如何對付管材的沖壓方法宛強2023年整理
管材沖壓是指管材的第二次加工，屬於管材深加工技術範疇。它是從傳統的沖壓工藝發展起來的一種新的加工技術。它在航空航天、汽車、電單車、機械、化工等工業部門得到廣泛應用。
同時也為管材在工程上的廣泛應用展示出誘人的前景。
根據管材零件的技術條件及不同使用要求，應選用相應的沖壓方法。在實際生產中，管材的沖壓加工方法，主要有切斷、剖口、彎曲、翻捲成形等。
管材的沖壓與板材的沖壓、儘管都是稱之為沖壓加工方法，因其管材是空心的，所以其工藝方法、工裝結構設計，主要出現的產品質量問題以及防止措施等方面，都存在著較大的不同。本章主要討論圓管材的沖壓加工方法（其他異形管材你可觸類旁通喔）。
第一節管材剖切加工
管材剖切加工適合於電單車、汽車等行業的大批量生產。剖切加工方法包括管材切斷、剖口及沖孔等方面。
★管材切斷
在生產中，對管材的切斷通常分為兩類。一類是機械切割，如車切、鋸切、砂輪切斷等，另一類是沖壓剪下方法。比較而言，機械切割的質量穩定，但生產率低，而沖壓剪下方法則可大大提高生產率，只要採用的工藝合適，就能較好地保證切割斷面質量。
1. 管材的沖壓切斷：
沖壓剪下按有無芯棒支撐又可分為有芯切斷和無芯切斷兩種。
(1)有芯切斷；切斷時，為防止管壁塌陷而在管內設定芯棒，僅適合於短而直的管材切斷。
(2)無芯切斷；由於管件結構需要各種長度的直管及彎管，這給採用芯棒帶來困難，故無芯切斷應用較多。
雙重沖切法；(圖6—2)。其基本思路是先在管頂開一槽孔，然後再進行沖切，沖切時刀尖從開口處進入，其後進行切斷，從而獲得失圓度小的管件。
雙衝法可在同一副模具上先在管子側面衝一槽口，然後轉90°置於下一工位進行切斷。這樣，既保證了管子的斷面質量，又使凸模刀片易於製造，增長壽命，目前，在汽車、電單車生產中採用。
圖6—2 雙重沖切示意圖
a）衝槽 b）切斷
圖6—4簡化後用圓弧作出的切刀刃口輪廓曲線圖6—6 刀片為直線刃口
圖6—7 沖切模具固定安裝簡圖
1—切槽刀片 2—刀片固定座 3—切斷刀 4—切斷刀固定座
對於常用的低碳鋼管件，直徑d＝(20～25)mm，管壁厚度t= (1.5～2.5)mm，刀片厚度t＝4mm，刀片材料：w18cr4v（高速鋼）。
二、管材剖口：
目前在電單車、自行車、家具等行業的管件加工中，大量採用圖6—8所示管件端頭焊接構件，其加工工藝一般為：下料、校直或彎曲、端頭或中間部位剖口、焊接等。
圖6—8 管子焊接構件
沖切剖口適合加工直徑一般為mm相對壁厚t/d(t—管壁厚度，d—管外徑)在0.01～0.15之間的薄壁鋼管。
由於常用管結構中管材的尺寸規格屬於此範圍，因此管件的剖口加工方法有很大的實際應用價值。
根據剖口凸模軸線與被剖弧口管材軸線的夾角大小(只考慮軸線相交)，可將管端剖口分為垂直與斜交兩種情況，其剖口工藝特點是不相同的(圖6—9)。
圖6—9 管件端頭剖面示意圖
a) 軸線垂直 b)軸線斜交
兩軸線斜交時，可通過調節管坯在上下夾持凹模中端頭伸出量，以保證凸模由埠進人，而不沖塌管材頂端。軸線垂直時，只有通過調節凸模幾何形狀引數或預先開槽，再衝剖口的方法來提高剖口質量。實際生產中，兩類軸線夾角在( 90±10°)之內均可視為垂直情況處理。
本節中討論凸模從管材頂部垂直剖口的情況。
管端剖口質量的·好壞主要取決於剖口凸模的幾何形狀引數(圖6—10)。
圖6—10 管端剖口凸模
圖6—l0a相當於圓柱體用一平面斜切而成，b、c是a的變化形式。a可看作是b在＝0°的特例。
剖口時管壁的變形
