沖壓模具工藝的理論解析

付波

【摘 要】隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，沖壓模具也逐漸成了沖壓生產(chǎn)過(guò)程中的一項(xiàng)不可缺少的組裝備，沖壓模具的設(shè)計(jì)以及制造工藝直接影響沖壓件的質(zhì)量。本文首先從沖壓模具的設(shè)計(jì)和沖壓模具的設(shè)計(jì)工藝兩方面介紹了關(guān)于沖壓模具工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論，然后介紹了三種沖壓模具的制造工藝技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】沖壓模具；工藝；理論

沖壓模具一般指的是在冷沖壓加工中，將一些金屬或者是非金屬材料加工成零件的一種特殊的工藝裝備。其中，沖壓指的是利用壓力機(jī)上安裝的模具在室溫下對(duì)材料施加壓力，使得材料產(chǎn)生分離變形，進(jìn)而獲得所需形狀的零件。沖壓模具一般是沖壓生產(chǎn)中不可或缺的工藝裝備。模具的制造以及設(shè)計(jì)工藝是衡量一個(gè)國(guó)家制造技術(shù)的主要標(biāo)準(zhǔn)之一，它的好壞直接影響產(chǎn)品質(zhì)量的開(kāi)發(fā)。

1.沖壓模具工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論

1.1沖壓模具的設(shè)計(jì)

1.1.1沖壓間隙的確定方法

沖壓間隙一般指的是沖壓的凹摸與凸模中刃口部分的尺寸之差。沖壓間隙的大小直接影響沖壓件力的大小以及沖壓件的單面質(zhì)量，此外，對(duì)模具的使用壽命也有一定的影響。因此，在對(duì)沖壓模具進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中其中最重要的一點(diǎn)便是對(duì)沖壓間隙的確定。在設(shè)計(jì)沖壓模具的過(guò)程中，應(yīng)該注意選擇合適的沖壓間隙，間隙的大小根據(jù)不同的數(shù)據(jù)應(yīng)該具有不同的標(biāo)準(zhǔn)，在選用過(guò)程中，應(yīng)該注意選用在生產(chǎn)中應(yīng)該處于一定的合適范圍的沖壓間隙。在這個(gè)合適范圍中，最大最小值分別稱(chēng)為最大和最小的合理間隙值。一般在實(shí)際中，會(huì)采用最小合理間隙值，因?yàn)槟＞咴谑褂眠^(guò)程中會(huì)有一定的磨損從而使得間隙變大。

1.1.2對(duì)凹凸模外形尺寸的確定

在沖壓模具的設(shè)計(jì)過(guò)程中，凹凸模外形尺寸的大小一般是依據(jù)嚴(yán)格的計(jì)算得來(lái)的。

A.凸模

沖壓模具的凸模的結(jié)構(gòu)形式應(yīng)該依據(jù)沖壓零件的需要來(lái)定，其制作方式也應(yīng)該嚴(yán)格按照計(jì)算出來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行。一般凸模是由鉚釘來(lái)進(jìn)行固定的，有時(shí)候也會(huì)使用低熔點(diǎn)的焊接劑或者是低熔點(diǎn)的合金進(jìn)行固定。

B.凹模

沖壓模具的凹模通常情況下也是根據(jù)沖壓零件的需要進(jìn)行制作，其制作方法也是根據(jù)計(jì)算出來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行，凹模在制作出來(lái)之后一般會(huì)直接固定的凸模上。凹模的厚度指的是凹模刃口距離外邊緣的長(zhǎng)度，在進(jìn)行凹模外形尺寸的確定過(guò)程中一般會(huì)采用凹模外形的經(jīng)驗(yàn)公式選取，在實(shí)際制造過(guò)程中，不僅要算出凹模的厚度，還應(yīng)該在在此基礎(chǔ)上計(jì)算出凹模周?chē)c之相關(guān)的可利用的數(shù)據(jù)。在此之后只要根據(jù)確定的模具從而構(gòu)成合適的模具結(jié)構(gòu)組合，這樣，沖壓模具的設(shè)計(jì)就大大簡(jiǎn)化了。最后應(yīng)該根據(jù)已經(jīng)設(shè)計(jì)好的圖紙，將凹模與凸模以及一些其它相關(guān)零件進(jìn)行安裝組合即可。

