金属冲压与冲压 冲压和冲孔可能看起来是金属板成形的可互换术语,但事实上每种工艺针对的用途略有不同。冲压涵盖多种金属成形工艺,而冲孔仅专注于打孔。
如果工程师不小心向机械师推荐了错误的流程,结果可能是材料浪费、交货时间延长或预算超支,尤其是在大批量环境中。这使得选择成为一个关键的决定。
在本文中,我们将阐明冲压和压印之间的区别,并说明何时使用特定工艺。您将了解每种工艺的工作原理、所需的材料和设备以及相关成本。
什么是冲压?
钣金冲压是一种冷成型工艺,通过高压压力将扁平的金属板变成特定的形状。在此 钣金加工工艺,将一块平板放入冲压机中,其中工具和模具表面将金属制成所需形状。该过程可能涉及或不涉及切割材料,具体取决于具体的冲压类型。
冲压和压制是两个同义词,实际上涵盖了在压力机上进行的一系列金属板成型工艺。常见的冲压技术包括冲孔、落料、压花、弯曲、翻边和压印。
冲压可以是单阶段操作,其中压力机的每次冲程都会在金属板零件上产生所需的形状,也可以是通过一系列阶段进行的。
汽车、航空航天、电子和消费品严重依赖金属板冲压服务。汽车车身面板、飞机部件、电子连接器和家用电器都是通过冲压技术制造的。
金属冲压的优点
- 与其他金属加工和制造方法(如压铸)相比,这是一种具有成本效益的工艺。
- 灵活的用例;允许进行一系列操作:弯曲、冲孔、翻边。
- 设置时间比铸造和机械加工方法短。
- 废料可以重复利用。
- 冲压件的表面处理成本比其他制造产品低。
- 它在零件尺寸方面也很灵活,您可以冲压尺寸从 10 毫米 x 300 毫米到 2,000 毫米 x 10,000 毫米的零件。
金属冲压的局限性
- 冲压机价格昂贵,特别是对于简单的制造设计,因为模具设置成本高昂。
- 冲压产生的废料相对其他工艺较高。
什么是金属冲压?
钣金冲压是冲压制造工艺的一个子集,主要在钣金上打孔。更简单的解释是冲压机(固定装置)如何在纸张上打出精确的孔。
然而,这一工艺需要更强大的冲床。冲压工具被强行穿过金属板进入模具,剪切材料并留下干净、精确的切口。分离的碎片称为废料,而剩余的原料则保持其完整性。
金属板冲压是冲压方法之后可能进行的辅助工序。金属板冲压的例子有汽车面板、支架、面板和电路板。
冲孔的优点
- 非常精确且干净,不需要精加工。
- 与激光切割相比具有成本效益。
- 比钻孔更快。
- 适用于钢、铝和铜等不同金属板。
- 与冲压相比,模具和工具成本较低。
冲压的局限性
- 冲孔最适合于金属板(0.5 毫米至 6 毫米)。
- 冲头可能会在孔的顶部留下毛刺,需要去毛刺和其他精加工工序。
金属冲压与压印:9 个区别
从介绍性评论中可以看出,冲压制造和冲压是不同的工艺。然而,两者之间的比较并不简单,因为冲压涉及的操作范围更广,而冲压是一种更专业的技术。
“冲压包括冲孔,但冲孔本身并不是冲压。冲孔主要针对孔和切口,但冲压更进一步——弯曲、成型并将金属板转变为复杂的形状”
为了制造东西,让我们从不同方面比较一下该过程。在此之前,这里有一个总结视图,展示了冲孔和压印之间的主要区别。
| 金属冲孔 | 金属冲压 | |
| 主要功能 | 孔切口 | 塑造任何 3D 几何形状/切割截面 |
| 支持的厚度 | 0.0036 – 0.5英寸 | 0.0001 – 6英寸 |
| 工具 | 冲头和模具套件 | 重型印章机 |
| 平均安装成本 | 200 美元 – 10,000 美元 | $ 10,000到10,000 |
| 引领 | 低 | 高 |
| 材料浪费 | 高 | 低 |
| 应用 | 射孔套管、支架、通风孔 | 车身面板、壳体、手术部件、外壳 |
