現(xiàn)代沖壓模具在機(jī)械零件加工中的應(yīng)用研究

劉愛(ài)偉

摘要：隨著“中國(guó)制造2025”計(jì)劃的提出，我國(guó)機(jī)械加工行業(yè)進(jìn)入發(fā)展的黃金時(shí)期，機(jī)械零件加工精度越來(lái)越高，傳統(tǒng)加工方法已經(jīng)很難滿足社會(huì)發(fā)展需求，現(xiàn)代沖壓模具逐漸得到了機(jī)械加工企業(yè)的青睞。沖壓模具可以解決一些精密零部件加工需求，對(duì)一些內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度要求比較高的零部件進(jìn)行直接壓膜，在提升生產(chǎn)效率的同時(shí)保證加工精度，促進(jìn)我國(guó)機(jī)械制造企業(yè)技術(shù)升級(jí)，為我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型增添助力。

Abstract： With the proposal of "Made in China 2025" plan， China's machining industry has entered a golden period of development， machining precision of mechanical parts is getting higher and higher， traditional processing methods have been difficult to meet the needs of social development， modern stamping die has gradually been favored by machining enterprises. Stamping die can solve the processing needs of some precision parts， direct pressing film for some parts with complex internal structure and high accuracy requirements， improve production efficiency while ensuring processing accuracy， promote the technological upgrading of China's machinery manufacturing enterprises， and add power to the transformation of China's manufacturing industry.

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代沖壓模具;機(jī)械零件;加工技術(shù);應(yīng)用策略

Key words： modern stamping die;mechanical parts;processing technology;application strategy

中圖分類號(hào)：TG76?????????????????????????????????????? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A????????????????????????????????? 文章編號(hào)：1674-957X（2021）21-0115-02

0? 引言

沖壓模具也被稱為冷沖壓模具，主要運(yùn)用在機(jī)械零件精加工過(guò)程中，運(yùn)用壓力機(jī)對(duì)加工材料施加沖壓力，從而改變零件的形態(tài)。沖壓模具可以滿足機(jī)械加工企業(yè)塑形成型加工需求，滿足企業(yè)零部件精加工生產(chǎn)需求，企業(yè)要立足自身生產(chǎn)需求，自主制作沖壓模具，把控好模具精度，減小機(jī)械零部件生產(chǎn)誤差;細(xì)化沖壓模具生產(chǎn)過(guò)程，優(yōu)化機(jī)械零件精加工工作環(huán)節(jié)，提升機(jī)械加工企業(yè)精加工水準(zhǔn);積極培養(yǎng)數(shù)控人才，學(xué)習(xí)數(shù)控單元沖壓模具使用，讓零部件快速成型，縮短加工時(shí)間;定期檢查沖壓模具，清理模具上殘留的廢料，保證加工精度，減少機(jī)械零件加工過(guò)程中產(chǎn)生的廢料，節(jié)約企業(yè)生產(chǎn)成本，進(jìn)一步加快我國(guó)沖壓模具技術(shù)創(chuàng)新。

1? 現(xiàn)代沖壓模具在機(jī)械零件精加工中的使用方法

精加工逐漸成為了制造行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，現(xiàn)代沖壓模具成為了很多企業(yè)的首選，組合加工是最常見(jiàn)的沖壓模具精加工工藝，也是最基礎(chǔ)的模具精加工技術(shù)。技術(shù)人員在加工過(guò)程中首先需要對(duì)待加工零件的外形機(jī)構(gòu)、加工參數(shù)和工藝要求等進(jìn)行分類，利用調(diào)試夾具、銑削工藝可以把傳統(tǒng)單一化加工轉(zhuǎn)化為多工序、多工具相結(jié)合的集中加工，不僅大幅度降低了調(diào)試夾具的調(diào)整次數(shù)，還可以讓加工零件表面更加光滑，幫助機(jī)械加工企業(yè)省去了購(gòu)買各種加工設(shè)備的費(fèi)用。

