沖壓模具精加工分析

摘 要:沖壓模具是機械制造業中一種較為特殊的生產工藝設備，它的加工需要經過精加工工序，其共同的工藝過程大致為:粗加工—— 熱處理—— 精磨—— 電加工—— 鉗工(表面處理)—— 組配加工。模具零件的加工，是針對不同的材質，不同的形狀，不同的技術要求進行適應性加工，它具有一定的可塑性，可通過對加工的控制，達到較好的加工效果，最終保證模具的質量。本文談談其加工過程中的精密辦法。

關鍵詞:沖壓模具 精加工

中圖分類號:U41文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2012)06(c)-0119-01

隨著工業生產技術的不斷提高，機械制造相關的設備裝置不斷更新。沖壓模具是機械制造業中一種較為特殊的生產工藝設備，它的加工需要經過精加工工序，其共同的工藝過程大致為:粗加工—— 熱處理—— 精磨—— 電加工—— 鉗工(表面處理)—— 組配加工。模具零件的加工，是針對不同的材質，不同的形狀，不同的技術要求進行適應性加工，它具有一定的可塑性，可通過對加工的控制，達到較好的加工效果，最終保證模具的質量，又能大大提高機械產品的質量。

1 零件熱處理

一些內型復雜的緊固件冷作模具，在線切割加工前，不僅要求硬度高、強度和韌性好，更重要的是要保證淬透性。在保證力學性能的前提下，要使模具淬火應力處于最低狀態，更重要的是采取一些必要的措施。傳統的壓鑄模具熱處理工藝是淬火-回火，以后又發展了表面處理技術。對零件進行熱處理，既要針對零件獲取相應的硬度，又要控制對內應力，以此達到防止零件變形的目的。壓鑄模具材料種類繁多，不同的材質要進行不同方式的處理，不同的材質分別有不同的處理方式[1]。如:Cr12、9CrSi、T10、等。以Cr12、9CrSi、T10做材質的零件，粗加工后要做淬火處理。淬火是將鋼加熱到臨界溫度以上，保溫一段時間后快速冷卻的工藝方法。工件在經過淬火后會存留一定的內應力，工件在精加工時易開裂，對于熱處理后不再進行機械加工的模具工作面，淬火后盡可能采用真空回火，特別是真空淬火的工件(模具)，鋼加熱到某一溫度，保溫一段時間后，以適宜速度冷卻，使淬火應力消除。在成產的過程中，形狀復雜的工件常常遇到，由于其形狀淬火應力不能被消除，因此，應力退火應在經加工前進行，就是將鋼加熱到臨界溫度以上某一溫度，使工件保溫一段時間后隨爐冷卻，也可放在土灰、硅砂等絕熱材料中緩慢冷卻，這樣可以得到接近平衡狀態的組織，充分釋放應力，機械性能將被提高，例如，疲勞性能、表面光亮度、腐蝕性等等。由此看來，熱處理技術處理是否到位直接決定模具質量的好壞。

