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沖壓加工工藝的概念、特點及應用領域

　　沖壓工藝是制造加工環節中不可缺少的重要加工手段之一，多年的制造加工經驗成就了其世界一流的加工水准。在沖壓加工領域，富貿商城有著較深的研究，憑此為廣大的客戶提供沖鍛零部件，沖壓機械設備以及為客戶提供沖鍛壓定制服務。下面富貿小編為大家詳細介紹商城在沖壓加工工藝上的優勢。

　　沖壓加工是利用安裝在沖床上的模具對材料施加壓力，使其產生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀、尺寸和性能的一種壓力加工方法。因為沖壓加工常是在常溫下進行的，而且加工的對象常是板料，所以也被稱為冷沖壓或板料沖壓。

　　沖壓加工在材料塑性加工和板料壓力加工中占據著舉足輕重的地位。在壓力加工中所使用的模具稱為沖壓模，簡稱沖模。沖模是使材料發生分離或變形的模型或工具，是沖壓加工中關鍵的工藝裝備，沒有符合要求的沖模，批量沖壓加工就難以進行;沒有先進的沖壓模具，先進的沖壓工藝就無法實現，擁有先進的制模技術和解決方案。

　　此外，在沖壓零部件的生產中，沖壓成形的工藝和沖壓設備也是非常蘸要的，所以，正確合理的沖壓成形工藝、精密的模具、高效的沖壓設備是沖壓生產中必不可少的三要素。

　　沖壓加工主要是靠模具和壓力機來完成壓力加工的，所以與機械加工和塑性加工的其他方法相比，沖壓加工無論是在技術方面還是在效率方面都具有很多獨特的優點，具體體現在以下方面：

　　(l)效率高：沖壓加工是依靠沖模和沖壓設備來完成壓力加工的，一般壓力機的行程次數為每分鍾幾十次，高速壓力機的行程可達每分鍾幾百次甚至幾千次，效率高，操作方便，而且易於實現自動他和機械化，是一種高效率的加工方法。

　　(2)互換性好：沖壓件的尺寸精度是靠模具的精度來保證的，由於模具的壽命一般都很長，沖壓件的質量很穩定，互換性好，具有“一模一樣”的特征以利用沖壓加工來生產。

　　(3)加工范圍廣：利用沖壓加工，可以獲得其他加工所不能或難以制造的薄壁、質輕、形狀複雜的零件，如大到汽車縱梁、覆蓋件，小到鍾表的秒針都可以利用沖壓來生產。

　　(4)成本低：沖壓加工不像切削加工那樣，需要切削大量金屬，材料的消耗比較少，而且一般不需要加熱設備，因此是一種省料、節能、低成本的加工方法。

　　但是沖壓模也有一定局限性，比如沖壓模是一種專用型裝備，而且模具的形狀比較複雜、精度高、技術要求高，所以一般只有在批量較大的情況下，沖壓加工的優點才可以充分體現，才能獲得很好的經濟效益。

　　綜上所述，沖壓加工與其他加工方法相比，具有獨特的優點，所以在大批量的工業生產中，應用非常廣泛。在很多的工業部門中，例如汽車、電極、電器、拖拉機、儀器、儀表、電子等，采用冷沖壓加工的產品零部件所占的比重都相當大。另外，過去不少鍛造、鑄造、切削加工方法制造的零部件也越來越多地被剛度強、質量好的沖壓件取代，大大地提高了生產率和生產質量，也降低了成本。

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如何選用適當的沖床

　　1. 正確地決定加工方法與作業方式：

　　(1)正確地決定加工方法與工程

　　沖壓加工有各種方法，有時在沖壓加工並用切削加工。選擇沖床時，應先檢討所想的加工方法是否對於對象產品而言是適切的加工方法，而且是適當的加工工程數。如決定加工方法，應選定的沖床種類也就大致決定。

