廣義的沖裁加工,是根據加工目的采用相應形狀的工具使材料產生塑性變形,并將之切斷、分離的加工總稱。這里的沖裁(剪斷)加工,是使用沖壓機械加壓于凸模與凹模之間的材料,使之在具有一定間隙的刃口處產生剪切變形而分離的沖壓工序。利用沖裁(剪斷)加工可以直接加工制作零件,或者為彎曲、拉深及成形等加工提供坯料。
沖裁(剪斷)加工,按照加工目的有如下類型:
(1)切斷加工(Cutting,Shearing)用間隙接近于零的沖模、凹模(模具設計(或上下刀刃)使平板坯料沿不封閉的輪廓線斷裂分離的沖裁工序。其斷裂分離的輪廓線為直線或曲線。
(2)分離加工(Separating,Parting) 用凸模、凹模(或上下刀刃)使半成品或成形部件切斷分離成為兩個或兩個以上的部分。
(3)切口加工(Notching)將坯料或制件沿不封閉的輪廓線斷開,完全分離成兩部分的沖切加工。
(4)落料沖裁加工(Blanking)通過模具的凸模與凹模加壓于其間的平板坯料,使之在上下刀刃口處產生剪切變形,沿內部的封閉輪廓線斷裂分離(落下部分為工件)的沖裁加工。相鄰孔(工件)之間的距離不得小于板厚的1.5倍。
(5)沖孔加工(Piercing)使平板坯料沿封閉的輪廓線(圓、方形或其他)斷裂分離(沖下去的部分為廢料)的沖裁加工(模具設計參見圖1-74)。孔邊距和孔間距≥2t。
(6)切邊加工(Trimming)將半成品坯料件不規整或多余的邊緣部分切離掉使之成為具有所需法蘭尺寸的工件的沖裁加工。
(7)斜楔模耳孔加工(Cam piercing)利用模具的斜楔模機構,將凸凹模上下方向的沖切改變為水平方向的沖切,完成產品側壁上的沖孔加工。
(8)切口折彎加工(Cut bending)坯料沿不封閉的輪廓線部分斷開,而不完全分離成兩部分,并將坯料上被分開的局部進行折彎加工,與坯料形成所需角度。
(9)復合(內外)沖裁加工(Compound blanking)用具有2組凸模、凹模的模具,在一個沖壓行程內進行外形和內孔沖切加工。上模中央的凸模和下模內的凹模進行內孔沖切,同時,下模的凹模外圍作為凸模,與上模凸模外周的凹模完成產品外形的沖切。
(10)修邊加工(Shaving)將普通沖裁后的毛坯置于整修模內,對沖裁件的斷面部分進行一次或多次整修加工,去掉粗糙不平的斷面與錐度,得到光滑平整斷面。整修加工后的工件,其尺寸精度和斷面質量比普通沖裁件更好。
(11)沖拉加工(Blanking drawing)坯料外形沖裁與淺拉深工藝的復合模,在壓力機的一個沖壓行程內先后進行落料,淺拉深加工。落料凹模在下模布置的,稱為正裝式復合模;落料凹模在上模布置的,稱為倒裝式復合模。
(12)擺振切割加工(Shimmy cutting)利用斜楔模機構(包括擺振凸模和帶輥子的擺振凹模)使壓力機的上下運動變換為在模具內的模擬圓周運動或前后左右移動,將成形產品在一次沖壓行程內完成底部的切斷加工。
(13)管材剪切加工(Pipe cutting)由于管件需求的多樣化,采用芯棒切斷比較困難,故無芯切斷應用較多。為提高剪切斷面質量,減小管件變形,應合理設計切刀形狀及尺寸,盡量使凸模切刃在沖切時對管壁作用的剪切力指向外側。
(14)切邊加工(Trim & Scrap cutting)將具有復雜形狀的拉深加工半成品坯料件的不規整或多余邊緣部分切離,使之成為所需尺寸和形狀的工件。
(15)拉削沖切加工(Broaching)在一個沖壓行程內,利用拉削加工沖頭(Punch)對制品的內孔上分段拉削,完成鍵槽的加工。
(16)上下對沖加工(Up-down blanking) 在普通沖裁的一組凸凹模之外,增設第二組凸凹模。第二凸模設置在第一凹模孔內,第二凹模設置在第一凸模的周圍。沖壓加工分兩步進行:第一組模具進行半沖壓后中斷加工;第二組模具將已經半沖切的部分反方向沖壓,由此獲得無毛刺切口面。
(17)光潔沖裁加工(Finish blanking)采用接近于零的極小間隙(0.002~0.005mm),所以也稱為小間隙圓角刃口沖裁。通常,沖切孔內側面時,在凸模角部加工微小圓角或倒角;沖切外形側面時,在凹模角部加工微小圓角或倒角,以獲得具有光滑剪斷面和高精度的產品。
(18)精密沖裁加工(Fine blanking)在沖裁的基礎上采用形如可動卸料板的壓料板(V形壓邊圈)強力壓緊被加工材料,并采用反向壓料板施加強力反頂力,采用近乎零的小間隙及小圓角刃口等工藝措施,實現板料塑性分離的沖壓分離加工方法。工件的斷面及質量在分離加工中為最好,用于精密沖裁落料和精密沖孔,具有優質、高效、低耗及使用面廣等特點。
(19)對向凹模沖裁加工(Moving die blanking)用平刃凹模與帶凸起凹模的對向運動沖切板料,待板料臨近斷離時由頂料凸模(Knockout punch)使之完全斷離。帶凸起凹模相當于精密沖裁的V形環壓邊圈,頂料凸模也可配置在帶凸起凹模側。與精密沖裁相比,對向凹模精沖擴大了可精沖的厚度范圍,降低了對材料的塑性要求。