自潤(rùn)滑薄板歷史

自潤(rùn)滑薄板(sheet metal forming)將金屬 薄板加工成具有不同斷面形狀和幾何造型的制件的加 工過(guò)程。薄板成形有壓縮、伸長(zhǎng)、伸長(zhǎng)一壓縮復(fù)合、彎 曲、剪切等5類(lèi)近20種基本成形方法。(見(jiàn)表)

對(duì)薄板 成形的研究工作，在初期主要是研究成形模具、薄板材 料以及潤(rùn)滑，找出它們之間的相互關(guān)系并應(yīng)用于實(shí)踐。 隨著成形工藝的發(fā)展成形設(shè)備以及成形作業(yè)方式等方 面的工作也列入了薄板成形的基本研究?jī)?nèi)容。它們之 間的關(guān)系見(jiàn)圖。 薄板墓本成形方法 衡萬(wàn) 第1次箱人信息 黔一 薄板成形墓本研究?jī)?nèi)容及其相互關(guān)系 發(fā)展簡(jiǎn)史薄板成形的最早形式是板金工藝。公 元前400。年，埃及人開(kāi)始用手工敲制各種銅器和金 器。中國(guó)明代(1637年)出版的宋應(yīng)星著的《天工開(kāi) 物》中也記載了古代敲制銅鏡的手藝。手工模具壓印和 局部成形出現(xiàn)于公元前150。年。沖壓起源于140。~ 1568年間出現(xiàn)在瑞士等地的拉延。1850年第一臺(tái)曲柄 壓力機(jī)制造成功后，英國(guó)人于1857年首次在壓力機(jī)上 完成了拉延成形。1913年美國(guó)人用鋼板沖壓出汽車(chē)車(chē) 身，從此，沖壓成形工藝開(kāi)始在汽車(chē)、家用電器及電子 設(shè)備的制造業(yè)中發(fā)展起來(lái)，并迅速成為薄板成形工藝 的主體。冷彎則是隨著二次世界大戰(zhàn)后建筑業(yè)和制造 業(yè)對(duì)冷彎型鋼的大量需求而發(fā)展起來(lái)并成為薄板成形 的一大領(lǐng)域的。沖壓、板金工藝和冷彎三大成形方式僅 是使用的模具和成形設(shè)備不同，它們的變形方式和規(guī) 律基本一致。在薄板成形的初創(chuàng)時(shí)期，從模具設(shè)計(jì)到薄 板成形性能，大量的是未知的，試錯(cuò)是這個(gè)時(shí)期成形的 標(biāo)準(zhǔn)方法，沖壓成形系統(tǒng)的概念還沒(méi)有形成，潤(rùn)滑也沒(méi) 有被看作成形系統(tǒng)中的一個(gè)重要部分。

