劉新磊 席石雷

摘要：隨著工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，沖壓模具的發(fā)展方向是高效、精密、長壽命、大型化。各種零件組成了一個沖壓模具，因此要提高沖壓模具的質(zhì)量，就要提高各部分零件的質(zhì)量，那么控制好各個環(huán)節(jié)的加工精度是及其重要的。

關(guān)鍵詞：沖壓模具;精度控制

1 沖壓模具加工過程精度控制

沖壓模具零件的加工，是針對不同的材質(zhì)，不同的形狀，不同的技術(shù)要求進(jìn)行適應(yīng)性加工，它具有一定的可塑性，可通過對加工的控制，達(dá)到較好的加工效果。

根據(jù)零件的外觀形狀不同，大致可把零件分三類：軸類、板類與異形零件，其共同的工藝過程大致為：粗加工――熱處理――精磨――電加工――鉗工（表面處理）――組配加工。

2 粗加工階段

粗加工階段的精度控制對整個沖壓模具制造精度控制有基礎(chǔ)性作用，為此，對不同的選材，在粗加工的時(shí)候應(yīng)該利用不同的刀具、加工參數(shù)。金屬切削性能和碳含量負(fù)相關(guān)，一般來說，硬度是金屬切削性能的重要表現(xiàn)。鋼越硬加工難度就越大，金屬的切削性能和鋼的種類存在很大聯(lián)系，一般來說在鑄件和鍛件表面很難進(jìn)行加工。正是因?yàn)槿绱?，我們才需要利用不同的刀具、加工參?shù)來對材料進(jìn)行加工。硬度最高為330—440的材料我們可以利用高速工具鋼加工;硬度最高位45HRC的材料，我們可以用高速鋼+鈦化氮涂層來進(jìn)行加工;最高硬度為65-70HRC的材料，則需要利用硬質(zhì)合金、立方氮化硼、陶瓷以及金屬陶瓷來進(jìn)行加工。淺切削是我們利用高速銑精加工淬硬模具鋼時(shí)需要遵守的原則，一般來說，深度在0.2/0.2mm。為每一個工序中的道具均勻分布加工余量是切削過程中需要完成的重要目標(biāo)，為此，在加工的過程中應(yīng)該使用不同直徑的道具，一般是從大到小來進(jìn)行精加工，避免切削道具過大彎曲。為了對道具刃口的形狀進(jìn)行確認(rèn)，我們需要對模具的最終形狀進(jìn)行了解，以保證高精度。高速切削還有一種常用方法就是恒定材料加工余量，利用這樣方法能夠減少產(chǎn)生的熱量和殘余應(yīng)力，避免零部件變形的情況發(fā)生。

2 零件熱處理

零件的熱處理工序，針對零件獲得相應(yīng)硬度的同時(shí)，還需對內(nèi)應(yīng)力進(jìn)行控制，保證零件加工時(shí)尺寸的穩(wěn)定性防止變形，不同的材質(zhì)分別有不同的處理方式。如了Cr12、9CrSi、T10、等。

對以Cr12、9CrSi、T10為材質(zhì)的零件，在粗加工后進(jìn)行淬火處理，淬火后工件存在很大的存留內(nèi)應(yīng)力，容易導(dǎo)致精加工時(shí)工件開裂，零件淬火后應(yīng)趁熱回火，消除淬火應(yīng)力。生產(chǎn)中遇到形狀復(fù)雜的工件，回火還不足以消除淬火應(yīng)力，精加工前還需進(jìn)行去應(yīng)力退火或多次人工時(shí)效處理，充分釋放應(yīng)力。對以崩刃為主要失效形式的模具很適用。

3 零件的磨削加工

磨削加工采用的機(jī)床有三種主要類型：平面磨床、內(nèi)外圓磨床及工具磨具。精加工磨削時(shí)要嚴(yán)格控制磨削變形，因此，精磨的進(jìn)刀要小，不能大，冷卻液要充足，尺寸公差在0.01mm以內(nèi)的零件要盡量恒溫磨削。防止熱變形對工件尺寸造成的誤差，各精加工工序都需充分考慮這一因素的影響。

精磨時(shí)選擇好恰當(dāng)?shù)哪ハ魃拜喪种匾鶕?jù)模具鋼材的具體狀況，選用GD單晶剛玉砂輪比較適用，淬火硬度高的材質(zhì)時(shí)，優(yōu)先采用有機(jī)粘結(jié)劑的金剛石砂輪，有機(jī)粘結(jié)劑砂輪自銳性好，磨出的工件粗糙可達(dá)Ra=0.2μm。磨削加工中，要注意及時(shí)修整砂輪，保持砂輪的銳利，當(dāng)砂輪鈍化后會在工件表面滑擦、擠壓，造成工件表面燒傷，強(qiáng)度降低。

