什么是塑性加工

1. 概要

使用加工机的金属加工,包括利用车床的切削加工、塑性加工、焊接加工等等。其中,塑性加工通常也被称为冲压加工,是一种用模具挤压加工物,塑造出目标形状的加工方法。该方法利用了包括金属在内的固体在受到一定外力作用变形后,不会复原的性质(塑性)。塑性加工主要被用于汽车部件等钢材料的加工。不同于车床切削,塑性加工不仅不会产生切屑,还能够利用模具冲压,大批量生产相同形状的部件。

2. 塑性加工的种类

塑性加工可分为在常温下进行的“冷塑性加工”,以及需要加热的“热塑性加工”2种。由于金属受热会膨胀变形,因此会尽可能地采用冷塑性加工,如遇加工物材质硬度较高等情况,则进行热塑性加工。
除了冲压,塑性加工的内容还包括用于制造螺栓螺母的“锻造”,用于加工线材管道的“压出”、“伸线”、“拉丝”,用板材制造出球面的“拉延”,制造板弹簧等的“弯折”、用铆钉固定加工物的“接合”、切取板材的“切割”等。

冲压加工的基本示意图

冲压模(上模)

冲压加工的基本示意图

冲模(下模)

A
加压(冲压)
B
V槽

3. 塑性加工机概要

通常情况下,塑性加工通过将模具安装在冲压机械上,用极大外力挤压加工物,实现成型。一些高速冲压机可以在1分钟内进行数千次冲压。除此之外,还有能够排列多个模具进行单次多部件成型的“多工位冲压机”、连续加工卷材的“滚轧成型机”等。

常规冲压机示意图
常规冲压机示意图

4. 塑性加工的注意点

在塑性加工中,大型设备能够对加工物施加高达数万吨的压力,实现加工。实际加工时,需要根据加工物的材质进行判断,提前研究达成变形所必需的最小压力与摩擦力等因素。此外,由于塑性加工可能会导致加工物伸长等变形、破损现象,因此在实施弯折、拉延等加工时,必须要掌握加工物的加工极限。同时,为了尽量避免对加工物造成损伤,实施塑性加工时还需要尽力减小加工压力。

在冲压加工的现场,对于多品种少量部件,通常需要由操作人员手动安装加工物,进行逐个工序的冲压加工,称为“单冲冲压”。而在进行大批量生产时,则会广泛采用“连续冲压”,在安装好线圈材料后,依次进行多个冲压工序。此外,还有结合单冲冲压与连续冲压优点,可自动进行连续加工的“多工位冲压”。

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