隨著研究的深 入和不斷實(shí)踐，對(duì)成形系統(tǒng)的組成部分逐漸有所了解， 復(fù)雜的沖壓成形被分解為性質(zhì)不同的組成部分，如拉 延、脹形、彎曲、拉脹(拉延和脹形復(fù)合成形的簡(jiǎn)稱) 和翻邊等。認(rèn)識(shí)到薄板的硬化指數(shù)n值和塑性應(yīng)變比 :值與成形性能有關(guān)。摩擦系數(shù)被作為測(cè)定接觸表面 相互作用和潤(rùn)滑劑特性的指標(biāo)。模具材料也不斷創(chuàng) 新。 成形模具過(guò)去僅限于指成形用模具的形狀和尺 寸，現(xiàn)在已擴(kuò)展到包括成形件設(shè)計(jì)、成形工藝規(guī)劃、模 具設(shè)計(jì)、模具加工等構(gòu)成模具工藝學(xué)范疇的內(nèi)容，而這 些內(nèi)容都同控制成形件的形狀和尺寸直接相關(guān)。因此， 成形模具的形狀、尺寸及成形方式是薄板成形各基本 內(nèi)容間相互關(guān)系解析及其體系化的中心因素。 沖壓和板金工藝的成形工具是沖模。為了保持凹 模與凸模間準(zhǔn)確的相對(duì)位置，其導(dǎo)桿必須堅(jiān)固，整個(gè)模 具需具有良好的剛性，但與此同時(shí)，模具的自重也隨之 增加。由此帶來(lái)的不經(jīng)濟(jì)性，可以通過(guò)采用一套模具進(jìn) 行多次成形的方法來(lái)補(bǔ)償。成形件的尺寸越大，這種補(bǔ) 償就越重要。此外，模具的設(shè)計(jì)應(yīng)留有修改的余地，以 便試沖時(shí)對(duì)模具設(shè)計(jì)提出修正。 冷彎成形的工具是軋輥。合理的冷彎棍孔型設(shè)計(jì) 是決定冷彎道次和冷彎產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。 在模具制造技術(shù)方面，二次大戰(zhàn)后研制成功的電 火花加工和大型仿形銑床是沖模制造的主要加工技術(shù) 和設(shè)備。模具制造周期的縮短和尺寸精度的提高使預(yù) 制模具更加容易，有助于縮短成形件生產(chǎn)前的準(zhǔn)備和 成形件的大批量生產(chǎn)。數(shù)控銑床的發(fā)展和使用使模具 制造技術(shù)得以進(jìn)一步提高.總之，對(duì)模具材料、模具表 面處理方法及加工技術(shù)的研究已成為提高模具制造技 術(shù)的基礎(chǔ)。 成形設(shè)備冷彎的成形設(shè)備是冷彎成形機(jī)組，沖 壓和板金工藝的成形設(shè)備是壓力機(jī)。壓力機(jī)有機(jī)械式 和液壓式兩類(lèi).機(jī)械式壓力機(jī)有曲柄式、肘節(jié)式、連桿 式、肘板式及無(wú)曲柄式壓力機(jī);液壓式壓力機(jī)有通用單 缸壓力機(jī)及拉延用雙缸或三缸壓力機(jī)。壓力機(jī)的選擇 要考慮到設(shè)備噸位、行程、工作臺(tái)規(guī)格、精度、剛度等。 曲柄壓力機(jī)適用于中小尺寸零件的各種成形加工，大 型成形件如汽車(chē)覆蓋件的成形應(yīng)選用大型雙缸液壓 機(jī)。 薄板材料提高材料的性能和縮小性能的不均勻 性，是薄板高速成形和自動(dòng)化作業(yè)的重要前提。鋼和鑄 鋼，鋁和鋁合金，不管是哪種材料，都是從提高延展性 和改善硬化特性來(lái)提高材料的性能的。這些性能是模 具工藝學(xué)和其他成形基本內(nèi)容間的主要結(jié)合因素，除 力學(xué)性能外，還有材料的成形性(見(jiàn)薄板成形性)。成 形性直接用來(lái)作為開(kāi)發(fā)材料的指南并使材料直接與成 形作業(yè)的結(jié)果相結(jié)合。成形性概念本身也在發(fā)生變化， 從彎曲性能、脹形性能、拉延性能等模擬成形性到塑性 應(yīng)變比、硬化指數(shù)等基本成形性和成形極限圖，甚至還 包括起皺(見(jiàn)壓縮失穩(wěn))和形狀尺寸精度等對(duì)成形難易 程度的影響。 反映薄板成形和使用中表面抗摩擦和損傷的表面 特性及薄板使用性能中的耐蝕性和減噪性等也是開(kāi)發(fā) 和使用現(xiàn)代化成形技術(shù)所要涉及的重要內(nèi)容。 潤(rùn)滑薄板與模具接觸面間的摩擦除增加成形力 和影響材料的流動(dòng)特性外，還會(huì)損傷模具及成形件表 面，降低模具有效壽命，影響產(chǎn)品質(zhì)量。進(jìn)行潤(rùn)滑可以 防止模具與薄板的表面損傷和調(diào)節(jié)接觸表面的摩擦系 數(shù)。薄板成形通常使用水溶性的或者低粘度的油作潤(rùn) 滑劑，以利于成形后脫脂廢液的處理。潤(rùn)滑一方面要根 據(jù)固體的塑性接觸以及這種接觸的物理化學(xué)現(xiàn)象來(lái)選 擇使用潤(rùn)滑劑，另一方面是開(kāi)發(fā)自潤(rùn)滑板材，在有的國(guó) 家既防銹又具自潤(rùn)滑特性的軟鋼薄板已開(kāi)始使用。當(dāng) 然，從模具材料和表面加工來(lái)考慮防止擦傷仍是基本 的和重要的。 成形作業(yè)如前面的圖所示，如果把成形件設(shè)計(jì)、 成形模具、成形設(shè)備、薄板材料和潤(rùn)滑等信息看作薄板 成形的第一次信息輸入，則對(duì)薄板成形的輸出即成形 件起重要作用的還有第二階段的信息輸入即成形作 業(yè)。它將薄板成形的所有第一次輸入信息看成是成形 系統(tǒng)的組成部分，在考慮它們各自作用的同時(shí)還要考 慮它們的相互影響和牽制以及對(duì)成形件產(chǎn)品的綜合作 用。成形系統(tǒng)的各種因素和工藝技術(shù)參數(shù)可以有數(shù)以 百計(jì)的組合，怎樣全面分析、評(píng)價(jià)可能的組合，確定出 成形系統(tǒng)的關(guān)鍵工藝和技術(shù)參數(shù)，是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程。 這一過(guò)程中可能需要在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行許多測(cè)量和調(diào) 試。過(guò)去是靠試錯(cuò)來(lái)簡(jiǎn)單地作出決定，現(xiàn)在則是依據(jù)對(duì) 成形的認(rèn)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)知識(shí)來(lái)進(jìn)行估算，確定一個(gè)比較合 理的組合。從成品產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝流程制定(成形工藝 選定)、模具設(shè)計(jì)、模具制造及安裝調(diào)試，成形設(shè)備及 配套裝置選定到成形工藝控制，都能進(jìn)行科學(xué)地預(yù)報(bào) 計(jì)算和得出一個(gè)最佳組合，是人們今后工作的目標(biāo)。