沖壓模具的制造精度與使用壽命提升方法

趙猛

摘 要：沖壓模具加工在我國的零件制造中應(yīng)用十分廣泛，其具有效率高、過程簡單、適用于批量生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。為適應(yīng)高效和高質(zhì)量的生產(chǎn)要求，分析了現(xiàn)階段影響沖壓模具加工精度的主要因素，說明了沖壓模具制造精度的提升方法，總結(jié)了延長模具使用壽命的具體措施。

關(guān)鍵詞：沖壓模具;精度;壽命;優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TG385.2? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

在工業(yè)的生產(chǎn)制造過程中，通過沖壓模具制造零件占據(jù)了較大的比例，隨著機(jī)械加工技術(shù)的不斷提升，生產(chǎn)過程對于機(jī)械產(chǎn)品加工精度的要求越來越高。沖壓模具加工作為生產(chǎn)加工的特有方式，對于一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜或是非標(biāo)準(zhǔn)的零部件加工，能夠以較高的效率制造出所需要的產(chǎn)品，且隨著工藝技術(shù)的不斷改進(jìn)，模具的制造精度、使用壽命和加工工藝也在實(shí)踐與優(yōu)化中得到了提升。但由于沖壓加工作業(yè)中通過壓力機(jī)反復(fù)的對材料進(jìn)行沖擊，在長久使用中很容易因?yàn)槎喾N問題引起制造精度降低和壽命縮短等問題。因此要進(jìn)一步提高沖壓模具的加工質(zhì)量和可靠性，必須要在模具制造工藝、設(shè)計(jì)和操作方式等多方面加深研究與技術(shù)應(yīng)用。

1 沖壓模具的種類

根據(jù)加工方式的不同，沖壓模具加工常用方式包括以下幾種類型：（1）沖剪模加工。通過利用機(jī)械中常用的剪切力完成對機(jī)械產(chǎn)品的制造，根據(jù)不同的加工要求來選擇具體的沖剪模具類型，常用的沖剪模加工類型包括修邊、沖孔、下料等多種功能。（2）壓縮模加工。這種加工方式是金屬材料受到壓力之后被強(qiáng)制發(fā)生塑性變形，從而制造出需要的產(chǎn)品形狀，壓縮模加工的方式需要系統(tǒng)提供較大的壓力，這種加工方式的產(chǎn)品質(zhì)量與操作者能力關(guān)系較大。（3）成型模加工。成型模是依照實(shí)物的形狀和結(jié)構(gòu)按比例制成的模具，這種加工方式需要依靠多種受力形式的變型來完成加工過程，多用于塑料制品的加工使用。

2 沖壓制造的精度提升

2.1 規(guī)范操作

沖壓模具加工主要依靠上下模具的相對運(yùn)動(dòng)來完成，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，首先應(yīng)確保被加工對象可靠地固定于沖壓模具上，并針對關(guān)鍵尺寸實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位，以保證沖壓成型的精確性。在沖壓加工的同時(shí)還應(yīng)綜合考慮模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和特殊性等問題，保證依據(jù)操作標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的定位。其次，精確沖壓加工過程中，導(dǎo)柱必須設(shè)計(jì)在遠(yuǎn)離模塊和壓料板的位置上，以保證沖壓過程的安全性，同時(shí)達(dá)到合理控制凸凹模在沖壓過程的配合間隙的要求。再次，沖壓模具的加工過程會(huì)不可避免地產(chǎn)生很大的沖擊力，因此，針對于模具裝配過程中所使用的螺釘、螺母等固定零件和定位零件必須要保證其安裝的可靠性，以免因?yàn)槟＞叩姆磸?fù)使用造成松動(dòng)，影響位置和精度。最后，壓料零件應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)壓邊圈，以避免材料受切向壓力作用時(shí)出現(xiàn)凹凸不平的問題，精加工過程中應(yīng)當(dāng)確保卸料板及時(shí)清理與保養(yǎng)，不得有雜物出現(xiàn)。

2.2 合理設(shè)計(jì)

在沖壓模具的精確制造過程中，對于多種的零件制造與設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)當(dāng)做到靈活應(yīng)用。首先，積極利用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行模具的輔助設(shè)計(jì)，制作合理明確的生產(chǎn)圖紙，并利用三維建模技術(shù)提高模具設(shè)計(jì)過程中的精確度。其次，合理選用模具的制造技術(shù)，例如線切割技術(shù)的加工精度能達(dá)到1.5 μm的標(biāo)準(zhǔn)，且具有良好的加工表面粗糙度，由于線切割加工的直徑僅為0.03～0.1 mm，能夠保證凹凸模一次性加工完成。此外，通過磨削及拋光加工技術(shù)制造的模具也能獲得很高的精確度，能夠滿足產(chǎn)品的高質(zhì)量要求。

2.3 控制系統(tǒng)優(yōu)化

現(xiàn)代化的數(shù)控沖壓模具加工能有效提高產(chǎn)品加工的自動(dòng)化、智能化程度，通過優(yōu)化夾具、機(jī)具的自動(dòng)化功能，并同時(shí)合理設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、編程系統(tǒng)，有利于實(shí)現(xiàn)沖壓模具加工的一體化要求，在提高加工精度的同時(shí)還能夠提升工作效率。

3 沖壓模具的壽命延長方法

（1）模具結(jié)構(gòu)的合理優(yōu)化。在設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)保證凸模的各部位滿足平緩圓滑過渡的要求，在沖壓加工的過程中各部位都能均勻受力，避免出現(xiàn)壁厚懸殊或尖銳轉(zhuǎn)角等技術(shù)問題。對于一些復(fù)雜的凹模設(shè)計(jì)，通過使用鑲拼結(jié)構(gòu)能夠大幅降低應(yīng)力集中的不良影響，且在設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)盡量簡化模具結(jié)構(gòu)，并合理的設(shè)計(jì)導(dǎo)向精度，以保證沖壓加工的產(chǎn)品質(zhì)量。

（2）熱處理技術(shù)的優(yōu)化。選用合理的熱處理技術(shù)是提高模具使用壽命的有效手段，例如熱處理工藝的不合理可能導(dǎo)致模具在淬火過程因溫度過高而使模具過硬，在沖擊載荷的作用下很容易發(fā)生斷裂問題，淬火溫度不足又會(huì)導(dǎo)致模具的硬度不夠，容易出現(xiàn)變形和磨損等問題。此外，模具的熱處理還必須掌握好回火工藝流程，因此合理控制回火溫度及時(shí)間等變量，以避免模具在熱處理過程中出現(xiàn)開裂等問題。同時(shí)，還可采用滲碳、滲氮、噴涂等方式對模具的表面進(jìn)行強(qiáng)化處理，達(dá)到延長使用壽命的目的。

（3）維護(hù)保養(yǎng)的合理化。沖壓模具的使用過程必須進(jìn)行合理的潤滑，應(yīng)根據(jù)沖壓模具所使用的材料、機(jī)械結(jié)構(gòu)和工作環(huán)境綜合選取適用的潤滑劑。工作人員應(yīng)認(rèn)清日常保養(yǎng)的重要性，對于可能的問題位置應(yīng)做到定期的檢查維護(hù)，盡量在模具出現(xiàn)嚴(yán)重問題前進(jìn)行修復(fù)，以保證良好工作效率和沖壓模具的長期使用。