剖口凸模從管材頂部切人時管壁的變形情況(圖6—11)。圖6—1la，b，c為凸模開始將頂部管壁壓塌，切出小開口，隨著凸模下壓切口逐漸擴大，直至管材沖斷，得到要求的剖口形狀。同一凸模的切口在凸模的不同部位擴充套件的情況不一樣，如圖6—11d所示。
刃口由凸模的「前切面」 和後面切相交形成，其作用是切割管壁材料，以形成所需的剖切弧口。前切面在剪下過程中與管壁材料有摩擦，應盡量降低其粗糙度，以減小沖切力。後切面有推擠廢料的作用，並將廢料壓成內凹形狀。
沖切進行到某個時刻，凸模頭部與管底壁接觸，最後上下切口匯合，廢料脫離管件。
圖6—11 剖口過程管壁變形
三、管材沖孔：
生產中，管材壁部上的孔，通常是採用鑽、銑等方法加工的，雖然質量穩定，但生產效率低，難以滿足大批量生產的要求。隨著生產的發展，近年，採用沖壓方法沖孔增多起來。用沖壓方法進行管材沖孔，不僅能滿足管件的使用要求，而且效率提高，模具結構簡單，不需特殊裝置，在一般壓力機上即可沖製，故適用於大批量生產。
管材沖孔，按其模具結構特徵可分為有凹模沖孔和無凹模沖孔。目前生產中，對管材的有凹模沖孔採用較為廣泛，這裡主要介紹管材無凹模沖孔。
管材無凹模沖孔，即是在管材中無凹模支承的狀態下，僅靠凸模對管壁進行沖孔加工。由於凸模在沖製時，管材處於空心狀態，凸模對管壁施加的壓力超過管壁本身的剛度所能承受的能力時，管材容易被壓扁、沖塌，使沖孔加工無法完成。所以進行無凹模沖孔，首要的條件，是盡可能提高管材剛度，同時，在工藝和模具結構方面，還應採取特殊措施，方能收到較好效果。
這種方法多用於管件和
其它高剛度工件的沖孔。
1. 沖孔分析
管材在無凹模沖孔中，為了防止沖孔力引起的失穩和模具的損壞，對模具有特殊要求。管件在模具中夾持固定方法非常重要。
在生產中，模具夾持固定管件的方法有多種，介紹如下(圖6—15)：
1)將管件放在平板上(圖6—15a)。
2)將管件放置於帶半圓凹槽的板上(圖6—15b)。
3)將管件放置於帶半圓凹槽的板上，其上加一帶半橢圓凹槽壓緊管件(圖6—15c)。
帶半橢圓凹槽的壓料板3使管上部分產生彈性變形，並增加其剛度，這使可沖孔的直徑比前兩種增大。
圖6—15 管件在模具中的固定
理論研究表明：沖孔直徑與管材壁厚及材料效能之間有如下關係：
當管件放在平板上時(圖6—15a)沖孔直徑為：
≤ (6—16)
式中：——管材變形區的長度或短小工件的長度；
——管件壁厚；
r——管件半徑；
——管材的許用彎曲應力(抗彎強度)；
——管材屈服極限。
如果管件放在帶半圓凹槽上時(圖6—16b)，其沖孔直徑為：
≤ (6—17)
式中：——管件支撐在半圓槽板上的長度。
如果，採用圖6—15c所示的模具時，則沖孔直徑刀為：
≤ (6—18)
式中：——帶半橢圓槽壓緊板3的長度。
壓緊板3加於管件的壓緊力為：
(6—19)
的作用方向與水平方向的夾角＝45°時，夾緊板3的壓緊力與作用於管子的壓力應滿足：
= (6—20)
管件變形區在預壓狀態下，其沖孔的相對直徑()會增大(圖6—15c)。
對於35鋼管(stas8183)，n/mm，n/mm，若外徑15～30mm，夾緊長度約為80mm，根據式(6-18)計算，取不同之值，可得沖孔直徑與35鋼管壁厚的對應值(圖6—16)。
圖6—16 沖孔直徑及壁厚的關係
無凹模沖孔時，因管件內無凹模支承，在沖孔部位有區域性的塌陷「凹坑」(圖6—17)。
圖6—17 管材沖孔時形成的 「凹坑」
「凹坑」的大小與管材的尺寸、管材種類、沖孔尺寸、模具結構、壓緊力等因素有關，「凹坑」尺寸見表6—1。