1.2沖壓模具的設(shè)計(jì)工藝

1.2.1沖裁工藝

沖裁工藝的基本運(yùn)動(dòng)便是卸料板應(yīng)該先與板料接觸并且進(jìn)行壓牢，在凸模下降到與板料接觸的時(shí)應(yīng)該繼續(xù)下降使得其能夠進(jìn)入凹模，在凹凸模以及板料產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中會(huì)導(dǎo)致板料分離，這便使得凹凸模分開(kāi)，然后開(kāi)始卸載料板并且把廢料從凸模上推落，這便完成了沖裁運(yùn)動(dòng)。在此過(guò)程中，卸板料的運(yùn)動(dòng)是十分關(guān)鍵的，因此應(yīng)該嚴(yán)格控制卸料板的運(yùn)動(dòng)，應(yīng)該保證其先與凸模與板料進(jìn)行接觸，還應(yīng)該保證充足的壓料力，這便可保證良好的沖裁面質(zhì)量，高尺寸進(jìn)度以及較長(zhǎng)的模具壽命。

1.2.2彎曲工藝

彎曲工藝的基本運(yùn)動(dòng)便是將卸料板與板料接觸并且壓死，在凸模下降到與板料接觸時(shí)，繼續(xù)下降使其進(jìn)入凹模，從而使得凹凸模以及板料產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致板料產(chǎn)生變形折彎，然后使得凹凸模分開(kāi)，利用彎曲凹模上面的頂桿或者是滑塊將彎曲邊退出，這便完成了彎曲運(yùn)動(dòng)。在彎曲工藝中，卸料板以及頂板的運(yùn)動(dòng)是十分關(guān)鍵的，應(yīng)該控制卸料板的運(yùn)動(dòng)，保證其在凸模與板料接觸之前與板料接觸，同樣應(yīng)該保證有足夠的壓料力，從而使得彎曲件的精度高、平整度良好，在此基礎(chǔ)上還應(yīng)該保證足夠的頂桿力，使得其能夠有足夠的推力將彎曲件推出，防止彎曲件的彎曲變形，使得生產(chǎn)率降低。

2.沖壓模具制造工藝技術(shù)

2.1電火花銑削加工工藝

電火花銑削加工是電火花加工技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要方面，它能夠很好的替代傳統(tǒng)的成型電極加工模具型腔的一個(gè)新的加工工藝技術(shù)。電火花銑削加工是通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)的桿狀電極從而對(duì)工件進(jìn)行二維或者是三維的輪廓加工，在此過(guò)程中并不需要一些昂貴的并且制造較為復(fù)雜的成型電極。

2.2磨削及拋光加工工藝技術(shù)

磨削以及拋光加工工藝技術(shù)自發(fā)明以來(lái)，無(wú)不體現(xiàn)出較高的精度、良好的表面質(zhì)量以及表面粗糙度較低等種種優(yōu)點(diǎn)，因此，這一技術(shù)已經(jīng)在機(jī)密模具加工廠得到了十分廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)今，大多數(shù)的機(jī)密模具加工制造廠已經(jīng)開(kāi)始對(duì)數(shù)控光學(xué)曲線磨床、數(shù)控連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨床、數(shù)控成形磨床以及自動(dòng)拋光機(jī)等先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)進(jìn)行廣泛的應(yīng)用。

2.3高速銑削加工工藝技術(shù)

普通的銑削加工工藝技術(shù)室采用低的進(jìn)給速度以及大的切削參數(shù)，與此相對(duì)的便是高速銑削加工工藝技術(shù)，它采用的高的進(jìn)給速度以及小的切削參數(shù)，高速銑削加工工藝技術(shù)相對(duì)于普通銑削加工工藝技術(shù)而言，它有著較高精度、較高效率、較高的表面質(zhì)量，而且采用高速銑削加工工藝技術(shù)可以加工高硬材料。高速銑削加工工藝技術(shù)與傳統(tǒng)的銑削加工工藝技術(shù)在制作效率方面能夠提高四到五倍。現(xiàn)今，高速銑削加工工藝技術(shù)的精度已經(jīng)可以達(dá)到10μm，高的表面質(zhì)量使得后續(xù)磨削以及拋光工作量大大降低。由于高速銑削加工工藝技術(shù)的種種優(yōu)點(diǎn)，使得高速銑削加工工藝技術(shù)在模具制造領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，它已經(jīng)逐步替代了磨削加工和電加工。

3.結(jié)束語(yǔ)

自21世紀(jì)以來(lái)，隨著通訊、汽車(chē)以及家電等行業(yè)的飛速發(fā)展，使得模具產(chǎn)業(yè)也得到了快速發(fā)展，現(xiàn)今，國(guó)際上對(duì)模具的發(fā)展要求也越來(lái)越嚴(yán)格。盡管現(xiàn)在我國(guó)的模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也頗有成就，但是還是有很多需要改進(jìn)的地方，面對(duì)著越來(lái)越嚴(yán)峻的國(guó)際挑戰(zhàn)，我國(guó)應(yīng)該不斷的對(duì)現(xiàn)今的沖壓模具工藝加工技術(shù)進(jìn)行深入探究，并且創(chuàng)造出適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的新技術(shù)。

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