賈慶偉

摘要 我國現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)中，實(shí)體工業(yè)經(jīng)濟(jì)仍然占據(jù)著重要的比例，為我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)保障。隨著我國機(jī)械工業(yè)化的不斷進(jìn)步，各種產(chǎn)品的更新?lián)Q代速度加快，對質(zhì)量提出了更高的要求。本文重點(diǎn)對現(xiàn)代模具材料的選擇、沖裁工藝方案中的精沖工藝進(jìn)行分析，通過工藝分析提高模具設(shè)計(jì)能力，為機(jī)械加工行業(yè)內(nèi)人士提供參考。

關(guān)鍵詞 冷沖；模具；設(shè)計(jì)；工藝；精沖；壽命

1.引言

隨著現(xiàn)代社會(huì)的不斷發(fā)展，機(jī)械加工企業(yè)的競爭壓力不斷增大。尤其是全球化經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，客戶對產(chǎn)品的要求提出了更為嚴(yán)格的條件，而且數(shù)量不斷趨向少量化種類趨向多樣化。現(xiàn)代工業(yè)品不斷呈現(xiàn)出的多樣化與復(fù)雜化的特點(diǎn)，其對材料的要求、模具制造都提出了較高的要求。在模具加工中，材料的選擇與處理工藝都是影響其壽命的主要因素，只有全面考慮，才能做到經(jīng)濟(jì)合理，進(jìn)一步提高企業(yè)效益。

2.冷沖模具概述

冷沖模具一般安裝于壓力機(jī)上，冷沖是通過壓力作用對放置在模具內(nèi)的材料進(jìn)行室溫變形力施加，從而使材料獲得一定形狀的過程。模具是這一過程中使用到的特殊工具，要求具有高強(qiáng)度、高硬度等特點(diǎn)。根據(jù)工藝性質(zhì)，沖壓模具可以分為沖裁模具、彎曲模具與拉深模具等；按照工序組合，冷沖模具可以分為單工序模具、復(fù)合模具等。冷沖模具在我國的機(jī)械加工中是一項(xiàng)重要的元素，在許多機(jī)械加工型企業(yè)中都得以廣泛應(yīng)用。[1]在未來的數(shù)字化時(shí)代，冷沖模具將與數(shù)字控制設(shè)備進(jìn)一步結(jié)合，不斷提高加工效率?，F(xiàn)代社會(huì)對于模具的材料、強(qiáng)度等都提出了更高的要求。

3.模具材料選擇要求

模具材料要求主要體現(xiàn)為強(qiáng)度、硬度、耐磨性與熱穩(wěn)定性要求。不同的機(jī)械加工類型對于模具的性能提出了不同的要求。要通過合理地選擇模具材料與熱處理，以適應(yīng)不同的加工方法要求。[2]對于一般的冷沖模具而言，首先要確保模具具有足夠的強(qiáng)度，避免在壓力沖擊下或應(yīng)力集中時(shí)，發(fā)生模具的變形、斷裂問題。一般在模具的高強(qiáng)度獲得過程中，熱處理工藝發(fā)揮著重要的作用。在選擇合適的材料后，采用正確的熱處理工藝，將會(huì)提高模具內(nèi)部與表面的強(qiáng)度系數(shù)，從而提高壽命；第二，模具需要有足夠的硬度。模具的硬度不夠，將會(huì)受到工件的沖擊，在多次沖擊后，將會(huì)發(fā)生微量表面變形，影響到了工件的加工精度。一般來說，模具的硬度與材料有著直接的關(guān)系，模具的硬度一般保持在60HRC左右；[3]第三，模具還要有一定的韌性，在沖擊載荷較大的加工過程中，受應(yīng)力集中的模具都需要有足夠的韌性。另外模具還需要有足夠的耐磨性、搞疲勞性、熱穩(wěn)定性與咬合抗力。在選擇模具材料時(shí)，要根據(jù)其工作條件進(jìn)行選擇，充分考慮沖壓材料與沖壓件的批量性，同時(shí)滿足經(jīng)濟(jì)性要求。模具材料對于模具本身而言，非常重要，它關(guān)系到模具的使用壽命，也關(guān)系到加工成本。[4]一般的機(jī)械加工企業(yè)中，模具工作環(huán)境非常惡劣，保養(yǎng)與維護(hù)不到位的現(xiàn)象屢禁不止，而且一般的機(jī)床都處于超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，長時(shí)間連續(xù)地工作造成模具受到強(qiáng)大的壓力與劇烈的摩擦，如果材料性能不足，將會(huì)提前失去精度，縮短使用壽命。

