括梯形/锥形等)作为模具。
4、工艺要求
冷冲精加工要求零件内部表面光洁,无夹渣和毛刺,表面光洁顺滑。零件冷冲精加工所需工装夹具可用普通铣刀铣削,或者用铰刀对冲刀铰座进行铣削(普通铣刀加工需要铣削);对零件外圆进行热热处理时也可以使用普通铣刀对零件外圆表面进行镗削。采用冷成形加工工艺生产出来的冲模应具有足够低的精度与表面粗糙度。精度应控制在0.005~0.006级,表面粗糙度误差应小于0.05μ m。为了防止划伤和毛刺产生,需要对冲模进行精密加工和防锈处理或采用防锈剂、防锈油和脱脂处理(使用脱脂油处理会使摩擦系数增大)当零件需要对孔进行精度加工时,由于孔在冲模内部会产生拉应力而容易造成孔与冲头之间产生不连续接触而产生划伤破坏;在精加工阶段还可以采用局部冷却技术防止模具内部形成拉应力或毛刺;若将粗磨料与冲件直接焊接在一起时,如果零件存在小尺寸公差应采用局部加强措施或采取其它形式解决,以免工件变形或造成损坏影响零件质量。