工艺原理
两种方法的工艺原理都围绕着压机和模具系统。压机施加力,模具对材料进行成型或剪切,以达到所需的效果。然而,在这两种情况下,最终结果都是不同的。
在大多数冲压技术中,压力机通过将金属塑造成模具形状或只是将其翻边来工作。因此,基本上,它将平坦的 2D 金属片转变为 3D 结构。相比之下,冲孔工艺使用相同的压力机和模具系统,但其唯一目的是在不改变其整体几何形状的情况下在材料上切出孔。
材料厚度
专家认为,冲压和冲孔最适合加工金属板,即厚度为 0.5 毫米(1/64 英寸)至 6 毫米(1/4 英寸)的金属板。然而,工业实践略有不同。
市场上大多数冲压机可以处理厚度在 0.001 英寸到 0.625 英寸之间的金属板。但是,一些专用模具可以扩展冲压能力,以成型和切割厚度高达 3 英寸的钢筋。
冲孔是一种专业的冲压工艺,通常用于厚度在 0.0036 英寸至 0.25 英寸之间的板材。然而,先进的 CNC 冲孔机可以处理更厚的材料,可以在厚度高达 0.5 英寸的板材上切割孔。
设计复杂性
冲压是一组改变金属板形状的成型工艺。它包括弯曲、翻边、压印、冲裁——甚至冲孔技术也属于这一范畴。通过这些技术的组合,制造商可以用金属板制造出高度复杂的几何形状。
另一方面,冲孔是一种简单的工艺,只关注一个设计元素——在工件上打出精确的孔或切口。它通常在主要成型完成后引入穿孔等特征来补充冲压。
工具和设备
冲床通常较小且紧凑。许多冲床使用 C 型框架,三面敞开。这便于装卸材料。一些冲床还配有带有多个冲孔工具的转塔,可快速更换工具以适应不同的孔尺寸。先进的机器通常包括 CNC 控制,以实现精确的孔切割。
相比之下,冲压机通常更坚固、更耐用,因为它需要执行更多的强制任务。大多数冲压机都有一个直边框架,以承受成型金属所需的巨大力量。这些压力机配有更大的床身,以支撑大型或多个模具。冲压机可以是机械的,以提高速度,也可以是液压的,以更好地控制力。
设置和运营成本
冲床有入门级、紧凑型机型。此外,由于它们只执行单一功能。因此,这类机器相对便宜。由于结构紧凑,它们占用的空间也较小。入门级冲床售价为几百美元。
金属冲压与冲压相比,冲压厂拥有重型压力机,具有数吨的力容量。它们的多功能性带来了更高的设置和运营成本。初始投资巨大,维护也是经常性的。
交期
冲压工艺可能是一个多步骤的工艺,涉及切割、弯曲或成型等多个阶段。每个步骤都需要精确对准、更换工具和进行其他处理,因此整个工艺过程相当耗时。
相比之下,冲压是单步操作。将材料放在机器上,一次完成孔或切口,无需进一步加工。对于单操作工艺,冲压的交付周期与冲压相当。
材料浪费
冲孔本质上会产生废料,即为了打孔而切除的材料碎片。这种浪费是不可避免的,因为该工艺的重点是切割材料。
然而,冲压涉及的操作范围更广,而切割只是其潜在类型之一。许多操作只是重塑材料,而不会去除任何材料。因此,冲压中的平均材料浪费比冲孔低得多,
应用
冲压和压印之间存在许多应用差异,特别是用途的多样性和制造复杂设计的能力。
不同行业的冲压产品的一些示例如下:
- 汽车行业:支架和支撑结构的安装孔。
- 展示陈列与电子屏应用:穿孔套管和外壳,用于通风或电缆管理。
- 电器设备: 电器面板上的通风孔或组装点。
冲压在金属成型和成形应用中具有优势,例如:
- 汽车行业:车身板、底盘部件和发动机部件。
- 航空航天:具有精确公差的复杂 3D 结构部件。
- 消费品:家用电器零件、金属外壳。
- 医疗设备:手术器械和诊断设备。
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