1.1 組配零件加工方法

組配零件加工是沖壓模具加工工藝中最核心的技術(shù)，也是最考驗(yàn)操作工技術(shù)的工作流程。技術(shù)人員首先要對(duì)認(rèn)真研讀組配件機(jī)械圖紙，明確組配零件加工部位和工藝要求，找準(zhǔn)精加工位置，避免加工過(guò)程中出現(xiàn)太多廢料。例如技術(shù)人員可以先對(duì)機(jī)械零件CAD圖紙進(jìn)行分析，確定精加工部位，確定凹模和凸模的尺寸，計(jì)算好孔位的位置，確認(rèn)后開(kāi)始進(jìn)行基準(zhǔn)加工，沖壓出磨具的雛形，再和圖紙比對(duì)詳細(xì)數(shù)據(jù)，先要確定模具定位孔的位置，采用切線工藝進(jìn)行導(dǎo)柱套孔加工，確保沖壓模具尺寸在誤差范圍內(nèi)。

1.2 注射模組配零件加工方法

技術(shù)人員在加工前首先要考慮零件類型，再結(jié)合加工工藝要求，確定最終的加工工具和流程。例如技術(shù)人員在加工小型模具時(shí)，首先要根據(jù)加工參數(shù)和材料來(lái)確定沖壓力，根據(jù)孔位和零件大小選擇合適的復(fù)位桿，利用復(fù)位桿推板上的孔來(lái)形成鏜制，利用火花切削或鏜削來(lái)打磨導(dǎo)套孔和零部件基面，這種加工工藝避免了頻繁更換加工工具，有效縮短了加工耗時(shí)。

2? 現(xiàn)代沖壓模具在機(jī)械零件加工中的優(yōu)勢(shì)

2.1 有利于提升加工零部件表面光滑度

機(jī)械零件加工工藝比較繁瑣，對(duì)零件精度和表面光滑度要求都比較高，其中零部件表面光滑度是很多企業(yè)評(píng)判產(chǎn)品質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)，也是很多采購(gòu)商選擇產(chǎn)品的重要標(biāo)準(zhǔn)。如果零件表面過(guò)于粗糙會(huì)直接被采購(gòu)商淘汰，一些精密零件對(duì)表面光滑度要求更為嚴(yán)格，傳統(tǒng)加工工藝主要采用人工或數(shù)控設(shè)備來(lái)切削，零件表面相對(duì)比較粗糙。沖壓模具通過(guò)特殊沖壓方式進(jìn)行加工，可以把切削、淬火和卷邊等工藝融為一體，零部件的表面比較光滑，保證機(jī)械零件質(zhì)量。

2.2 有利于縮小零部件加工誤差

隨著我國(guó)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，制造業(yè)對(duì)機(jī)械零件精準(zhǔn)度要求越來(lái)越高，精密零件需求量越來(lái)越大。零件尺寸是最能體現(xiàn)機(jī)械零件精準(zhǔn)度的因素，零件尺寸誤差越小越好，這樣可以保證各個(gè)零部件“無(wú)縫銜接”，確保機(jī)械設(shè)備順利運(yùn)行。技術(shù)人員可以根據(jù)機(jī)械零件加工參數(shù)來(lái)制作沖壓模具，盡力縮小尺寸誤差，減少原料的浪費(fèi)，讓機(jī)械零件尺寸更加標(biāo)準(zhǔn)，幫助企業(yè)生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的精密機(jī)械零件，幫助企業(yè)塑造良好的社會(huì)口碑。

2.3 有利于推動(dòng)制造技術(shù)創(chuàng)新

沖壓模具在機(jī)械零件精加工的運(yùn)用非常普遍，從最初的鋼材沖壓模具，發(fā)展到如今塑料、合金和碳鋼的材料的沖壓模具，見(jiàn)證了我國(guó)制造企業(yè)的技術(shù)革新腳步。沖壓模具的發(fā)展推動(dòng)了機(jī)械零件精加工技術(shù)的創(chuàng)新，沖壓模具類型越來(lái)越豐富，致力于滿足不同行業(yè)、不同加工工藝的要求，研發(fā)了彎曲模具、壓縮模具和成型模具等，不僅降低了企業(yè)生產(chǎn)生本，還節(jié)約了加工材料，督促企業(yè)加快沖壓模具研發(fā)工作，加快制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)步伐。