4.厚板料沖裁工藝方案

4.1精沖工藝

對于特殊要求的模具表面特點(diǎn)時(shí)，要通過強(qiáng)力的壓料力，選用精沖壓力機(jī)，制造出質(zhì)量穩(wěn)定的模具。現(xiàn)代機(jī)械加工精度不斷提高，工件表面精度要求也十分精確。采用精沖可以在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到較高的精度要求，避免后續(xù)再使用整修、校平等工序。精沖工藝與一般的沖裁工藝有著明顯的區(qū)別。[5]首先精沖時(shí)材料處于一定的壓力條件下，對于材料的限制作用較為明顯，而一般沖裁時(shí)材料都處于自由狀態(tài)；精沖時(shí)沖裁間隙為材料厚度的1%上下，在沖裁區(qū)域?qū)?huì)形成三向的受壓應(yīng)力狀態(tài)，只可能會(huì)出現(xiàn)塑性剪切，而不會(huì)出現(xiàn)在一般沖裁時(shí)出現(xiàn)的撕裂問題，精沖后的斷面都是光亮帶；在精沖時(shí)，一般使用高強(qiáng)度的精沖壓力機(jī)。對于厚板材料而言，使用精沖工藝，可以有效保證其加工質(zhì)量。[6]

4.2延長模具壽命

使用冷沖模具對厚板料進(jìn)行沖裁加工時(shí)，對于邊角同樣提出了較高的要求，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)要通過一定的方法確保不會(huì)出現(xiàn)加工誤差，另外要通過一定的工藝方法提高模具表面的平直度。避免厚材料進(jìn)行加工時(shí)，工件的塌角對模具造成一定的損傷；如果工件的斷面沒有明確的要求，可以采用大間隙的沖裁方法，從而降低沖裁力，不斷延長模具的使用壽命。[7]從微觀角度來看，每種材料在進(jìn)行沖裁時(shí)首先會(huì)發(fā)生彈性彎曲現(xiàn)象，之后才是沖裁的過程中，在沖裁完成后，彈性彎曲無法完全恢復(fù)，將會(huì)使重裁件不平整，所以還需要輔助工序確保表面的平直度。

5.結(jié)語

隨著我國現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展，汽車領(lǐng)域、輕軌領(lǐng)域與電氣工程領(lǐng)域不斷發(fā)展，為機(jī)械工業(yè)的發(fā)展提供了廣闊的發(fā)展空間。人們對于現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品的外觀造型要求更高，傳統(tǒng)的單調(diào)造型已經(jīng)難以與現(xiàn)代人的審美觀念相符。[8]為了進(jìn)一步滿足市場需求，要求在機(jī)械加工方面，要不斷對冷沖模具件進(jìn)行更多關(guān)注，通過不斷提高設(shè)計(jì)水平、科學(xué)選擇合理的加工材料等提高加工精度，延長壽命，提高工作效率，才能在激烈的市場競爭中立于不敗之地。冷沖模具的設(shè)計(jì)工藝對于沖裁加工而言非常重要，采用合理的加工工藝將會(huì)不斷提高模具的利用率，達(dá)到安全可靠的效果。

6.參考文獻(xiàn)

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