冲压模具加工制造工艺

冲压模具加工制造工艺在目前激烈的市场竞争中，产品投入市场的迟早往往是成败的关键。模具是高质量、高效率的产品生产工具，模具开发周期占整个产品开发周期的主要部分。模具工业的快速发展，我们不断地提高对模具加工制造技术要求，模具制造的水平的高低，已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志。因此，模具设计及制造技术在国民经济中的地位是显而易见的。如何在保证质量、控制成本的前提下加工模具是值得认真考虑的问题。模具加工工艺是一项先进的制造工艺，已成为重要发展方向，在航空航天、汽车、机械等各行业得到越来越广泛的应用。同时，计算机辅助设计(CAD/CAE/CAM)给模具设计和制造开辟了新的广阔前景。在现在工业生产中，模具是重要的工艺装备之一，它在铸造，锻造，冲压，塑料，粉末冶金，陶瓷制品等生活生产行业中得到广泛应用，尤其是冲压模具逐渐成为模具行业中的龙头，大大提供高了我们的生活质量需求。1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。2冲压的基本工序及其模具冲压加工的零件，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。在实际生产中，当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时，若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。这时在工艺上多采用集中的方案，即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成，可以进行复合和级进组合加工方式。冲模的结构类型也很多。通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等；按工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。但不论何种类型的冲模，都可看成是由上模和下模两部分组成，上模被固定在压力机工作台或垫板上，是冲模的固定部分。工作时，坯料在下模面上通过定位零件定位，压力机滑块带动上模下压，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便产生分离或塑性变形，从而获得所需形状与尺寸的冲件。上模回升时，模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来，以便进行下一次冲压循环。3冲压模具的组成冲压模具主要由以下几部分组成：(1)工作零件：工作零件用以直接和板料接触，由其施加给板料压力后使之分离或变形完成板料冲压过程。工作零件主要包括凸模、凹模、凸凹模等。(2)定位零件：定位零件的作用是确定板料或胚件相对于冲模的正确位置，以保证冲件质量。主要包括挡料销、定距侧刀、导正销、定位板、定位销、导料板和导向槽等(3)卸料装置零件：卸料零件主要用来卸除套在凸模上的零件或废料。主要包括卸料板、卸料杆、废料刀等。(4)压料装置及零件：用来压住胚料或胚件以保证在冲压时，使材料能顺利的进行变形。它主要包括压料板、压边圈等，主要用于拉深模结构。(5)导向零件：导向零件主要用以保证凸模与凹模之间具有准确位置。主要包括导套、导柱、导板等。(6)推件装置与零件：推件零件主要用来将冲后的零件制品及废料，从凹模或凹凸模里推出。包括推杆、推板、打料杆及各类推件器等。(7)支撑及支持零件：支撑及支持零件主要用来连接及固定工作零件，使之成为完整的模具结构。主要包括上、下模板，模柄，凸、凹模固定板，垫板，限位器等。(8)紧固零件：紧固零件主要用来紧固、连接各类冲模零件，如各类螺钉、销钉等，其中模具中的圆柱销还起稳固定位的作用。(9)缓冲零件：缓冲零件主要包括弹簧、压簧、缓冲橡皮等。模具中的缓冲零件主要利用其弹力，起卸退料作用通常情况下，模具的工作零件、定位零件、卸、推料零件称为模具的艺零件，而导向零件、支撑及支持零件、紧固零件、缓冲零件称为冲模的辅助零件。4冲压模具的结构工艺性冲模的结构工艺性是指在保证冲模各个零件及部件的一定使用性能前提下，使其结构，形式、表面质量及制造材料等诸方面能以最少的工序、最少的工时来完成冲模加工。冲模设计结构工艺性好坏，不仅关系到冲模制造周期、制造成本和使用寿命，甚至还关系到能否在现有条件下把冲模制造出来。因此，在设计冲模时，必须充分注意到冲模的结构工艺性。为了保证冲模结构工艺性，在设计模具时应注意以下几点：(1)冲模结构尽量简单、容易加工，对于复杂形状零件，应尽量采用镶拼形式，以便于加工。(2)冲模使用过程中的易损件能方便地更换和调整。(3)尽可能采用标准化零部件。(4)冲模零件，尤其是凸、凹模零件应具有良好的工艺性。(5)选定的冲模结构要便于装配和维修。在设计模具时，对结构及工作零件应考虑热处理要求，尽量减少或避免由于热处理引起的零件开裂和变形。所以，在设计冲模零件时，尽量减少冲模零件有尖角和窄槽，断面不能有急剧的变化，各孔位置分布要均匀、对称、选用钢材要合适。5冲压模具的问题和缺点当然，冲压加工也存在着一些问题和缺点。主要表现在冲压加工时产生的噪音和振动两种公害，而且操作者的安全事故时有发生。不过，这些问题并不完全是由于冲压加工工艺及模具本身带来的，而主要是由于传统的冲压设备及落后的手工操作造成的。随着科学技术的进步，特别是计算机技术的发展，随着机电一体化技术的进步，这些问题一定会尽快而完善的得到解决。