基于冲压模具制造技术的几点思考

李享

【摘 要】当今世界模具制造技术现已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。随着我国模具制造行业有了较大的发展，一些新的模具加工技术相继浮出水面，在一些企业中得到应用。冲压模具在国民经济中也占有相当大的比重，已经成为工业生产的重要手段和工艺发展的方向。生活中的大部分产品都是由冲压生产出来的，冲压的技术方法也决定了我们的生活质量。本文分析并探讨了冲压模具的制造技术。

【关键词】冲压模具；制造技术

一、冲压模具的概念及其特点

冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，所以也叫冷冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程术。冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下：①冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化；②冲压模具的尺寸精度高、模具寿命长、质量稳定、互换性好；③冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高；④冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而冲压是一种省料、节能的加工方法，冲压件的成本较低。

二、冲压的基本工序

冲压加工的零件，由于其形状、尺寸、精度要求、生产批量等各不相同，因此生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的，概括起来可分为分两大类，即离工序和成形工序。分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压（俗称冲裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。上述两类工序，按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形（胀形、翻边、缩口和旋压）四种基本工序，还有其他爆炸、电水、电磁、激光冲击和超塑性的成形方式。

三、冲模通用零件制造技術

1.车削加工

车削主要用于加工冲模中的导套、模柄、导柱和圆柱销等通用零件，其加工的主要技术要求有：相互位置精度、几何形状精度和尺寸精度、表面粗糙度等。外圆表面可根据精度要求进行车削；内孔表面则需要考虑零件的结构、材料、孔径大小、深径比、表面粗糙度和精度等情况，以判定是否用车削的方法加工。

2.铣削加工

在冲模制造中，应用最广泛的是万能工具铣床和立式铣床，加工对象主要是各种小型冲模零件的孔形和平面，以及卸料板、凹模、底座漏料孔、凸模固定板等。而对于大型冲模的加工，则较多的采用仿形铣床。

3.刨削加工

冲模零件的刨削加工设备主要是龙门刨床和牛头刨床。其中，牛头刨床因在加工冲模零件方面具有较好的经济效果而被广泛应用。它既能加工平面，也可加工斜面。另外，在加工斜面时，垂直进刀和水平进刀可以同时进行。

4.插削加工

在冲模制造中，大型零件的外形加工及特殊零件的内孔粗加工都依靠插床来完成。利用插床可以直接加工出一些零件的简单外形基准面，如冲裁模的长方形或正方形卸料板、固定板和凹模板等。

5.磨削加工

冲模零件经过车、铣、刨、插后，一般都应进行磨削加工，以提高其表面质量。根据冲模零件的形状差异，磨削加工可分为成形磨削、外圆磨削、内圆磨削和平面磨削等类别。

四、冲模成形零件制造技术

冲模成形零件主要包括凸凹模、凹模和凸模等。这类零件由于形状较复杂，且精度要求一般较高，除了可采用常见的成形车、铣、刨、磨加工外，下面着重介绍一些其他的加工方法。

1.挤压成形

成形零件的挤压加工，主要有热挤压成形和冷挤压成形两种方法。该方法最适宜加工凹模或凸模孔形状比较复杂、且能成批成产的零件，如电动机转子片及定子片的凸凹模等。

2.化学腐蚀成形

在制造冲模时，如淬火后的凹模或凸模形状过于复杂，且淬火硬度过高时，若钳工不易进行修整加工，可采用化学腐蚀法加工。腐蚀所用溶液为王水，故加工过程中应注意：（1）在化学腐蚀前，凸凹模的加工余量应为0.1mm左右，且表面必须进行抛光；（2）控制好腐蚀时间，在操作时应边腐蚀边测量，直到合适为止；（3）在不需要进行腐蚀的部位涂上耐酸的硝基清漆防护。

3.合金堆焊冲模

合金堆焊冲模是指在普通碳结钢冲模坯料的基体上，采用焊接的方法，将钢基硬质钢或合金钢堆焊出其工作部位的工艺方法。该技术的优点在于：（1）能显著提高冲模的使用寿命；（2）节省了贵重钢材，降低了冲模制造成本；（3）便于冲模的维修；（4）工艺简单，适用范围广。

4.钳工修整成形

冲模生产制造技术，几乎集中了机、电加工的精华，有时甚至是两者的结合。但无论采用哪种技术，都离不开钳工操作。冲模制造成形后各棱角处遗留的毛刺、油污和杂质等，都必须依靠钳工来修整完成。

五、精密冲模零件制造技术

电加工技术是冲模制造中的先进加工方法之一，是直接利用电能对金属材料按零件尺寸和形状要求加工成形的一种工艺方法。其加工精度高，制造零件质量好，且零件不易受淬火热处理变形的影响，因而在冲模制造中应用广泛。

1.电火花加工

电火花加工是基于电火花腐蚀原理，在通电的情况下，使工件与电极之间产生火花放电，将金属熔化，并顺时产生大量的热能，以达到穿孔加工的目的。其应用主要有：（1）加工各种模具零件的型孔，如冷冲模中的卸料板、凹模板的型孔等；（2）在硬质合金中加工螺纹孔；（3）磨削圆柱面及平面；（4）制造小孔（孔径0.015mm）。

2.线电极仿形切割加工

该技术是一种新的电火花加工工艺。加工过程中，由于线电极不直接与工件接触，因而不存在切削力作用，同样也不会产生一系列的工艺问题。加之其加工精度较高、且易于实现自动化控制，大大节省了人力。

加工冲模的范围有：（1）冲模中的凹模、凸模、卸料板及固定板的导形孔；（2）任意曲线窄缝、微型孔槽等；（3）可以加工其他方法难以加工的零件，如上圆下方的零件。

3.电解加工

电解加工是利用金属在外电场作用下，在电解液中所产生的阳极溶解作用下，使零件加工成形的一种技术。利用该技术，可对零件进行磨削、修磨、成形和抛光等加工。电解加工对象的适用范围较广，如圆柱销、导套和导柱、零件型腔，乃至成形零件等。

六、结束语

当前，冲模生产制造技术已成为国民经济的基础工业之一。随着科学技术的进步，现有的制造技术正在逐步的完善和提高。与此同时，诸多新工艺和新技术也将不断的涌现，为冲模制造产业提供新的思路，注入了更多的活力。

【参考文献】

[1]刘典.冲模设计与制造技术的发展现状及前景[J].模具技术，2015（9）.

[2]李优.冲模制造典型问题分析及解决措施[J].科学与财富，2013（7）.