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轉(zhuǎn)發(fā)自：工業(yè)指南

作者：譚錫欽/日本電產(chǎn)三協(xié)電子( 東莞) 有限公司

摘 要: 隨著經(jīng)濟(jì)與技術(shù)的高速發(fā)展，我國(guó)的沖壓加工技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了較高水平，在某些領(lǐng)域里，技術(shù)也達(dá)到了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，但在基層民用工業(yè)，有些技術(shù)依然陳舊，生產(chǎn)效率還比較低，只有不斷的將技術(shù)劣勢(shì)轉(zhuǎn)換為優(yōu)勢(shì)，才能利用提高技術(shù)水準(zhǔn)和機(jī)械化，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)。在下文當(dāng)中，筆者將對(duì)沖壓模具的設(shè)計(jì)和加工進(jìn)行討論分析，提出沖壓模具的設(shè)計(jì)和加工方法，以便同行討論與

參閱。

關(guān)鍵詞: 沖壓模具 沖壓生產(chǎn)技術(shù) 模具設(shè)計(jì) 模具制造技術(shù)

沖壓加工行業(yè)中，產(chǎn)品的質(zhì)量代表著這個(gè)行業(yè)的發(fā)展水平，甚至是一個(gè)國(guó)家的工業(yè)水平。在沖壓部件的批量生產(chǎn)過程中，沖壓模具設(shè)計(jì)的合理性和加工精度是極為重要的，可以說模具的設(shè)計(jì)和加工水平，直接影響到?jīng)_壓部件的質(zhì)量和品質(zhì)。

1 沖壓模具的設(shè)計(jì)分析

沖壓模具的設(shè)計(jì)直接決定了其加工質(zhì)量，在設(shè)計(jì)模具圖紙的過程中，應(yīng)當(dāng)全面考慮實(shí)際需求和技術(shù)切入點(diǎn)，合理地設(shè)計(jì)模具的工藝排樣，以及模具的結(jié)構(gòu)。這些前期工作做好，才能保證模具進(jìn)行量產(chǎn)時(shí)，制品尺寸穩(wěn)定，生產(chǎn)性能良好。

1． 1 目標(biāo)尺寸設(shè)定

設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)模具圖紙的時(shí)候，首先要對(duì)產(chǎn)品圖的尺寸進(jìn)行分析，設(shè)定產(chǎn)品的目標(biāo)尺寸。在產(chǎn)品的公差范圍里，根據(jù)沖頭，凹模的磨損趨向，而決定產(chǎn)品該取什么值。例如: 孔徑尺寸，盡可能取上量值; 外形尺寸，考慮到?jīng)_頭的磨損以及毛邊，盡可能取下限值等等 ……。目標(biāo)尺寸的決定，與自身的工作經(jīng)驗(yàn)積累，對(duì)沖壓工藝的了解，對(duì)產(chǎn)品的形變的預(yù)見性判斷，都有著密切的關(guān)系，隨著經(jīng)驗(yàn)的積累，目標(biāo)尺寸會(huì)決定得越來越準(zhǔn)確，越能減少模具試作調(diào)整時(shí)間和模具修改費(fèi)用。經(jīng)驗(yàn)缺乏時(shí)，可以參考生產(chǎn)中，成功的例子，以減少走

彎路。

1． 2 排樣圖設(shè)計(jì)與力學(xué)計(jì)算

根據(jù)產(chǎn)品的成形工藝特點(diǎn)，合理地

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安排工步，工步安排的原則是，越精確的尺寸，越要安排在靠后的工步里完成。再根據(jù)排樣圖的沖裁，成形，彎曲等工步，進(jìn)行相關(guān)的力學(xué)計(jì)算，主要包括沖裁力、彈簧力以及卸料力等，力學(xué)計(jì)算關(guān)系到?jīng)_壓模具在使用過程中是否能夠承受機(jī)械壓力，完成沖壓件的制作生產(chǎn)。在計(jì)算過程中，應(yīng)當(dāng)全方位考慮到模具的實(shí)際使用過程中所受的外力因素，保證各數(shù)據(jù)計(jì)算準(zhǔn)確。上述因素決定后，就可以合理地選擇需要的沖壓設(shè)備，按照該設(shè)備的參數(shù)，進(jìn)行模具總裝圖的設(shè)計(jì)。