　　(2)生產量之程度

　　如一批量超過3000~5000 個，利用自動送料較有利。多工程而生產量較多時，需考慮采用連續式加工及移送式加工，而且也需檢討高速自動沖床，移送式沖床等之自動機械。 選用泛用沖床或自動沖床雖然是以生產量之多寡來決定為主，但基 本上應考慮必要時必要的量，經常維持適當之庫存量，而且不只對現在，也應考慮將來的生產量市場情勢，技術動向等。

　　(3)素材之形狀、品質及尺寸之關系

　　素材之形狀、品質等應與加工方法、稼動率、材料利用率之關連來做決定。素材之形狀又依是卷材或定尺材或半加工品之任何一種，及其大小，其作業方法也有很大的不同。

　　(4)如何供應素材，取出產品，處理廢料

　　以上的作業總稱為材料處理(MATERIAL HANDLING)，在生產工廠於全能作業中，材料處理所占的比率很大。因此材料處理並非只是局部性的消化生產的立場，而是必須從工場整體之合理化考量。依材料處理之考量對在沖壓機械之要求之功能有很大的不同。

　　(5)如何利用沖模緩沖器(DIE CUSHION)

　　引伸加工時應考慮在單動沖床附加沖模緩沖器。因沖模緩沖器能提供高性能，即使不使用複動沖床也可進行相困難的引伸加工。提高沖模緩沖器性能之附屬裝置需有固鎖裝置(Locking device)。

　　2.選擇適合加工的沖床能力

　　(1)算出加工壓力及加工的壓力行程曲線

　　應將加工時需要的最高壓力，加工行程中之壓力變化用計算求出。多工程加工應求出各工程壓力行程曲線，重疊並求出合成之壓力行程曲線。決定加工之最高壓力及壓力行程曲線，即可決定應選擇的壓力能力。

　　至於工作能力的決定應先決定加工之頻度(1 分鍾加工幾次)。裝配自動送料裝置的沖床馬力最好是加大一級馬力的馬達。沖床的能力最好不要選擇剛剛好飽和使用能力，而應選常用能力是公稱能力的 7580%的沖床。

　　(2)偏心荷重，集中荷重的程度

　　在1台沖床裝配兩個以上的沖模使用的情形或使用連續沖模時是當然有偏心荷重，但其它的沖壓加工也多數有偏心荷重。因沖壓能力之設計通常是以中心荷重為基准進行，因此有偏心荷重時必需注意壓力能力會下降。因此，對偏心荷重之作業應選擇有充份裕量之沖床能力。冷間鍛造加工多數為極端的集中荷重。對集中荷重之作業應盡量選擇小沖模空間的沖床。

　　(3)計算沖模緩沖器之有效能力之減少

　　裝置沖模緩沖器時，沖床之引伸能力等於扣除緩沖器之能力。通常，緩沖器之能力是沖床之公稱能力的 1/6 為標准。這個數值一見好像很小，但在沖床之中點附近如與可用於引伸加工之有效引伸能力比較，絕對不是低的數值，而是適當的數值。

　　雖然因加工上之需要而取沖床能力之 1/3的高緩沖能力，但標准沖床的情形，行程之中點附近的有效引伸能力會顯著減少(極端時會失去推壓緩沖器的能力)，所以應多加注意。

　　因此，對如此高的緩沖能力時，沖床之扭矩能力也應選擇較高的。如果將緩沖能力提的太高的話，將因扭矩能力之不相配而成為不經濟之構造，所以有這種必要時，不如考慮采用複動沖床。

　　3.明確加工產品之尺寸精度

　　加工產品之必要精度是由產品之用途及與下工程之關連等決定。在實際的沖壓加工中會隨著素材之板厚，胚料塊(擠壓加工時)之體積，材質(與變形阻抗有關系)及潤滑之程度等之偏差及隨生產之進行，模具的摩耗等導致加工精度不良的原因很多。

