金属冲压是一种利用扁平金属板材制造复杂零部件的方法。依赖精密工程的行业需要了解所有不同类型的金属冲压及其应用。金属冲压机是一种使用专用工具和模具对金属板材进行成型和切割的加工设备。
金属冲压主要有四种类型：级进模冲压、复合冲压、传递模冲压和四滑块冲压。不同的工艺都有不同的优点，适用于生产不同需求的金属零件。
目录
四种金属冲压类型
级进模冲压
级进模冲压是一种大批量生产方法。从卷材中取出的金属带材自动通过多个成型模具。每个模具对毛坯进行加工，使零件更接近最终形状。
当材料到达最终停止点时，成品与金属带分离。与此同时，新的金属板进入级进模的起始端，进行第一道工序。通过将导销推入每个模具工位的定位孔，级进模每次都能生产相同的零件。
复合冲压
复合冲压是一种制造简单扁平金属零件（例如垫圈）的方法。它还可以制造公差较小的复杂零件，例如密封件、固定装置、防护罩、挡板、框架等。
与其他冲压方法相比，它可以一次性完成更多的切割、冲孔和弯曲工序。这使得它对于中到大批量生产而言具有成本效益。速度取决于零件尺寸。
它非常适合快速制造具有高重复性的简单零件，但对于复杂的图案可能效果不佳。在这种情况下，渐进式冲压会更合适。
传递模冲压
传递模冲压 是一种金属冲压工艺，每个零件都被视为独立的单元。机器首先将零件从金属带上分离。然后，零件被移动到不同的位置，以不同的方式进行加工。
这是制作带有大量小细节（例如滚花、肋条和螺纹）的零件的最佳方法。它非常适合制作管状应用以及铜、黄铜、铝和不锈钢等金属的深拉零件。
除了这些特点外，传递模冲压还具有其他一些重要优势。它对于小批量生产非常有效且经济实惠，是制造大型零件的最佳方法。
这种方法可以获得不同的表面光洁度，而且由于使用不同的模具，因此无需使用板材导轨或升降装置。此外，使用一个或多个模具通常可以降低工具成本，使其成为许多金属冲压项目的理想选择。
四滑块冲压
与使用垂直冲压的金属冲压机相比，四滑块冲压机使用四个水平移动的滑块，这些滑块通过连接在一起的齿轮和轴移动。
这些滑块以直角撞击工件，从而确保金属形状的正确性和一致性。许多不同领域都使用这种方法来制造复杂而精密的零件，例如航空航天、电子和汽车工业。
金属冲压是如何工作的？
在金属冲压过程中，模具组的上半部分和下半部分用于将一块扁平的金属板切割成所需的形状。这项工作在重型冲压机上完成。
机器中的模具对原材料进行切割、弯曲、冲压、修剪、钻孔、拉伸或拉深，以制成合适尺寸的成品。冲压可用于制造各种物品，从简单的支架和设备外壳到汽车车架。
为什么金属冲压很重要？
金属冲压是一项注重效率的技术，是许多领域实现大批量、低成本生产的关键环节。它通过减少对工具、工人和时间的需求来提高产量并降低成本，从而在大规模生产中显著节省成本。
在大批量生产中，冲压通常比机械加工速度更快、耗材更少，因为机械加工需要耗费大量的材料来制造零件。虽然锻造对于某些复杂且精确的零件几何形状来说成本可能更高，但冲压速度更快、一致性更高，因此是更好的选择。
金属冲压最常用的材料有哪些？
日常生活中，有很多金属材料可用于金属冲压。以下是一些常见的金属材料。
铜合金
铜合金是电气和暖通空调应用的理想材料，因为它们导电性好、易于成型且不会生锈。此外，铜合金易于成型，非常适合金属切割和制作复杂的形状。然而，由于铜合金质地较软，因此不适合用于高强度加工。
钢合金
钢及其合金强度高、成本低且用途广泛，是机械工业的支柱材料，也是一般金属冲压的理想材料。柔软的可锻钢合金在冲压后可以加热硬化。
铝合金
铝合金因其重量轻、不易生锈、导热性好等特点，广泛应用于航空航天和汽车工业。金属铸造工艺使铝及其合金能够轻松成型为复杂的几何形状。铝及其合金以其柔韧性和易于成型而闻名。
特种金属
例如，钛合金和镍合金可以在恶劣环境下使用。具体来说，根据合金和用途的不同，它们具有强度高、耐腐蚀、耐高温和耐恶劣环境等特点。
特种金属在化工、航空、核能、能源、船舶等行业等严苛环境下性能优异。然而，其高强度和韧性也使得铸造金属更加困难，成本也更高。
