沖壓模具在機械精加工中的應用探究

呂孟春（永州職業技術學院，湖南 永州 425000）

沖壓模具在機械精加工中的應用探究

呂孟春
（永州職業技術學院，湖南 永州 425000）

沖壓模具已被廣泛用于鋼鐵、汽車、軍工、日用電器、航空宇航等領域中，在工業生產中發揮了巨大的作用。目前，沖壓加工技術在機械精加工中的應用已成為科研人員研究的重點。本文較為全面的概述了沖壓加工技術在機械精加工中的應用研究，比較全面的介紹了沖壓模具和沖壓加工的相關理論和基本工藝，重點分析了沖壓模具在機械精加工中的應用。

沖壓模具；機械精加工；應用探究

1　前言

隨著機械制造行業的不斷發展和機械加工精度要求的不斷提高，沖壓模具在精密機械制造中發揮著越來越重要的作用。現階段，機械產品結構越來越復雜，人們對機械加工的精度和效率提出了更高的要求，傳統的切削加工等機械加工方式效率低，難以適應現代機械制造的要求。沖壓加工是一種借助沖壓模具和沖壓設備獲得符合設計要求的機械加工技術，非常適合用于機械零件的精加工。針對這樣的生產需求，本文將重點探究沖壓模具在機械精加工中的應用。

2　沖壓模具的基本概念和分類

沖壓模具是一種用冷加工方式把金屬或非金屬材料制造為符合設計要求的機械零件的特殊設備。沖壓加工就是利用沖壓模具和沖壓設備將材料加工成符合設計要求的零件的一種冷加工方法。冷加工是相對于熱加工而言的，冷加工一般是指金屬加工不超過其回復溫度的加工方式，熱加工一般是指金屬加工超過其再結晶溫度的加工方式。精加工和精密加工的定義不同，精加工是指在完成粗加工和半精加工后最終完成全部零件加工的一個機械加工階段。

沖壓模具多種多樣，從不同的角度可以劃分為不同的類別，下面將從沖壓模具的模具功能、模具加工工序特點兩個方面依次介紹沖壓模具的分類。按照模具完成的功能不同，沖壓模具可劃分為沖裁模、彎曲模、拉深模、成形模、鉚合模等類型，沖裁模主要用于將材料沿著輪廓線分離，彎曲模主要用于使原材料產生彎曲，拉深模是一種把毛坯加工成開口空心件的沖壓模具，成形模利用凸模和凹模將原材料或半成品直接加工為符合要求的產品的模具，鉚合模用于將多個零件通過類似鉚接的方式制造成一個成品。此外，沖壓模具按照模具完成的工序特點還可分為單工序模、復合模、級進模、傳遞模。

3　沖壓加工的基本工藝

沖壓加工的基本工藝通常指沖壓加工的基本工序，可分為分離工序和成型工序兩大類。首先，介紹沖壓加工基本工藝中的分離工序。在分離工序中主要使沖壓件沿著一定的邊界線從原毛坯板料上分離，常見的分離工序有落料、沖孔、切斷、切邊、沖槽、剖切等。落料工序利用模具將工件從毛坯上沖裁下來，沖孔工序利用模具的封閉線在板料上沖孔，切斷工序利用模具將板料切斷，切邊工序利用模具沖下立體形零件邊緣多余的料，沖槽工序利用模具在毛坯板料上加工出窄長的槽，剖切工序利用模具將經過沖壓的板材剖切成若干個符合要求的零件，該工序適用于不對稱零件以成組的形式加工。

其次，介紹沖壓加工基本工藝中的成型工序。在成型工序中不破壞板料，只讓毛坯發生塑性形變，以達到設計要求的尺寸和形狀，常見的成型工序有彎曲、拉深、翻邊、脹形、縮口、擠壓、卷圓、擴口、校形等。在彎曲工序中，利用模具將毛坯或半成品彎曲成設計所要求的角度。在拉深工序中，利用模具將板料毛坯加工成設計所要求的空心件，也可將已獲得的空心件進行再次拉深。在翻邊工序中，主要把毛坯板料外緣或孔加工成符合要求的直壁。在脹形工序中，使用模具將空心件的直徑擴大。縮口工序和脹形工序正好相反，使空心件的直徑減小。

4　機械精加工中的先進沖壓加工技術

復合沖壓將沖壓工藝和電磁成形、冷鐓等機械加工工藝復合，以達到機械精加工的目的。將沖壓同電磁成形復合而成的復合沖壓工藝具有電磁成形效率高、性能好的優點，能夠加工普通沖壓無法完成的鋁合金覆蓋件等的加工。將加熱同沖壓復合而成的復合沖壓工藝使用了具有加熱功能的沖壓模具，很好的解決了普通沖壓無法解決的鎂合金沖壓成形問題。此外，這種復合沖壓工藝也適用于多個零件的復合成形和鈦合金等難成形材料的沖壓成型。將沖壓和冷鐓復合而成的復合沖壓工藝解決了普通沖壓無法解決的薄壁不等厚零件沖壓加工問題。

微細沖壓屬于微細加工技術，特別適用于微零件的精加工。微零件是指有一個維度的尺寸不超過100微米的零件，這些零件用于微型機器人、衛星儀器儀表等領域，對未來科技的發展起著難以估量的作用。微零件的加工給沖壓加工工藝和沖壓模具都提出了更高的要求，微細沖壓用于完成小孔等微零件結構的加工。現階段，微細沖壓已成為科研人員研究的一個熱點，日本東京大學研制出了適用于微細沖壓的沖頭和沖模，清華大學研制成功了適用于超薄壁拉深的精密成型試驗機。

智能化沖壓將信息技術和沖壓技術相結合，是繼手工沖壓、機械化沖壓和自動化沖壓之后的又一個沖壓發展的新階段。智能化沖壓式在板料成型智能化研究的基礎上發展起來的，能夠自動化地完成機械產品的精加工。智能化沖壓有實時監控、在線識別、在線預測、實時控制加工四個要素，使人們不再一味地研究沖壓加工的原理，而研究以智能化的方法直接處理在沖壓中實實在在發生的事情。

5　結論與展望

綜上所述，沖壓模具已被廣泛應用在了機械精加工中，可靠的質量、高效的加工效率、極高的性價比給機械制造帶來了極大的方便。本文在介紹沖壓模具的基本概念和分類的基礎上，介紹了沖壓加工中分離工序和成型工序兩大類加工工藝，并概述了目前機械精加工中幾種常見的先進沖壓加工技術，對沖壓模具在機械精加工中的應用研究能起到一定的參考作用。

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10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.18.032

呂孟春（1969-），男，湖南永州人，本科，實驗師職稱，主要研究方向:機械設計制造和模具制造。