广义的冲裁加工,是根据加工目的采用相应形状的工具使材料产生塑性变形,并将之切断、分离的加工总称。这里的冲裁(剪断)加工,是使用冲压机械加压于凸模与凹模之间的材料,使之在具有一定间隙的刃口处产生剪切变形而分离的冲压工序。利用冲裁(剪断)加工可以直接加工制作零件,或者为弯曲、拉深及成形等加工提供坯料。
冲裁(剪断)加工,按照加工目的有如下类型:
(1)切断加工(Cutting,Shearing)用间隙接近于零的冲模、凹模(模具设计(或上下刀刃)使平板坯料沿不封闭的轮廓线断裂分离的冲裁工序。其断裂分离的轮廓线为直线或曲线。
(2)分离加工(Separating,Parting) 用凸模、凹模(或上下刀刃)使半成品或成形部件切断分离成为两个或两个以上的部分。
(3)切口加工(Notching)将坯料或制件沿不封闭的轮廓线断开,完全分离成两部分的冲切加工。
(4)落料冲裁加工(Blanking)通过模具的凸模与凹模加压于其间的平板坯料,使之在上下刀刃口处产生剪切变形,沿内部的封闭轮廓线断裂分离(落下部分为工件)的冲裁加工。相邻孔(工件)之间的距离不得小于板厚的1.5倍。
(5)冲孔加工(Piercing)使平板坯料沿封闭的轮廓线(圆、方形或其他)断裂分离(冲下去的部分为废料)的冲裁加工(模具设计参见图1-74)。孔边距和孔间距≥2t。
(6)切边加工(Trimming)将半成品坯料件不规整或多余的边缘部分切离掉使之成为具有所需法兰尺寸的工件的冲裁加工。
(7)斜楔模耳孔加工(Cam piercing)利用模具的斜楔模机构,将凸凹模上下方向的冲切改变为水平方向的冲切,完成产品侧壁上的冲孔加工。
(8)切口折弯加工(Cut bending)坯料沿不封闭的轮廓线部分断开,而不完全分离成两部分,并将坯料上被分开的局部进行折弯加工,与坯料形成所需角度。
(9)复合(内外)冲裁加工(Compound blanking)用具有2组凸模、凹模的模具,在一个冲压行程内进行外形和内孔冲切加工。上模中央的凸模和下模内的凹模进行内孔冲切,同时,下模的凹模外围作为凸模,与上模凸模外周的凹模完成产品外形的冲切。
(10)修边加工(Shaving)将普通冲裁后的毛坯置于整修模内,对冲裁件的断面部分进行一次或多次整修加工,去掉粗糙不平的断面与锥度,得到光滑平整断面。整修加工后的工件,其尺寸精度和断面质量比普通冲裁件更好。
(11)冲拉加工(Blanking drawing)坯料外形冲裁与浅拉深工艺的复合模,在压力机的一个冲压行程内先后进行落料,浅拉深加工。落料凹模在下模布置的,称为正装式复合模;落料凹模在上模布置的,称为倒装式复合模。
(12)摆振切割加工(Shimmy cutting)利用斜楔模机构(包括摆振凸模和带辊子的摆振凹模)使压力机的上下运动变换为在模具内的模拟圆周运动或前后左右移动,将成形产品在一次冲压行程内完成底部的切断加工。
(13)管材剪切加工(Pipe cutting)由于管件需求的多样化,采用芯棒切断比较困难,故无芯切断应用较多。为提高剪切断面质量,减小管件变形,应合理设计切刀形状及尺寸,尽量使凸模切刃在冲切时对管壁作用的剪切力指向外侧。
(14)切边加工(Trim & Scrap cutting)将具有复杂形状的拉深加工半成品坯料件的不规整或多余边缘部分切离,使之成为所需尺寸和形状的工件。
(15)拉削冲切加工(Broaching)在一个冲压行程内,利用拉削加工冲头(Punch)对制品的内孔上分段拉削,完成键槽的加工。
(16)上下对冲加工(Up-down blanking) 在普通冲裁的一组凸凹模之外,增设第二组凸凹模。第二凸模设置在第一凹模孔内,第二凹模设置在第一凸模的周围。冲压加工分两步进行:第一组模具进行半冲压后中断加工;第二组模具将已经半冲切的部分反方向冲压,由此获得无毛刺切口面。
(17)光洁冲裁加工(Finish blanking)采用接近于零的极小间隙(0.002~0.005mm),所以也称为小间隙圆角刃口冲裁。通常,冲切孔内侧面时,在凸模角部加工微小圆角或倒角;冲切外形侧面时,在凹模角部加工微小圆角或倒角,以获得具有光滑剪断面和高精度的产品。
(18)精密冲裁加工(Fine blanking)在冲裁的基础上采用形如可动卸料板的压料板(V形压边圈)强力压紧被加工材料,并采用反向压料板施加强力反顶力,采用近乎零的小间隙及小圆角刃口等工艺措施,实现板料塑性分离的冲压分离加工方法。工件的断面及质量在分离加工中为最好,用于精密冲裁落料和精密冲孔,具有优质、高效、低耗及使用面广等特点。
(19)对向凹模冲裁加工(Moving die blanking)用平刃凹模与带凸起凹模的对向运动冲切板料,待板料临近断离时由顶料凸模(Knockout punch)使之完全断离。带凸起凹模相当于精密冲裁的V形环压边圈,顶料凸模也可配置在带凸起凹模侧。与精密冲裁相比,对向凹模精冲扩大了可精冲的厚度范围,降低了对材料的塑性要求。