金属冲压 在制造业中至关重要。它通过施加压力将金属片或金属带转化为各种形状和结构。该技术可以高精度地生产复杂的零件。它在汽车、航空航天、电子和消费品等行业中至关重要。
Yonglihao Machinery 专注于 金属冲压服务我们提供高品质、精密的冲压件，以满足客户的多样化需求。我们的专业知识与先进技术相结合，确保在各种应用中实现最佳性能和耐用性。
在接下来的页面中，我们将带您深入了解 金属冲压设计 基础知识。我们探索制造坚固轻质冲压件的方法。我们还讨论公差和表面光洁度。此外，我们还提供设计复杂冲压件的见解。
什么是金属冲压？
一般来说，冲压是制造金属零件、产品和原型的工艺。随着社会的发展，各行各业对金属零件的需求也日益增长。因此，为了满足需求，制造方法必须变得更快、更高效。在这种情况下，金属冲压已成为将扁平金属零件加工成标准化零件的绝佳方法。
金属冲压是如何工作的？
冲压，又称压制。通常指将扁平的金属片放入压力机中，冲压出特定形状的工艺。压力机是冲压的动力源。当金属片在模具之间被挤压时，特定的零件就成型了。
对于专业人士来说，CAD/CAM 技术用于在金属制造之前设计模具。最重要的是，这些设计必须准确。同样需要注意的是，同一个模具的 3D 模型可能包含数百个不同的部件。因此，规划过程的某些部分可能需要很长时间。
金属冲压类型
主要有四个 金属冲压工艺的类型:
级进模冲压
这种冲压工艺通常包含多个工位，每个工位都有不同的功能。金属首先通过压力机，然后进入模压机。在此阶段，每个工位都进行各自的切割、冲孔或弯曲工作。
由于每个工位的工作都基于前一个工位的工作。因此，金属需要经过所有工位才能形成完整的零件。此外，这种金属冲压工艺非常适合制造具有复杂几何要求的金属零件。它们可以帮助制造商 降低生产成本 并缩短周转时间。
深拉伸冲压
深拉冲压是指利用冲头将金属毛坯拉入压力机。通过这种方式，金属板材可以成型，满足制造商的需求。这种方法的名称源于冲压板材的深度大于宽度。
深拉伸冲压比车削加工效率更高、成本更低，因为车削加工需要更多原材料。深拉伸冲压常用于制造电子继电器、炊具和餐具、飞机部件以及汽车部件。
四滑块冲压
四滑块冲压比传统冲压工艺有很多优势。由于有四个滑块，可以同时使用四种不同的工具进行折弯。当材料放入四个滑块中时，每个滑块上的轴都会对材料进行折弯。
这被认为是理想的冲压方法。因为它效果很好，并且适用于多种情况。如果工艺正确，它可以生产出许多复杂的产品。对于需要频繁更改设计的金属零件来说，它也是一种相当灵活的选择。
短版冲压
对于那些希望从一开始就最大限度地降低所需工具成本的公司来说，这种方法是完美的选择。小型项目或原型设计都可以通过这种金属冲压工艺轻松完成。制造商首先制作毛坯。然后，他们使用各种工具组件和模具，对金属部件进行冲压、弯曲或钻孔。
由于生产规模较小，且成型操作可定制，这种冲压工艺的单位成本较高。然而，模具成本低廉弥补了这一缺陷。因此，对于需要快速完成的项目来说，这种工艺非常经济高效。
金属冲压设计基础
在金属冲压设计中，选择合适的材料至关重要。然而，仅靠优质的材料不足以确保最终产品的质量和性能。它需要与良好的模具设计和适当的加工相结合。这些才能创造出符合要求的高质量零件。
材料选择
在金属冲压设计中，选择合适的材料至关重要。常见的材料包括钢材、 铝， 和 黄铜. 钢 高强度和良好的耐久性，适用于需要高强度和耐磨性的部件。然而，钢的延展性较差，加工难度较大。铝重量轻且延展性好，非常适合制造轻量化部件。但是，铝的强度较低，需要通过合金化来提高强度。黄铜具有优异的导电性和耐腐蚀性，适用于制造电气元件和装饰品。
模具设计
高效的模具设计 对金属冲压的成功至关重要。模具设计需要考虑孔径大小、边距和折弯半径等因素。孔径至少应为材料厚度的1.2倍，以防止材料变形或断裂。较小的边距可能会导致材料在冲压过程中撕裂。边距至少应为材料厚度的两倍。折弯半径的设计必须考虑材料的厚度和延展性。一般建议折弯半径至少为材料厚度的两倍。精确的模具设计可以避免变形，并确保零件的一致性和高质量。
常见流程
金属冲压工艺 包括落料、弯曲、穿孔和成型。每个工序对零件的最终形状和性能都有显著的影响，因此区分它们非常重要。
- 冲孔：冲孔也称为冲压。这是一种使用冲头和模具在金属板或金属片上冲孔以便切割的工艺。在此过程中，金属物体的无用部分会被切掉并变成废料。
- 消隐：落料也是一种制造工艺，通过在金属板或金属带上冲孔，然后将其冲压出来，从而制造零件。然而，与冲孔不同的是，冲压出来的部分可以作为新的金属件使用。
- 弯曲：折弯金属时，仅改变金属的形状。此外，折弯前后金属板的长度和宽度保持不变。
- 成型：在成型过程中，金属被多次弯曲以形成复杂的形状。这是一种经济高效的金属零件制造方法，无需改变材料厚度。
设计高强度轻量化冲压件
材料优化