1． 3 總裝圖繪制

進(jìn)行總裝圖的繪制時(shí)，是以排樣圖作為基準(zhǔn)，從而展開設(shè)計(jì)。結(jié)合沖壓設(shè)備的安裝尺寸，合模高度，送材料裝置的送線高度，繪制出沖壓模具的詳細(xì)

結(jié)構(gòu)。

有運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)時(shí)，構(gòu)造要安全性，穩(wěn)定性，量產(chǎn)性都盡可能兼顧。值得說明的是，現(xiàn)在模具設(shè)計(jì)中，基本都是使用電腦繪圖，其中，除了小部份汽車零件使用 3D 軟件外，大部份沖壓部品，都是使用 2D 軟件足以應(yīng)付，2D 軟件繪制時(shí)，圖層一定要分清，以便為后期的零部件的拆分，提供方便。

1． 4 部件圖繪制

依據(jù)總裝圖中的內(nèi)容，分圖層將模具零部件，用標(biāo)準(zhǔn)視圖明確地表達(dá)出來。零部件圖的形狀，構(gòu)造，要充分考慮到是否能加工? 怎樣的設(shè)備加工，才能既保證精度又節(jié)約成本? 模具進(jìn)行量產(chǎn)時(shí)，零件的強(qiáng)度是否足夠? 這都是作為設(shè)計(jì)者，應(yīng)該考慮的，而且是應(yīng)該具備的知識(shí)儲(chǔ)備和分析判斷能力。

2 沖壓模具的制造分析

2． 1 沖壓模具材質(zhì)簡(jiǎn)述

沖壓加工一般用于加工鋼板或者鋼帶的材料。俗話說，打鐵必須自身硬，所以，沖壓模具零件的材質(zhì)，必須要有良好的剛度，硬度和耐磨性，也應(yīng)具備良好的熱處理性能。常用的材料有: SKD11，SKH － 51，SKS; 超硬材料有 G3， G5; 預(yù)硬鋼有 HPM2T，由于它具備一定的硬度，常用來制作緊急的零件代用品鋼材，手版模具材料。

2． 2 模具零件加工( 粗加工)

隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)中，粗加工也用上先進(jìn)精密的設(shè)備，不再是以前傳統(tǒng)的手工鉆床，手搖銑床了。精度要求不高的墊板之類零件，可以取用在加工中心，裝中心鉆，精準(zhǔn)打點(diǎn)定位，再由操作人員用手動(dòng)銑床鉆銑加工，從而提高孔位置的精度。精密的零件，直接用加工中心加工，程序設(shè)定后，裝上所需的刀具，設(shè)備就能自動(dòng)換刀，在無人看管下，完成加工。

2． 3 零件熱處理

熱處理工藝是模具零件加工中較為常用的一種辦法，其流程主要是退火———調(diào) 質(zhì)———淬 火———滲 碳———滲氮，能夠進(jìn)行熱處理材料在硬度上必須達(dá)到要求，所以選材時(shí)必須著重考慮材料的硬度，以便熱加工時(shí)對(duì)內(nèi)應(yīng)力進(jìn)行控制，保證所加工零件的尺寸，減少后期變形。其次，所采用的材料不同，處理方式也應(yīng)當(dāng)有所差異，尤其是近年來各種新型材料層出不窮，在處理方式上也需要更加的多樣化。但某些材料的淬透性較低，在淬火時(shí)，需要保持高度的連續(xù)性，否則就會(huì)出現(xiàn)裂痕，耐熱性低等問題，降低零件的質(zhì)量。為了進(jìn)一步提高模具的質(zhì)量和品質(zhì)，在加工過程中，還應(yīng)對(duì)零部件的生產(chǎn)進(jìn)行嚴(yán)格的控制，尤其是在熱處理過程中，應(yīng)當(dāng)滿足以下要求:

( 1) 建立并完善熱處理工藝的監(jiān)管體系，加強(qiáng)對(duì)技術(shù)人員的培養(yǎng)，提高人員的技術(shù)熟練度，在圖紙上，應(yīng)當(dāng)明確提出零件的熱處理流程和相關(guān)操作辦法，保證零件質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

( 2) 制定加工設(shè)備的保養(yǎng)檢修制度，定期開展維護(hù)保養(yǎng)工作，保證加工設(shè)備性能完善，在設(shè)備置放處應(yīng)當(dāng)張貼使用標(biāo)準(zhǔn)和點(diǎn)檢記錄表。

( 3) 嚴(yán)格檢查加工材料的質(zhì)量，不同的材料需要使用不同的熱處理辦法，避免采用籠統(tǒng)的加工方式，要區(qū)分對(duì)待，全力提升零件的加工精度和質(zhì)量。

2． 4 模具零件加工( 精加工)

熱處理后的零件，由于受熱，會(huì)有輕微形變，所以，必需表面研磨加工，才能形成加工基準(zhǔn)，為后續(xù)的加工奠基。磨削加工所采用的機(jī)械主要有平面磨床、光學(xué)磨床以及內(nèi)外圓磨床三種機(jī)床。其中，平面磨床一般是進(jìn)行坯料的準(zhǔn)備和加工，主要加工內(nèi)容，包括磨平面、基準(zhǔn)面以及磨平面刃口; 外圓磨機(jī)床則進(jìn)行導(dǎo)柱的磨削，加工圓形凸型模具和相關(guān)的零件，打磨零件的外表面，內(nèi)圓磨部分可進(jìn)行導(dǎo)套磨削，圓形凹型模具和相關(guān)零件的加工，主要是內(nèi)表面磨削; 成形磨削工藝則進(jìn)行凸、凹模鑲塊，或是精加工電極等零件的曲線型面，一般在專用的光學(xué)磨床上完成，或是在平面磨床上進(jìn)行，但需要聯(lián)合專用夾具進(jìn)行固定，并使用成形砂輪進(jìn)行打磨; 光學(xué)曲線磨工藝則可以進(jìn)行零件細(xì)微細(xì)節(jié)、孔、精磨零件或是復(fù)雜零件的磨削和加工; 而坐標(biāo)磨主則是一種專門用于對(duì)零件孔( 淬火后) 進(jìn)行高精度的加工。

在磨削過程中，時(shí)常會(huì)產(chǎn)生變形和裂紋，對(duì)防止這種情況的發(fā)生，需要嚴(yán)格控制精磨的進(jìn)刀量，采用小量進(jìn)刀，保證冷卻液充分，使用型號(hào)適合的磨削砂輪，如果采用的零件材料含有大量的釩和鉬，則需要使用 GD 單晶剛玉砂輪; 如果材料的淬火硬度較高，則一般使用金剛石砂輪，其有機(jī)粘結(jié)劑能夠保障其自身擁有更好的自磨利性?？傊庸さ牟牧喜煌?，就要依據(jù)其特性選擇適合的磨削砂輪，磨削過程中要及時(shí)修整砂輪，保持其良好的銳利性，同時(shí)也要避免砂輪摩擦產(chǎn)生高溫?fù)p傷零件標(biāo)準(zhǔn)，降低其強(qiáng)度。

2． 5 電加工的控制

近幾年，電加工技術(shù)發(fā)展迅速，并且在行業(yè)內(nèi)得到了較為廣泛的應(yīng)用，電加工