表6—1 管材沖壓成形的「 凹坑」尺寸
如果用於高速沖孔，無凹模沖孔模的效率非常高。這種方法現已成功用於工程行業及石油工業中的油井管道的**沖孔。
2. 模具結構特點
舉例：如圖6—18是用於電單車車架管加工的無凹模沖孔結構簡圖。管件外徑及壁厚為22.3×2，沖孔直徑d＝5mm。
圖6—18中的件號2是沖孔凸模。這種凸模製造、修磨方便，由於凸模的工作狀況較一般沖孔條件差，特別是大批量生產中，應合理設計凸模結構型式、固定方法，確定材質及熱處理要求等，該凸模採用crl2mov一類的耐磨工具鋼製造，要求熱處理硬度60～63hrc。該模具的下固定板為半圓槽，壓緊裝置採用聚氨酯橡膠，同樣起到半橢圓槽壓緊裝置的作用(圖6—15c)，使用效果良好。
圖6—18 模具簡圖
1— 凸模固定板 2—凸模 3—聚氨酯 4-半圓凹模
第二節管材彎曲
管材彎曲工藝是隨著汽車、電單車、自行車、石油化工等行業的興起而發展起來的，管材彎曲常用的方法按彎曲方式可分為繞彎、推彎、壓彎和滾彎；按彎曲加熱與否可分為冷彎和熱彎；按彎曲時有無填料(或芯棒)又可分為有芯彎管和無芯彎管。
圖6—19、圖6—20、圖6—21和圖6—22分別為繞彎、推彎、壓彎及滾彎裝置的模具示意圖。
圖6—19 在彎管機上有芯彎管
1— 壓塊 2—芯棒 3—夾持塊 4—彎曲模胎 5—防皺塊 6—管坯
圖6—20 型模式冷推彎管裝置圖6—21 v形管件壓彎模
1—壓柱 2—導向套 3—管坯 4—彎曲型模 1—凸模2—管坯3—擺動凹模
最小彎曲半徑：（注意生產中應大於最小彎曲半徑）
表6—2 管材彎曲時的最小彎曲半徑(單位：mm)
注：d為管材外徑。
鋼材和鋁管在最小彎曲半徑見表6—3。
表6—3鋼管和鋁管的最小彎曲半徑 (單位：mm)
防止截面形狀畸變的有效辦法是：
1)在彎曲變形區用芯棒支撐斷面，以防止斷面畸變。對於不同的彎曲工藝，應採用不同型別的芯棒。壓彎和繞彎時，多採用剛性芯棒，芯棒的頭部呈半球形或其他曲面形狀。
彎曲時是否需要芯棒，用何種芯棒，可由圖6—26、圖6—27確定。
圖6—26 芯棒的結構形式
圖6—27 選用芯棒線圖
2)要求不高時可在彎曲管坯內充填顆粒狀的介質（如粗幹砂子）或熔點低的合金等，可以代替芯棒，防止斷面形狀畸變的作用。這種方法應用較為容易，也比較廣泛，多用於中小批量的生產。
如何對付吝嗇的地主
圓的周長和面積 教學小故事大冶五小景耀輝 在學習完圓的周長和面積後，為了弄清楚圓的面積和正方形及長方形其它圖形的聯絡和區別，我設計了這樣的乙個小故事，來練習學生對知識的掌握程度和思維能力。從前有乙個地主老財，家裡有良田百畝，僱傭了十幾個長工為他種地。這個地主是出了名的吝嗇鬼，平時要求長工們早起晚睡多...
職場 如何對付糟糕的老闆
我收到的所有尋求建議的電子郵件中，到目前為止最常見的是希望了解如何對付糟糕或者無能的老闆。例如，就在上個星期，一位經理聯絡我，抱怨一位副總裁喜歡詆毀員工，並且在背後說同事的八卦。其他的例子還包括企業主耍心眼控制員工 執行官們挑唆經理們彼此不和 經理們做一些不道德或者違反公司政策的事情，或者是老闆肆意...
如何贏得難以對付的客戶
如出現以下的反應，有六個步驟可以以幫你順利渡過對付難對付客戶的難關。收緊脖子與雙肩 聽到客戶的聲音就畏縮 懼怕 鈴聲 頭痛 生氣 無禮或粗魯 不必要地抬高嗓門 語調僵硬 面色突變 磨牙 這六個步驟如下 第一步 讓客戶發洩 當客戶心煩意亂時，他們想做兩件事 第一，想表達他們的感情 第二，想使他們的問題...