現代沖壓模具在精加工方面的應用

摘要：傳統的機械加工技術多為粗加工，不過沖壓模具加工則需要精加工，機械產品利用精加工技術可以實現質量的大幅提升。對于機械制造業來說，沖壓模具是一種比較特殊的生產工藝設備，它是通過壓力作用進行加工制造，因此對于加工要求較高。本文就針對沖壓模具的精加工展開討論。

關鍵詞：沖壓模具 精加工 應用

一、沖壓模具精加工的特點

第一，較高的表面光潔度；第二，工件之間的配合；第三，技術改進。

二、沖壓模具的類別與精加工相關技術

（一）沖壓模具的類別

第一，沖剪模具。通常加工原始材料第一道工序時采用該模具，比如下料沖模時按照圖紙要求剪料，與人工下料相比，其精度更高，可以有效防止浪費材料。沖剪模具主要有剪斷沖模、下料沖模以及修邊沖模與沖孔沖模等。第二，彎曲模具，通常在彎曲加工中會用到彎曲模具，設備在短時間內產生巨大壓力對工件進行沖壓，工件則根據需要的角度彎曲變形。第三，成型模具。通常改變毛坯料的形狀規則時，可以選擇成型模具處理，常用的成型模具包括頸縮成型沖模以及卷緣成型沖模和凸張成型沖模幾種，利用這種模具可以降低毛坯的處理難度，提高工作效率，且適用于需調整毛坯形狀的半成品。第四，壓縮模具。一般加工質地比較軟的材料時利用壓縮模具，其利用強大的沖壓力加工毛坯材料。常見的壓縮模具有擠制沖模、壓印沖模以及壓花沖模等，其不僅可以直接應用于零件的生產，還可以用于調修成品或者半成品。

（二）精加工相關技術

第一，制圖技術。如今模具加工制圖技術早已不再是傳統的二維制圖，而是更為先進的三維制圖，利用這種技術與計算機軟件編程技術相結合，真正實現了沖壓模具加工一體化的模式，沖壓設備可以按照圖紙設計輪廓做準確加工定位。第二，切割技術。現在數控技術的應用越來越普遍，線切割技術的水平也越來越高，其加工精度可以達到±1.5um，表面粗糙度Ra0.1um～0.2um。第三，磨削技術。磨削技術對光潔性、粗糙度以及精度指標要求相對較高，所以在沖壓模具精加工過程中，應用非常普遍。第四，銑削技術。電火花銑削技術最大的優勢體現在成型電極被高速旋轉所取代，因此其應用也越來越廣泛。

三、沖壓模具精加工的過程

（一）熱處理

在工件熱處理過程中，不僅要保證工件獲取相應的硬度，而且還要對其內應力加以控制，保證加工工件尺寸的穩定性，不得出現變形等情況。工件在熱處理過程中，由于其材質存在差異，所以相應的處理方法也各不相同。例如工件材質為Cr12或者9CrSi、T10，要在粗加工后做淬火處理，由于工件淬火會其內部會留有較大的殘余應力，所以工件在精加工過程中會出現開裂等問題。經過淬火后要馬上對工件進行回火處理，以消除淬火應力。再比如V10或者APS23等粉末合金鋼工件，該類材質可以承受高溫回火，所以淬火工藝可以采用二次硬化，然后再進行反復高溫回火，以保證其穩定性與沖擊韌性，比較適用失效形式為崩刃的模具。雖然粉末合金鋼的成本比較高，但是其性能相對較好，所以應用也越來越廣泛。

（二）磨削加工

常用的磨削加工機床有三種，即平面磨床、內外圓磨床與工具磨具。在做磨削精加工時要嚴格控制磨削變形，因此精磨時進刀量要控制在較小的幅度內，并及時加充足的冷卻液，如果工件要求公差控制在0.01 mm以內，則要采取恒溫磨削。要防止工件尺寸由于熱變形而產生誤差。在精磨時磨削砂輪的選擇很重要。如果工件材料為硬質合金或者淬火硬件度比較高，金剛石砂輪為優先選擇，其含有有機粘結劑；而加工板類工件通常選擇平面磨床；如果軸類工件有回轉面，則利用內外圓磨床與工具磨床進行加工。

（三）電加工

電加工是現代模具工廠不可或缺的重要技術，其可以加工各種異形以及硬度比較高的工件，常見的包括線切割與電火花兩種。其中對加工精度要求比較高的為線切割。加工前要全面檢查機床的工件狀態，主要內容包括乳化液的純凈度、水溫是否適宜以及電阻絲的垂直度與張力等，為工件加工提供一個良好的環境狀態。電火花加工則要先制作電極。對于精加工來說，對電極的形狀符合性要求較高，所以加工時盡可能利用數控機床來完成。在選擇電極材質時，如果工件是普通的鋼件，選擇紫銅電極即可，再與足量的沖刷液相配合，可以精加工一些加工難度較高的材料，以及截面形狀比較復雜的工件。

（四）表面處理與組配

加工工件時其表面不可避免地會留有刀痕或者磨痕，往往應力都集中在這些地方，從而導致裂紋擴展。在結束加工后要對工件表面做強化處理，比如鉗工打磨，即可處理類似的加工隱患。如果工件出現孔口、棱邊或者銳角之類的問題，要做倒鈍R化。電加工的表面會產生一層呈灰白色的變質硬化層，大概在6～10μm左右，這層硬化層不僅脆而且有殘留應力，所以使用前要利用表面拋光或者打磨等方法充分消除，將硬化層去掉。在組裝時要根據裝配圖把各種工件準備好，再將工件裝配順序一一列出，并列出注意事項，然后再裝配模具。裝配過程中先裝模架，再裝配凸凹模，然后對各處間隙進行組配與調整，最后裝配完成再做模具檢測。

參考文獻：

[1] 艾合買提·沙迪爾. 沖壓模具精加工分析[J].實用科技，2011(10)

[2] 呂佳萍.機械制造自動化生產中的技術運用[J].機械制造技術，2009(8)

作者簡介：

劉林（1983- ），女，本科學歷，助講，工作單位：陜西省機電工程學校，主要從事機械課程教學和科研工作。