为特定工作选择正确的金属冲压方法应考虑所需材料的类型、设计的复杂性、要制造的零件数量和预算等因素。
例如，铜可能是电气应用的最佳金属。钢是用于持久耐用设计的最佳金属。铝是轻量化设计的最佳金属。独特的金属适用于严苛的腐蚀或温度条件。
金属冲压有哪些不同的方法？
金属冲压工艺有很多种，每种方法都旨在满足特定制造项目的需求。以下列出了金属冲压机最常见的几种工作方式。
冲孔
此工艺使用冲头和模具在金属板上切割孔洞或其他空间。例如，它常用于在汽车零件和电子产品等许多物品上打孔、开槽和穿孔。
冲孔可以产生非常接近正确尺寸的孔，但这取决于材料的类型及其厚度、孔的大小以及模具的质量和状况。 了解冲孔工艺的优缺点及其工作原理 可以帮助优化流程以获得最佳结果。
消隐
落料类似于冲孔，但落料的目的不是在最终形状上冲孔，而是从金属板上切割出形状。钢落料是一种制造金属零件的低成本方法，因为它采用连续进料，使设置和零件处理更加便捷。
它通过高效堆放零件来减少浪费，并通过仅发送净重来降低运输成本。最初，它仅用于汽车和制造业。然而，由于毛坯可以模制成最终零件的形状，它在更多行业中越来越受欢迎。
弯曲
折弯是指通过在特定点用力挤压金属使其成形的过程。在压弯成形过程中，工件被放置在一个模块上。模块对板材施加张力和压力，使其成形。折弯后会发生回弹，因此需要过度弯曲才能达到一定的角度。
材料类型和成形方法都会影响回弹。金属板在弯曲时会变长。这可以通过外侧的弯曲屈曲和内侧的弯曲半径来衡量。厚度、材料特性和模具选择都会影响回弹。此外，弯曲还用于制作翼片、槽口等。
铸件
在铸造过程中，利用压力来定型和硬化工件表面，从而获得精确的形状和光滑的边缘。这种方法省去了打磨和去毛刺等额外步骤，从而节省了时间和成本。
铸造工艺应用于许多不同的领域，尤其是在制造硬币、徽章、纽扣和精密零件等细节和精细特征至关重要的领域。更多有关这些技术的详细信息，请参阅 精密金属冲压金属铸造加工概述.
压花
压花是在金属板表面形成凸起或凹陷的图案。它常用于装饰华丽的面板等物品。压花时，精准度是获得理想外观和质感的关键。
翻边
在金属板件上制作凸起的边缘或唇缘被称为“翻边”。这种材料用于汽车面板、管道系统等。翻边的精度对于确保密封件正常工作以及结构保持一致至关重要。
金属冲压的优点和缺点
世上没有十全十美的工艺。任何工艺都有其优缺点。接下来，我们来了解一下金属冲压工艺的优缺点。
金属冲压的优点
对于金属零件加工行业来说，金属冲压工艺具有以下优点：
- 经济高效：金属冲压工艺效率高，可大批量生产高质量零件。冲压模具非常坚固，可生产数千甚至数百万个零件，无需更换。此外，由于所需劳动力和材料浪费更少，因此更具成本效益。
- 高度精确：金属冲压是一种非常精确的零件制造方法。计算机辅助设计 (CAD) 和计算机数控 (CNC) 可确保严格的公差和精确的尺寸。
- 节省时间和金钱：金属冲压工艺可以实现自动化。这可以加快生产速度并缩短交货时间。
- 多功能性：金属冲压适用于多种金属材料，例如钢、铝、黄铜和铜。这使得制造商能够为不同的业务和用途生产各种不同的零件。
- 节省材料：冲压技术通过精确的切割和成型来减少废料。这不仅降低了原材料成本，还减少了资源和能源的浪费。
- 复杂几何形状：金属冲压可以制造形状极其复杂且精度极高的零件。通常只需一道工序即可完成，从而简化了复杂零件的生产流程。
- 强度和耐久性：冲压金属零件以其坚固耐用而闻名。冷加工工艺使金属更加坚固，更耐磨损、耐腐蚀，并且不易受到其他外部影响。因此，金属冲压是制造需要长期可靠运行的零件的理想选择。
金属冲压的缺点
正如没有完美的东西一样，以下是金属冲压时可能会遇到的一些问题：
- 爆裂当冲头磨损或冲头之间没有足够的空间时，孔或轮廓周围的表面可能会破裂，这意味着需要维护或更换工具。
- 零件破损负吨位（反向吨位）会导致零件断裂。这是指冲头在切割时突破金属，将冲头和冲压单元向下推。
- 废网. 需要重新调整的旧模具或未对准的模具以及需要维护的工具之间的多余金属废料。
