工业设计工艺知多少——深冲

本文作者：王然（赫兹工业设计）｜ 专注产品设计10年

工业设计工艺知多少——深冲

在这种金属冷加工成型工艺中，零件由冲压机完成，冲压机将金属板材毛坯压入模具，使其紧密贴合在模具内壁以形成产品的几何形状。对于非常深的零件可以使用级进模成型加工。

工艺简介

一般情况下，当拉深深度大于直径时（有时深度仅比直径大0.5 倍），金属冷冲压称为“深冲"。该工艺可用于加工无缝板材的几何形状，而无须任何进一步的成型或连接操作。

一次操作中，金属板的变形量是有限制的，并且材料类型和板材厚度决定了变形程度，因此可使用各种技术来生成不同的几何形状。简单的杯状几何形状可以在一次操作中生成，而非常深的零件和复杂的几何形状则需使用级进模或反向拉伸技术制造。反向拉伸在单次操作中压制板材两次，在第一次拉伸后反转形状。以这种方式操作会缩短周期并减少所需的级讲模数量。。

技术说明

深冲工艺以不同的方式进行，工艺选择由形状的复杂程度、成型深度、材料和厚度决定。在阶段 1 中，将金属板坯件装人液压机中并夹紧到压边器中。在阶段2 中，随着压边器向下推进，材料折向下模的侧面以形成对称的杯形。在阶段 3 中，冲压机迫使材料以相反的方向通过下模。金属沿着下模的边缘，形成冲床的形状。在阶段 4 ，顶出零件。冲压机的吨位由模具决定。任何高达 1000 吨的模具都可以用来塑造比较长的或比较大的形状。

典型应用

深冲加工最常见的产品包括饮料罐和厨房水槽。该技术也被用于生产汽车、航空器、包装、家具和照明等。

相关工艺

浅型材由金属冲压成型。金属旋压、板材环轧和超塑成型可用于加工相似的金属板材几何形状。深冲和金属旋压生产的无缝零件通常需要焊接后成型。

加工质量

成型后的金属型材结合了零件金属材料的延展性和强度，增强了刚性和亮度。

如果表面效果要求不是特别严格，零件只需要在变形后稍微处理一下毛刺即可。喷砂用来减小表面粗糙度。零件也可以通过粉末喷涂、喷漆或电镀进一步加工。

设计机遇

通过深冲可以得到各种形状的板材，包括圆柱形、箱形和不规则形，具可以由直的、锥形的或弯曲面形成。

凹槽可以通过冲压机上的级进模或垂直动作来实现。但是 1，这会大幅增加模具成本。

设计注意事项

根据材料类型和厚度的不同，可以通过深冲成型直径 5~500mm的零件。拉伸长度可以达到零件直径的 5倍。较长的型材需要较厚的材料 1因为长拉伸时材料厚度会减小。

深冲的极限通常取决于机床的性能，如机床的大小（控制毛坯尺寸）、冲程（确定可达到的拉伸长度）,以及加工周期（其受到冲程高度和零件复杂程度的限制）。

适用材料

深冲依赖于金属的延展性和抗磨性的结合。最合适加工的材料是、锌、铜和铝合金。具有高抗磨性的金属在加工过程中不易被撕裂，也不易起皱或断裂，因此常常使较薄的板材。

加工成本

模具成本高昂，因为冲压机和模具必须设计成精确的尺寸。生产复杂或特别深的零件所需的级进模会大幅增加加工成本。

周期相当短，但取决于冲压周期中的阶段数量，而由于自动化水平，劳动力成本是适中的。

环境影响

当板材按照尺寸进行切割时，零件的修剪会产生废料。幸运的是，所有的废料都可以回收，用到新的金属板材或其他金属产品中去。