基本介紹
- 中文名：衝壓效應
- 外文名：ram effect
- 領域：航空航天
- 內容：衝壓加工時對材料產生的影響
- 對象：衝壓件
- 使用機器：壓力機
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衝壓概念
衝壓是靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件（衝壓件）的成形加工方法。衝壓和鍛造同屬塑性加工（或稱壓力加工），合稱鍛壓。衝壓的坯料主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶。全世界的鋼材中，有60～70%是板材，其中大部分經過衝壓製成成品。汽車的車身、底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包，容器的殼體，電機、電器的鐵芯矽鋼片等都是衝壓加工的。儀器儀表、家用電器、腳踏車、辦公機械、生活器皿等產品中，也有大量衝壓件。
衝壓加工是藉助於常規或專用衝壓設備的動力，使板料在模具里直接受到變形力並進行變形，從而獲得一定形狀,尺寸和性能的產品零件的生產技術。板料，模具和設備是衝壓加工的三要素。按衝壓加工溫度分為熱衝壓和冷衝壓。前者適合變形抗力高，塑性較差的板料加工；後者則在室溫下進行，是薄板常用的衝壓方法。它是金屬塑性加工（或壓力加工）的主要方法之一，也隸屬於材料成型工程技術。
衝壓所使用的模具稱為衝壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在衝壓中至關重要，沒有符合要求的沖模，批量衝壓生產就難以進行；沒有先進的沖模，先進的衝壓工藝就無法實現。衝壓工藝與模具、衝壓設備和衝壓材料構成衝壓加工的三要素，只有它們相互結合才能得出衝壓件。
特點
衝壓件與鑄件、鍛件相比，具有薄、勻、輕、強的特點。衝壓可制出其他方法難於製造的帶有加強筋、肋、起伏或翻邊的工件，以提高其剛性。由於採用精密模具，工件精度可達微米級，且重複精度高、規格一致，可以衝壓出孔窩、凸台等。冷衝壓件一般不再經切削加工，或僅需要少量的切削加工。熱衝壓件精度和表面狀態低於冷衝壓件，但仍優於鑄件、鍛件，切削加工量少。
衝壓是高效的生產方法，採用複合模，尤其是多工位級進模，可在一台壓力機（單工位或多工位的）上完成多道衝壓工序，實現由帶料開卷、矯平、沖裁到成形、精整的全自動生產。生產效率高，勞動條件好，生產成本低，一般每分鐘可生產數百件。 與機械加工及塑性加工的其它方法相比，衝壓加工無論在技術方面還是經濟方面都具有許多獨特的優點。主要表現如下。
（1） 衝壓加工的生產效率高，且操作方便，易於實現機械化與自動化。這是因為衝壓是依靠沖模和衝壓設備來完成加工，普通壓力機的行程次數為每分鐘可達幾十次，高速壓力要每分鐘可達數百次甚至千次以上，而且每次衝壓行程就可能得到一個沖件。
（2） 衝壓時由於模具保證了衝壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞衝壓件的表面質量,而模具的壽命一般較長,所以衝壓的質量穩定,互換性好,具有“一模一樣”的特徵。
（3） 衝壓可加工出尺寸範圍較大、形狀較複雜的零件，如小到鐘錶的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上衝壓時材料的冷變形硬化效應，衝壓的強度和剛度均較高。
（4） 衝壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設備，因而是一種省料，節能的加工方法，衝壓件的成本較低。
由於衝壓具有如此優越性，衝壓加工在國民經濟各個領域套用範圍相當廣泛。例如，在宇航，航空，軍工，機械，農機，電子，信息，鐵道，郵電，交通，化工，醫療器具，日用電器及輕工等部門裡都有衝壓加工。不但整個產業界都用到它，而且每個人都直接與衝壓產品發生聯繫。像飛機，火車，汽車，拖拉機上就有許多大，中，小型衝壓件。小轎車的車身，車架及車圈等零部件都是衝壓加工出來的。據有關調查統計，腳踏車，縫紉機，手錶里有80%是衝壓件；電視機，收錄機，攝像機里有90%是衝壓件；還有食品金屬罐殼，鋼精鍋爐，搪瓷盆碗及不鏽鋼餐具，全都是使用模具的衝壓加工產品；就連電腦的硬體中也缺少不了衝壓件。
衝壓效應關鍵因素
模具問題
衝壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時一個複雜零件需要數套模具才能加工成形，且模具製造的精度高，技術要求高，是技術密集型產品。所以，只有在衝壓件生產批量較大的情況下，衝壓加工的優點才能充分體現，從而獲得較好的經濟效益的。
安全問題
衝壓加工也存在著一些問題和缺點。主要表現在衝壓加工時產生的噪音和振動兩種公害，而且操作者的安全事故時有發生。不過，這些問題並不完全是由於衝壓加工工藝及模具本身帶來的，而主要是由於傳統的衝壓設備及落後的手工操作造成的。隨著科學技術的進步，特別是計算機技術的發展，隨著機電一體化技術的進步，這些問題一定會儘快而完善的得到解決。
高強度鋼衝壓
當今高強鋼、超高強鋼很好的實現了車輛的輕量化，提高了車輛的碰撞強度和安全性能，因此成為車用鋼材的重要發展方向。但隨著板料強度的提高，傳統的冷衝壓工藝在成型過程中容易產生破裂現象，無法滿足高強度鋼板的加工工藝要求。在無法滿足成型條件的情況下，目前國際上逐漸研究超高強度鋼板的熱衝壓成形技術。該技術是綜合了成形、傳熱以及組織相變的一種新工藝，主要是利用高溫奧氏體狀態下，板料的塑性增加，屈服強度降低的特點，通過模具進行成形的工藝。但是熱成型需要對工藝條件、金屬相變、CAE分析技術進行深入研究，目前該技術被國外廠商壟斷，國內發展緩慢。