- 伯尔斯. 需要从已移动的冲头和模具上去除锋利的凸起边缘。
- 设计复杂性的局限性：一些非常复杂的设计可能无法实现或者可能需要额外的步骤。
- 刀具磨损与维护：模具和工具需要定期维护和更换，这会增加成本和停机时间。
- 材料限制：某些材料可能无法使用，因为它们太脆弱或不够灵活。
金属冲压有哪些常见应用？
金属冲压因其在制造精密金属零件方面卓越的性能而被广泛应用于各种领域。以下列出了一些常见的应用：
- 汽车行业：金属冲压能够快速、精确地生产大量符合高质量和安全标准的零件。它用于生产汽车行业的支架、面板和电气连接等零件。
- 航天：金属冲压能够批量生产符合严格行业标准的坚固、轻质零件。例如结构件、发动机零件和紧固件。
- 电子行业电子元件需要精密加工，并可使用多种导电材料。因此，金属冲压工艺可用于制造连接器、端子和外壳。
- 医疗领域：该工艺可制造高精度、生物相容性强且形状复杂的部件。例如，手术器械、植入物和支架。
- 消费品行业：金属冲压技术可以制造许多不同的产品。这些产品的尺寸和难度各不相同。
- 工业机械：金属冲压可用于制造耐用、高质量的零件。例如，机器、发动机和重型工具的零件。这些零件需要在恶劣的工业环境中工作。
有哪些类型的金属冲压机？
以下是几种不同类型的金属冲压机。
机械压力机
这些机器配有一个连接到飞轮机构的电机。它们可以快速制造零件，非常适合制造简单、浅形状的零件。
它们通常用于连续冲压和传递冲压，以制造汽车、家用电器和工具的零件。
液压机
这些压力机的速度不如机械压力机快，但灵活性更高。因为模具空间、压力和行程长度都可以调整。它们可以用来制造深而复杂的物体，例如罐体、圆柱体和碗。
机械伺服压力机
这些压力机速度与机械压力机一样快，但可以像液压机一样以不同的方式弯曲。它们可以对速度、行程、位置和滑块运动进行微调，因此可以适用于各种模具、零件类型和输出速度。
气动压力机
气动压机在装订厂中很受欢迎，它利用压缩空气执行切割和折弯等机械任务。与液压压机相比，气动压机工作速度更快、更清洁。全气动机器不使用压缩空气以外的任何动力源。操作员只需放置材料，启动压机，即可获得最终成品。
选择金属冲压工艺时需要考虑的事项
选择合适的材料
所选材料类型不仅会影响零件的功能，还会影响冲压方法。您需要考虑材料的强度、柔韧性和防锈性等因素。您还应该考虑材料是否能够承受冲压过程中产生的应力。在实际使用中，材料在负载下会如何表现？选择合适的材料是确保冲压件正常工作的首要条件。
精确
精度不仅是金属冲压工艺中的一个术语，也是必须遵循的规则。了解您的计划所需的公差非常重要。如果公差过小，成本就会上升。因此，必须在精度和实用性之间找到平衡。考虑冲压工艺的功能以及您将使用的工具。公差过小和公差不足一样糟糕。
复杂性和可行性
复杂的图案在纸面上看起来可能很棒。但它能用金属冲压工艺制造出来吗？考虑一下冲压工艺的局限性。你的方案能在不损害完整性的情况下实现吗？简化设计或将其分解成几个部分可能是让设计看起来逼真的关键。
成本效益
在金属冲压领域，效率和成本效益密不可分。想想制造一个零件需要多少个步骤。如果步骤繁多，零件又很复杂，成本就会增加。尽量简化设计，但不要牺牲质量。记住，流程越简单，成本就越低。
设备和工具
可用的冲压模具和设备必须与您的设计相匹配。当然，您可以定制模具，但这会更昂贵。因此，根据现有模具调整设计更经济。请与您的专家和模具制造商合作，找到最佳解决方案。
原型设计
原型样品是在批量生产开始前制作的。在测试样品时，您可能会发现设计中的错误。这些错误在电脑屏幕上是无法显示的。这是确保您的零件在实际生产中能够正常工作的非常重要的一步。
使用金属冲压机时应注意哪些安全问题？
使用移动部件、锋利金属边缘和挤压力的金属制造方法可能对工人造成危险。这些危险包括触电、挤压点、噪音和移动物体。
从事危险作业的人员应始终佩戴正确的个人防护装备 (PPE)，例如安全鞋、护目镜、手套和护耳。使用金属冲压工具时，安全必须放在首位。预防人员受伤的一个重要因素是操作人员的培训。