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轉發自：工業指南

作者：譚錫欽/日本電產三協電子( 東莞) 有限公司

摘 要: 隨著經濟與技術的高速發展，我國的沖壓加工技術已經達到了較高水平，在某些領域里，技術也達到了國際標準，但在基層民用工業，有些技術依然陳舊，生產效率還比較低，只有不斷的將技術劣勢轉換為優勢，才能利用提高技術水準和機械化，為經濟發展服務。在下文當中，筆者將對沖壓模具的設計和加工進行討論分析，提出沖壓模具的設計和加工方法，以便同行討論與

參閱。

關鍵詞: 沖壓模具 沖壓生產技術 模具設計 模具制造技術

沖壓加工行業中，產品的質量代表著這個行業的發展水平，甚至是一個國家的工業水平。在沖壓部件的批量生產過程中，沖壓模具設計的合理性和加工精度是極為重要的，可以說模具的設計和加工水平，直接影響到沖壓部件的質量和品質。

1 沖壓模具的設計分析

沖壓模具的設計直接決定了其加工質量，在設計模具圖紙的過程中，應當全面考慮實際需求和技術切入點，合理地設計模具的工藝排樣，以及模具的結構。這些前期工作做好，才能保證模具進行量產時，制品尺寸穩定，生產性能良好。

1． 1 目標尺寸設定

設計者在設計模具圖紙的時候，首先要對產品圖的尺寸進行分析，設定產品的目標尺寸。在產品的公差范圍里，根據沖頭，凹模的磨損趨向，而決定產品該取什么值。例如: 孔徑尺寸，盡可能取上量值; 外形尺寸，考慮到沖頭的磨損以及毛邊，盡可能取下限值等等 ……。目標尺寸的決定，與自身的工作經驗積累，對沖壓工藝的了解，對產品的形變的預見性判斷，都有著密切的關系，隨著經驗的積累，目標尺寸會決定得越來越準確，越能減少模具試作調整時間和模具修改費用。經驗缺乏時，可以參考生產中，成功的例子，以減少走

彎路。

1． 2 排樣圖設計與力學計算

根據產品的成形工藝特點，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。再根據排樣圖的沖裁，成形，彎曲等工步，進行相關的力學計算，主要包括沖裁力、彈簧力以及卸料力等，力學計算關系到沖壓模具在使用過程中是否能夠承受機械壓力，完成沖壓件的制作生產。在計算過程中，應當全方位考慮到模具的實際使用過程中所受的外力因素，保證各數據計算準確。上述因素決定后，就可以合理地選擇需要的沖壓設備，按照該設備的參數，進行模具總裝圖的設計。

1． 3 總裝圖繪制

進行總裝圖的繪制時，是以排樣圖作為基準，從而展開設計。結合沖壓設備的安裝尺寸，合模高度，送材料裝置的送線高度，繪制出沖壓模具的詳細

結構。

有運動機構時，構造要安全性，穩定性，量產性都盡可能兼顧。值得說明的是，現在模具設計中，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 軟件足以應付，2D 軟件繪制時，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

依據總裝圖中的內容，分圖層將模具零部件，用標準視圖明確地表達出來。零部件圖的形狀，構造，要充分考慮到是否能加工? 怎樣的設備加工，才能既保證精度又節約成本? 模具進行量產時，零件的強度是否足夠? 這都是作為設計者，應該考慮的，而且是應該具備的知識儲備和分析判斷能力。

2 沖壓模具的制造分析

2． 1 沖壓模具材質簡述

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，必須要有良好的剛度，硬度和耐磨性，也應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)

隨著國家經濟的發展，工業生產中，粗加工也用上先進精密的設備，不再是以前傳統的手工鉆床，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，精準打點定位，再由操作人員用手動銑床鉆銑加工，從而提高孔位置的精度。精密的零件，直接用加工中心加工，程序設定后，裝上所需的刀具，設備就能自動換刀，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 質———淬 火———滲 碳———滲氮，能夠進行熱處理材料在硬度上必須達到要求，所以選材時必須著重考慮材料的硬度，以便熱加工時對內應力進行控制，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，處理方式也應當有所差異，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，需要保持高度的連續性，否則就會出現裂痕，耐熱性低等問題，降低零件的質量。為了進一步提高模具的質量和品質，在加工過程中，還應對零部件的生產進行嚴格的控制，尤其是在熱處理過程中，應當滿足以下要求:

( 1) 建立并完善熱處理工藝的監管體系，加強對技術人員的培養，提高人員的技術熟練度，在圖紙上，應當明確提出零件的熱處理流程和相關操作辦法，保證零件質量達到標準。

( 2) 制定加工設備的保養檢修制度，定期開展維護保養工作，保證加工設備性能完善，在設備置放處應當張貼使用標準和點檢記錄表。

( 3) 嚴格檢查加工材料的質量，不同的材料需要使用不同的熱處理辦法，避免采用籠統的加工方式，要區分對待，全力提升零件的加工精度和質量。

2． 4 模具零件加工( 精加工)

熱處理后的零件，由于受熱，會有輕微形變，所以，必需表面研磨加工，才能形成加工基準，為后續的加工奠基。磨削加工所采用的機械主要有平面磨床、光學磨床以及內外圓磨床三種機床。其中，平面磨床一般是進行坯料的準備和加工，主要加工內容，包括磨平面、基準面以及磨平面刃口; 外圓磨機床則進行導柱的磨削，加工圓形凸型模具和相關的零件，打磨零件的外表面，內圓磨部分可進行導套磨削，圓形凹型模具和相關零件的加工，主要是內表面磨削; 成形磨削工藝則進行凸、凹模鑲塊，或是精加工電極等零件的曲線型面，一般在專用的光學磨床上完成，或是在平面磨床上進行，但需要聯合專用夾具進行固定，并使用成形砂輪進行打磨; 光學曲線磨工藝則可以進行零件細微細節、孔、精磨零件或是復雜零件的磨削和加工; 而坐標磨主則是一種專門用于對零件孔( 淬火后) 進行高精度的加工。

在磨削過程中，時常會產生變形和裂紋，對防止這種情況的發生，需要嚴格控制精磨的進刀量，采用小量進刀，保證冷卻液充分，使用型號適合的磨削砂輪，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，其有機粘結劑能夠保障其自身擁有更好的自磨利性?？傊?，所加工的材料不同，就要依據其特性選擇適合的磨削砂輪，磨削過程中要及時修整砂輪，保持其良好的銳利性，同時也要避免砂輪摩擦產生高溫損傷零件標準，降低其強度。

2． 5 電加工的控制

近幾年，電加工技術發展迅速，并且在行業內得到了較為廣泛的應用，電加工