板類零件的加工大部分采用平面磨床加工，磨削時(shí)以精密平口鉗、等高塊墊、百分表、塊規(guī)、表座等保證平行、垂直、對稱尺寸，加工時(shí)小進(jìn)刀，多光刀，加工好一面后，翻面裝卡找正平行、垂直、對稱，這樣可改善磨削效果，這樣可以達(dá)到技術(shù)要求。

軸類零件具有回轉(zhuǎn)面，其加工廣泛采用內(nèi)外圓磨床及工具磨床。加工過程中，加工時(shí)多采用工藝頭，正、反頂尖，中心架裝卡，如果中心孔存在形狀誤差，加工出來的工件同樣會產(chǎn)生此問題，影響零件的質(zhì)量，因此在加工前要精研修中心孔。進(jìn)行內(nèi)孔磨削時(shí)，由于砂輪桿伸出教長且轉(zhuǎn)速較高，砂輪桿的剛性較差，要減少砂輪與工件的接觸面積，砂輪可以修整成到錐，只有前端很少的一端約4-6mm與工件接觸，可充分降低磨削阻力，在磨削時(shí)要小進(jìn)刀，不進(jìn)刀多次光刀，直到砂輪火化基本沒有時(shí)，才能再進(jìn)刀，加工薄壁套類零件，最好采用工藝彈性套夾持工件，防止夾持工件變形，否則容易在工件圓周上產(chǎn)生“內(nèi)等三角”變形。

4 電加工控制

現(xiàn)代的模具工廠，不能缺少電加工，電加工可以對各類異形、高硬度零件進(jìn)行加工，它分為線切割與電火花二種。

線切割加工精度較高，加工開始時(shí)，先預(yù)加工出大致形狀，然后再進(jìn)行熱處理，并進(jìn)行去應(yīng)力熱處理，讓熱處理加工應(yīng)力在精加工前先行釋放，保證熱穩(wěn)定性。熱處理完后，在平面磨床上，磨出一個基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位，上線切割機(jī)床加工形腔，這樣工件在熱處理中已完全變形，在精加工中就不會再變形。

加工凸模時(shí)，絲的切入位置及路徑的選擇要仔細(xì)考慮，裝卡方法和固定方式都要合理，因?yàn)榫€切割加工，工件受力基本為零，只要保證工件在加工中不移動就可以，裝卡中可以使用傳統(tǒng)的壓板裝卡、還可以使用金屬強(qiáng)力膠粘接、磁鐵吸附等裝卡方式，高精線切割加工，通常切割遍數(shù)為兩次，可以保證零件質(zhì)量。當(dāng)加工帶有錐度的凹模時(shí)，本著快速高效的原則，第一遍粗加工直邊，第二遍錐度加工，接著再精加工直邊，這樣只精加工刃口段直邊，既節(jié)約時(shí)間又節(jié)約成本。

5 表面處理及組配

零件表面在加工時(shí)留下刀痕、磨痕是應(yīng)力集中的地方，是裂紋擴(kuò)展的源頭，在加工結(jié)束后，需要對零件進(jìn)行表面強(qiáng)化，通過鉗工打磨，處理掉加工隱患。對工件的一些棱邊、銳角、孔口進(jìn)行倒鈍，R化。電加工表面會產(chǎn)生6-10μm左右的變質(zhì)硬化層，顏色呈灰白色，硬化層脆而且?guī)в袣埩魬?yīng)力，在使用之前要充分消除硬化層，方法為表面拋光，打磨去掉硬化層。

在磨削加工、電加工過程中，工件會有一定磁化，具有微弱磁力，十分容易吸著一些小鐵沫，在組裝之前，要對工件作退磁處理，組裝過程中，裝配一般先裝模架，后配凸凹模，然后再對各處間隙，特別是凸凹模間隙進(jìn)行組配調(diào)整，裝配完成后要實(shí)施模具檢測。對發(fā)現(xiàn)的問題，從精加工到粗加工，逐一檢查，直到找出癥結(jié)，解決問題。

結(jié)語

沖壓模具的質(zhì)量在很大程度上由零件的質(zhì)量決定，為了保證沖壓模具的質(zhì)量，就需要保證沖壓模具零件的制造精度，對其進(jìn)行有效地控制。從當(dāng)前的情況來看，沖壓模具零件制造包括諸多流程，不但有粗加工、熱處理、精磨，還包括電加工、組配加工等。本文對當(dāng)前沖壓模具零件制造的各個階段的精度控制進(jìn)行了分析，以期加深人們對沖壓模具制造精度控制的了解，進(jìn)一步推進(jìn)汽車沖壓模具制造工業(yè)的發(fā)展。

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（作者單位：精誠工科汽車系統(tǒng)有限公司）