3? 現(xiàn)代沖壓模具在機(jī)械零件加工中的應(yīng)用策略

3.1 優(yōu)化零部件加工流程，提升零部件精加工工藝

沖壓模具被廣泛使用在機(jī)械零件精加工中，主要分為四個(gè)加工流程，分別是：生產(chǎn)、定位、導(dǎo)向和固定四個(gè)環(huán)節(jié)。沖壓模具有專門的工作臺(tái)，技術(shù)人員需要控制好凹凸模，根據(jù)機(jī)械零件圖紙來(lái)進(jìn)行調(diào)整，再結(jié)合零件加工材料硬度、韌性和輕度指標(biāo)來(lái)確定沖壓值，沖壓值準(zhǔn)確與否會(huì)直接影響加工精度，沖壓過(guò)大或過(guò)小都會(huì)影響零件的尺寸，還可能導(dǎo)致安全事故。技術(shù)人員在沖壓模具定位過(guò)程重要控制好零件的進(jìn)度，隨時(shí)觀察凹凸模角度和速度，在進(jìn)行沖壓加工時(shí)要根據(jù)模具機(jī)構(gòu)、材料指標(biāo)和設(shè)備參數(shù)等來(lái)精準(zhǔn)定位，對(duì)零件內(nèi)部構(gòu)造比較復(fù)雜的部分進(jìn)行精加工。導(dǎo)向加工指的是對(duì)上下沖壓路線進(jìn)行設(shè)定，最為常用的是使用導(dǎo)柱進(jìn)行沖壓導(dǎo)向，不僅可以固定凹凸模，還可以減小加工誤差，減少加工廢料的產(chǎn)生。沖壓模具包含了很多組件，例如螺釘、螺母、導(dǎo)柱和彈簧等部件，技術(shù)人員在沖壓模具前首先要對(duì)各個(gè)零部件進(jìn)行檢查，例如零件是否存在裂紋或缺口，確定各個(gè)零件已經(jīng)固定好，以防這些組件在零件精加工過(guò)程中出現(xiàn)偏移或脫落，維持沖壓模具在加工過(guò)程中的穩(wěn)定性和精準(zhǔn)度。企業(yè)要積極利用現(xiàn)代沖壓模具來(lái)進(jìn)行機(jī)械零件精加工，嚴(yán)格把控沖壓模具四大精加工流程，規(guī)范每一個(gè)操作流程，提升企業(yè)機(jī)械零件加工工藝水準(zhǔn)，幫助企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中搶得先機(jī)。

3.2 規(guī)范沖壓模具制作，縮小生產(chǎn)誤差

機(jī)械加工企業(yè)要進(jìn)一步規(guī)范沖壓模具的設(shè)計(jì)和制造，確保沖壓模具尺寸的精準(zhǔn)度，為沖壓模具精加工奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，首先，技術(shù)人員要精準(zhǔn)把控沖壓間隙，也就是凹、凸模刃口部分尺寸差，沖壓間隙值要根據(jù)加工工藝標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)定，主要是參照機(jī)械零件圖紙加工尺寸要求和材料指標(biāo)來(lái)制定，保證沖壓間隙在生產(chǎn)中處在合適范圍內(nèi)。其次，技術(shù)人員還要重視凹凸模尺寸設(shè)計(jì)，例如技術(shù)人員在確定凹模厚度時(shí)，需要仔細(xì)測(cè)量凹模刃口距離外邊緣的長(zhǎng)度，然后再套用公式H=Kb（H≥15mm），其中K代表的是系數(shù)，b代表的是凹?？椎淖畲髮挾龋珳?zhǔn)計(jì)算出沖模模具的制造尺寸。沖壓模具制作直接關(guān)系到企業(yè)機(jī)械零件加工質(zhì)量，企業(yè)要選拔技藝精湛的技術(shù)人員來(lái)制作沖壓模具，培養(yǎng)技術(shù)人員的“工匠精神”秉持精益求精的設(shè)計(jì)精神，把控好沖壓模具的尺寸計(jì)算和制造技術(shù)，為機(jī)械零件精加工把好第一關(guān)卡，盡量縮小尺寸誤差，盡全力減少加工過(guò)程中產(chǎn)生的廢料，節(jié)約企業(yè)加工材料支出，提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)收益，鼓勵(lì)企業(yè)重視沖壓模具技術(shù)創(chuàng)新，提升企業(yè)產(chǎn)品科技含量。

