淺談沖壓模具制造技術及發展趨勢

劉正安

摘 要：隨著全球化經濟的不斷發展，市場競爭力日益加劇，模具的制造水平已成為衡量一個國家制造業水平高低的重要標志。而沖模制造技術的發展，對許多現代工業的發展及其技術水平的提高具有重大作用，本文就沖壓模具制造技術及發展趨勢進行分析。

關鍵詞：沖壓；模具；技術；發展；趨勢

1 前言

近年來，伴隨著我國工業化的發展，特別是汽車工業以及航空制造業的迅速發展，沖壓模具的制造平均每年都以將近20%的增速上漲[1]。積極了解沖壓模具制造技術及其未來發展趨勢，努力推廣新技術的應用，確保沖壓模具設計和制造的高精密度、高效率和高壽命使用，是目前我國沖壓生產中急需解決的問題之一。

2 沖壓模具的制造技術

2.1 沖壓模具通用零件制造技術

沖壓模具通用零件的制造過程主要包括：車削加工、刨削加工、插削加工、磨削加工。車削加工主要是用于加工模柄、導柱、導套及圓柱銷等，其主要的技術要求包括：尺寸精度、相互位置精度、幾何形狀精度、表面粗糙度等。刨削加工包括牛頭刨床和龍門刨床，牛頭刨床在加工時能同時加工平面和斜面，具有極大的經濟效益。插削加工在沖模制造的過程中，主要應用于一些大型零件的外形加工、部分特殊零件的內孔粗加工和一些簡單外形的基準面，如沖裁模的卸料板、凹模板及固定板等。沖模零件通過以上的車、銑、刨、插流程后，才進行磨削加工，主要是為了提高零件的表面質量。

2.2 沖壓模具成形零件制造技術

沖壓模具成形零件的制造過程主要包括：擠壓加工、化學腐蝕法加工、合金鋼堆焊加工、鉗工修整成形加工。擠壓加工主要包括冷擠壓成形和熱擠壓成形兩種，適用于形狀比較復雜且能成批生產的零件加工，比如凹凸模。淬火后如果兩種模的硬度過高或者形狀太過復雜，則可通過化學腐蝕的方法進行加工，一般采用王水為化學腐蝕所用的溶液。合金鋼堆焊沖模是以普通的碳結鋼沖模坯料為基體，通過焊接的方式將合金剛或硬質鋼堆焊出其工作部位的一種加工工藝。該工藝操作簡單，成本較低，便于沖模維修；能夠延長沖模的使用壽命，且使用范圍極廣。沖壓模具制造成形后，模具棱角處的油污雜質和遺留的毛刺，都需要進行鉗工修整完成，可以說鉗工修整成形是機、電加工的精華濃縮。

2.3 沖壓模具精密零件制造技術

沖壓模具精密零件的加工主要包括：電工加工、電火花加工、線電極仿形切割加工和電解加工。電工加工主要是通過電能并按照零件的形狀和尺寸對金屬材料進行加工。該加工技術制造的零件質量好，淬火熱處理后不易變形，已廣泛應用于沖模制造中。電火花加工主要利用電火花腐蝕的原理，使零件與電極在通電的情況下產生火花放電并產生大量熱能，將金屬熔化，進行穿孔加工。先電極仿形切割加工實際上是一種新型的電火花加工方式，有較高的精密度、容易實現自動化控制，能很大程度的節省人力。電解加工則是一種利用金屬在電解液當中產生的陽極溶液和外電場作用，將零件加工成形的加工工藝。該工藝主要是對模具進行磨削、修模、成形及拋光加工。

3 沖壓模具制造技術的發展趨勢

3.1 全面推廣CAD/CAE/CAM技術

隨著計算機和網絡的發展與進步，模具設計制造過程中CAD/CAE/CAM技術的應用普及已具備實現的可能[2]。國內各企業將逐漸擴大CAE技術的應用范圍，并逐步加強對CAD/CAM技術的培訓力度和服務力度，使CAD/CAE/CAM技術跨企業、跨地區推廣，實現技術資源全面整合及虛擬制造成為可能。

3.2 模具檢測設備向高精密方向度發展

隨著一些較為復雜的大型精密模具的發展，模具檢測設備也逐漸向精密度方向發展。如高速掃描機的出現，具備了從模型或者實物掃描至后期所需模型加工的諸多功能，很大程度上縮短了模具的研制時間。部分快速掃描系統，甚至能通過在數控機床上的快速安裝，收集并自動生成格式不同的CAD數據和不同的數控系統，從而快速運用于模具制造也的“逆向工程”。

3.3 模具加工技術向高效率方向發展

高速銑削加工和電火花銑削加工技術的發展，使模具的加工效率得到大幅度提升。高速銑削加工法的出現，不僅提高了模具加工的效率，且能夠加工硬度較高的模塊，溫度低、熱變形小，對家電及汽車等型腔模具的制造注入了新的力量，已逐步向智能化和集成化方向發展。電火花銑削技工技術，代替了采用成型電極對型腔進行加工的傳統方法。不再需要制造那些復雜的成型電極，而是通過比較簡單的管狀電極進行二維或三維輪廓加工，是電火花成形加工的重大進步。

3.4 模具材料及表面處理向高壽命方向發展

應用優秀的模具及表面處理技術，對于延長模具的使用壽命具有重要作用。目前模具材料處理技術的發展方向是真空熱處理的運用。模具表面的質量直接影響到其使用壽命和制件的外觀質量，因此，研究優秀模具表面處理技術，如自動化、智能化研磨和拋光技術，代替傳統手工操作，確保提高模具的表面質量，是未來模具材料及表面處理技術的重要發展趨勢。

3.5 模具自動加工系統成為可能

模具自動加工系統，指的是模具加工時應有多臺機床合理搭配；有完整的刀具、機具數控庫；配置隨行定位盤或定位夾具；有完整的數控柔性同步系統和質量監控系統。實現自動加工系統，是我國目前的發展目標。

4 結束語

隨著經濟的快速發展，市場對模具的需求也在不斷增長，模具制造技術已成為了一個國家制造業水平高低的重要標志。目前我國模具制造技術還有許多不足之處，與發達國家有一定的差距，不斷提高模具行業整體有效技術，能極大提高模具生產效率及產品質量，提升企業的綜合效益以及我國制造業水平。

參考文獻

[1]韓斌.沖壓模具制造技術及其應用分析[J].大科技·科技天地，2011，9（3）：89-90.

[2]楊漢，劉安明，祝云.數字化技術在沖壓模具設計與制造中的應用[J].航空制造技術，2013，8（10）：48-51

[3]孟東菊，段磊，蔡玉俊，王井玲.汽車覆蓋件沖壓模具并行工程的研究[J].現代制造工程，2010，12（1）：95-99.