2 零件的磨削加工

磨削是指用磨料，磨具切除工件上多余材料的加工方法。它用于加工各種工件的內外圓柱面、圓錐面和平面，以及螺紋、齒輪和花鍵等特殊、復雜的成形表面。磨削加工工作量將占模具總的制造工時的25%～45%，是應用較為廣泛的切削加工方法之一。在磨削之前工件通常都先經過其他切削方法去除大部分加工余量，僅留0.1mm～1mm或更小的磨削余量。精加工磨削時要嚴格控制磨削變形，因此，精磨的進刀要小，不能大，冷卻液要充足，對于尺寸公差在0.01mm以內的精密模具的精密磨削要注意環境溫度的影響，要求恒溫磨削，防止熱變形對工件尺寸造成的誤差，各精加工工序都需充分考慮這一因素的影響[2]。精加工磨削時要嚴格控制磨削變形和磨削裂紋的產生，磨削中冷卻要充分，哪怕是工件表面的顯微裂紋，在后續的加工使用中也會顯露出來，提高磨削速度可減少裂紋的產生，這是因為高速磨削可縮短砂輪與工件表面的連續接觸時間，減少工件被磨部位瞬時產生的磨削熱，降低表面溫升。合理選擇磨削用量，如適當減少徑向進給量及砂輪速度、增大軸向進給量，使砂輪與工件接觸面積減少，散熱條件得到改善，從而有效地控制表層溫度的提高。精磨時選擇好恰當的磨削砂輪十分重要，對于不同的工件材質，應采用不同的磨料。同時，工件的硬度不同，砂輪的硬度也不同，對于硬質合金工件，可采用金剛石磨輪，對于淬火鋼件，一般采用陶瓷砂輪或立方氮化硼的砂輪。選用GD單晶剛玉砂輪比較適用，它的性能硬而脆，且易產生新的切削刃，因此切削力小，磨削熱較小，在粒度上使用中等粒度，即粗粒度、低硬度的砂輪，自勵性好可降低切削熱。

3 電加工控制

電加工是現代工廠不可缺少的。電加工有線切割和電火花兩種，加工各種異形或高硬度零件。電火花穿孔、成形加工是線切割發展的基礎，甚至在一些方面其已取代電火花穿孔、成形加工。線切割加工余量小，加工精度較高，生產周期短，制造成本低，主要用于加工各種形狀復雜和精密細小的工件。加工時，使用應力集中方法，運用矢量平移原理，精加工前留0．8mm～0．9mm余量，預加工出型腔形狀，再熱處理，使加工應力釋放，以確保熱穩定性。熱處理完后，在平磨床上，磨出一個基準平面，以基準平面定位，上線切割機床加工形腔，這樣工件在熱處理中已完全變形，在精加工中就不會再變形。

4 表面處理

模具表面性能對模具的工作性能和使用壽命有著十分緊密的聯系。在加工的過程中，零件的表面常留下疤痕、磨痕，這些地方既是應力集中的部位，也是裂紋擴展的開始部位。因此，加工結束后的對模具的表面強化處理工作變得尤為重要。表面涂覆、表面改性或復合處理技術是表面處理的常用方式。經過表面強化處理。可改變模具表面的形態、化學成分、組織結構和應力狀態，來提高模具的使用壽命、修復磨損面。對工件的一些棱邊、銳角、孔口進行倒鈍，R化[3]。電加工表面會產生6μm～10μm左右的變質硬化層，顏色呈灰白色，硬化層脆而且帶有殘留應力，在使用之前要充分消除硬化層，方法為表面拋光，打磨去掉硬化層。

5 組配

在模具制造中，每個零件都具有復雜性與特殊性，相互之間具有整體配合性。工藝員要了解零件與零件之間的裝配關系及零件在整副模具中的作用，從而合理安排組合或配作工藝是極為重要的。磨削加工和電加工可讓工件磁化，使之具有微弱磁力，極易吸著一些小鐵沫，可見，工件組裝前的退磁處理十分必要。組裝時，參照裝配圖，弄清楚各個零件裝備的順序，著手裝配SKD11模具鋼材。一般來講，最先裝導柱導套，然后是模架和凸凹模，接著再對各處間隙進行組配調整，尤其是凸凹模間隙。完成后，實行SKD11模具鋼材檢測，并寫報告。

實踐證明，良好的精加工過程控制，可以有效減少零件超差、報廢，有效提高模具的一次成功率及使用壽命，穩定產品質量有著深遠的意義，是模具企業長久有效的生存發展之道。

參考文獻

[1]劉耀，占麗娜，李立.淺談沖壓模具技術的發展[J].萍鄉高等專科學校學報，2011(6).

[2]任輝.沖壓模具精加工過程控制淺析[J].裝備制造技術，2010(7).

[3]陳慶焦.沖壓模具的控制和靈活運用[J].科技信息，2010(6).