在设计高强度轻量化冲压件时，材料优化至关重要。高强度钢和合金是关键，对汽车和飞机尤其重要。这些材料不仅具有出色的强度和耐用性，还能显著减轻零件重量。高强度钢是一种钢材，包括超高强度钢 (UHSS) 和双相钢 (DP)。它们具有极高的强度重量比，是制造汽车零部件的理想选择。铝合金和钛合金因其轻量化和高强度的特性，广泛应用于航空航天零部件制造。
结构设计
选择合适的材料很重要，但优化零件形状也同样重要。这是打造坚固轻巧设计的关键。以下是一些常见的结构设计技巧：
- 肋条设计： 在部件内部添加加强筋可以显著提高其强度和刚度，且不会增加太多重量。加强筋设计在汽车和飞机中很常见，用于车门内饰和机翼结构等部件。这些部件需要加强筋提供的强度和支撑。
- 战略性细化： 通过在低应力区域进行减薄，可以减轻零件重量，同时保持必要的强度。例如，汽车底盘和车架零件就采用这种技术。它们可以减少材料消耗并减轻重量。
- 空心结构： 采用空心结构可以在保持高强度的同时进一步减轻重量。例如，空心车轴和车梁不仅可以减轻车辆重量，还能提高燃油效率和操控性。
- 优化的几何形状： CAD 和 FEA 可以优化零件形状，分散应力，降低疲劳和断裂风险。这些技术在航空航天和汽车行业至关重要，确保零件在极端条件下的安全性和可靠性。
公差和表面处理
公差设计
在金属冲压中，精确的公差设计对于确保零件的配合和功能至关重要。公差是指允许的尺寸变化范围，它会影响零件的配合。常见的公差标准包括 ISO 2768 和 DIN 16901，其中包含各种尺寸的公差范围和应用条件。通过合理的模具设计和材料选择，可以实现严格的公差控制。高精度数控机床可以减少偏差，用于模具加工。高质量、均匀的材料也起到了重要作用，它们可以显著减少偏差，从而确保零件的一致性和高质量。
表面处理
表面处理 表面处理在提高金属冲压件的耐腐蚀、耐磨性和美观性方面发挥着重要作用。以下是一些常见的表面处理方法：
- 电镀： 在金属表面镀一层薄薄的金属，例如镍、铬或锌，可以显著提高零件的抗腐蚀和耐磨性。镀锌钢通常用于汽车车身结构，以防止生锈。
- 阳极氧化： 它主要用于铝及其合金。该工艺会在金属表面形成一层氧化膜，从而提高其硬度和耐腐蚀性。阳极氧化铝产品的表面也可以染色以改善外观。这在电子产品外壳中很常见。
- 粉末涂料： 粉末涂料采用静电喷涂技术涂覆在金属表面，然后经热固化形成坚硬的保护膜。粉末涂料具有优异的耐腐蚀性和耐磨性，不含有害挥发性有机化合物 (VOC)，非常环保。它是家电和家具的常用表面处理方法。
设计复杂形状的冲压件
复杂形状
制造复杂形状的冲压件，例如深冲和曲面冲压，面临诸多挑战。深冲需要将平面金属转化为具有深度的三维形状。此过程会使金属变薄甚至断裂。为了解决这些问题，Yonglihao Machinery 建议特别注意材料选择和模具设计。使用延展性高、成形性好的材料，例如铝和一些高强度钢，可以降低开裂风险。此外，模具设计应考虑渐进变形。这将减少每一步的变形量，从而避免应力集中和开裂。
对于复杂的曲线，精确的模具和压力控制至关重要。复杂的曲线设计需要高精度的模具和先进的冲压设备，以确保曲线的精确性和一致性。CAD 和 CAM 技术可以提供帮助。它们可以优化模具设计和加工，从而提高产品的精度和质量。
高级技术
先进模压和传递模压 是用于满足复杂几何形状和高产量需求的常用技术。
- 级进模冲压: 该技术使用一系列模具，每个模具执行不同的冲压操作。通过多步骤工艺，可以实现复杂形状和高精度零件。级进模冲压适用于大批量生产。它可以快速生产出多个形状一致的零件，从而提高生产效率。
- 传递模冲压: 在此工艺中，一条材料条会经过多个模具。每个模具对材料进行不同的冲压操作。与级进模冲压不同，传递模冲压操作的每个步骤都在不同的位置进行，因此可以处理非常复杂的零件。传递模冲压特别适合生产对精度和形状有较高要求的零件，例如汽车和航空航天部件。
结论
在金属冲压设计中，选择合适的材料至关重要。您还需要设计精密的模具并选择良好的表面处理方法。这些步骤对于制造高质量、耐用的零件至关重要。钢、铝和黄铜各有其独特的优势和挑战。这些因素会影响最终产品的性能。精确的公差设计至关重要。渐进式和传递式模压等先进技术也同样重要。它们是制造复杂形状和保持产品一致性的必需品。
通过遵循这些指南，制造商可以确保其冲压件符合最高标准。对于专业的金属冲压服务， 联系 Yonglihao Machinery.我们的专业知识可确保为您的制造需求提供最佳解决方案。
常问问题
五金冲压常用的材料有哪些以及它们的优缺点？
钢材坚固耐用，性价比高，但重量大且易生锈。铝重量轻且耐腐蚀，但强度较低且价格昂贵。黄铜具有良好的耐腐蚀性和美观性，但与钢和铝相比，成本更高且强度较低。
如何选择合适的冲压件表面处理？
根据环境暴露、耐用性和美观性选择表面处理方法。电镀可增强耐腐蚀和耐磨性。阳极氧化最适合铝材，可增强耐腐蚀性和色彩。粉末喷涂可提供耐用、美观的表面处理，适用于各种应用。
金属冲压设计中有哪些环保做法？
使用铝和钢等可回收材料，优化设计以最大限度地减少浪费，并采用水性或低VOC涂料等环保表面处理技术来减少对环境的影响。