　　如特別要求高加工精度時，應選擇高剛性的沖床或有大能力(對其加工有充份寬裕的壓力能力者)之沖床。但 C 型沖床即使使用大能力的沖床也沒有多大的效果，應注意要選擇剛性高的沖床。

　　4.充份了解沖床之功能

　　(1)充分調查沖床型錄規格

　　型錄規格表示沖床之主要能力與大小，為選擇沖床之基本。沖床能力之表示通常只表示壓力能力，應合並扭矩能力及工作能力加以檢討。 打胚專用之沖���應縮短行程並提高該部份 SPM。如沖模高度，作業面之寬度，作業面之模具裝配 T溝，緩沖器銷孔等必須與使用之模具關連作決定。

　　應注意因廠房之限制對沖床的規格作過份的要求反而對沖床的功能帶來負面的影響。因此，如規格上沒問題，就應選擇標准規格的沖床，而且已經穩定的功能並有實績的沖床。

　　(2)沖床附屬裝置之選擇

　　適當使用附屬裝置可提高生產力，所以對各種附屬裝置也應進行充份的檢討。

　　為增加生產，最好的方法是裝置自動送料裝置進行連續加工。如材料之供給及產品之取出等工作因太複雜而連續加工有困難時，可使用計時器(TIMER)限時連續作業，提高生產效率。

　　使用輸送機或卸料機(UNLOADER)裝置對提高生產性也有效益。如頻繁地更換模具時，模具的快速交換(Q.D.C)裝置及沖模夾具等也有效益。可考慮緩速運轉裝置，材料之更換，產品之堆疊裝置等。附滾筒供料的沖壓應裝置無段變速裝置。且應考慮到將來之需要裝置緩沖器及送料機(FEEDER)或回轉凸輪(ROTARYCAM)的准備。但如果裝備太多複雜的附屬裝置將提高故障率，而且增加保養上之麻煩，因此必須適當的選擇沖床附屬裝置。

　　(3)應檢討有關功能的彈性

　　為維持良好的稼動率，沖床之功能必須符合機種更換激烈的市場傾向。 即應該檢討既可適應大量生產又可適應少量生產之功能以及又可追隨將來機種更換的功能。例如自動送料裝置之驅動動力為了容易執行同步，通常是取沖床的曲柄軸，如此將成為附自動送料裝置之沖床，而增強對某種作業之專用性。

　　如使用單獨驅動送料機，因有獨立的動力，因此可以輕松地移動，可自由與任何沖床組合，而且可以因應作業的變化。

　　(4)應選容易保養，信賴度高的沖床

　　沖壓加工產品因生產量多且通常需要數工程之作業，因此如因沖床故障而停機，對整體的生產影響很大。所以，應選擇各部容易保養、檢查、信賴度高(特別是離合器、刹車器及電氣操作關系之穩定性，耐久性好)的沖床。

　　(5)安全

　　沖壓作業是災害危險性高的作業，因此應充份考慮安全對策，選擇沖床時也應選擇有安全裝備功能的沖床。有錯誤操作產生時也不會發生事故，可安全運轉操作。因此沖床之運轉操作要有各種之聯鎖裝置(inter lock)、剪板式及油壓式之過負荷安全裝置、兩手操作、光線式、機械式等作業用之安全裝置。

　　(6)噪音、震動

　　沖壓工廠之噪音、震動因公害問題受到法規限制。作業環境是今後的重要課題。因此今後對沖壓之設備應合並噪音震動對策檢討的必要。

　　(7)有關自動化

　　近年來生產形態的變化，生產批量有減少的傾向，因此模具及材料的交換頻度增加，要使其省力化與時間的縮短亦必須用自動化來操作，也就是說模具及材料的選擇、配置、沖床的調整、生產運轉、生產量管理等作系統化的自動化沖壓加工生產線的時代已經來臨了。 依現今的科技情勢來看，無人作業的沖壓生產線由遠隔指令來生產所要的制品，並維持所要的精度，並非是離奇的夢想。