3.3 使用數(shù)控單元沖壓模具，讓零部件快速成型

隨著智能制造在我國(guó)制造行業(yè)的飛速發(fā)展，數(shù)控技術(shù)在機(jī)械加工產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛數(shù)控單元沖壓模具開(kāi)始受到廣大企業(yè)的認(rèn)可，讓機(jī)械零件快速成型成為了現(xiàn)實(shí)。數(shù)控單元沖壓模具主要是運(yùn)用數(shù)控沖床來(lái)進(jìn)行加工，上模為凸模機(jī)構(gòu)，光電頭安裝在上模板下方，方便光電頭檢測(cè)凸模起落，料板則是由步進(jìn)電機(jī)控制，主要是沿著X，Y方向驅(qū)動(dòng)，這一設(shè)備直接安裝在工作臺(tái)上。例如矩形是由四個(gè)直角組成，波浪形則是曲線的組合，可以降低精加工難度。針對(duì)一些精密鈑金件的加工，技術(shù)人員可以用一些通用件組裝成單元沖壓模具，采用數(shù)控技術(shù)讓其快速成型，在對(duì)其進(jìn)行定位編碼，根據(jù)零件加工要求來(lái)設(shè)定參數(shù)，例如矩形鈑金件常用的數(shù)控加工參數(shù)有：齒數(shù)、齒距、級(jí)差值和級(jí)差數(shù)，齒數(shù)代表的是沖壓的次數(shù)，齒距代表的是壓力機(jī)沖壓過(guò)程中Y方向每次移動(dòng)的距離，級(jí)差數(shù)代表的是X方向的移動(dòng)單位。數(shù)控單元沖壓模具解決了精密零件加工難題，可以快速對(duì)精密零件進(jìn)行分解，轉(zhuǎn)化為易操作的單元，利用數(shù)控技術(shù)進(jìn)行快速切削、打磨，實(shí)現(xiàn)機(jī)械零件快速成型，不僅節(jié)省了沖壓模具制造時(shí)間，還可以利用數(shù)控技術(shù)提升機(jī)械零件加工工藝的精準(zhǔn)度。

3.4 定期檢查沖壓模具，控制零件加工廢料

沖壓模具在工作過(guò)程中往往會(huì)經(jīng)過(guò)多次沖壓，模具上很容易沾上各種材料，如果不定期對(duì)沖壓模具進(jìn)行檢查，這些材料很可能會(huì)影響加工精準(zhǔn)度和安全性，建立沖壓模具檢查制度是非常有必要的。例如技術(shù)人員可以定期對(duì)沖壓模具的凹模和凸模進(jìn)行檢查，對(duì)模具上的孔位也要進(jìn)行檢查，檢查是否有廢料堵塞孔位，及時(shí)清除殘存的廢料。沖壓模具在生產(chǎn)過(guò)程中很容易產(chǎn)生廢料，為了科學(xué)控制零件加工廢料，企業(yè)要按時(shí)對(duì)沖壓模具間隙進(jìn)行檢查，如果模具間隙過(guò)大的話，壓力機(jī)在沖裁過(guò)程中容易導(dǎo)致作用于材料上的拉力使得沖壓件比?？匦?，凸模地面與廢料緊密貼合導(dǎo)致產(chǎn)生真空吸著現(xiàn)象。此外，如果間隙過(guò)小，沖裁時(shí)作用于材料上的壓縮力容易導(dǎo)致加工件比凹?？孜淮?，或者是由于凹模孔壁粗糙等問(wèn)題產(chǎn)生廢料。技術(shù)人員要定期檢查沖壓磨具，及時(shí)清理凹模、凸模和孔位中殘留的廢料，將小凸模頭微微傾斜，將凸模中心部挖空，減少接觸面積，放置廢料粘在凸模地面上，或者在凸模上增加剪切叫，利用沖件的彈回力來(lái)促使沖件自動(dòng)脫落，科學(xué)、合理地控制加工廢料，減少企業(yè)不必要的支出，增加企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。

4? 結(jié)語(yǔ)

機(jī)械制造類企業(yè)要積極引進(jìn)先進(jìn)的現(xiàn)代沖壓模具技術(shù)，加大在沖壓模具研發(fā)和制造技術(shù)創(chuàng)新上的資金投入，積極培養(yǎng)“工匠型”機(jī)械加工人才，利用先進(jìn)的數(shù)控設(shè)備、標(biāo)準(zhǔn)化模具來(lái)加工零部件，加大沖壓模具在機(jī)械零件精加工中的運(yùn)用，積極發(fā)展數(shù)控單元模具技術(shù)，立足企業(yè)生產(chǎn)鏈，自主制作沖壓模具，減少機(jī)械加工廢料產(chǎn)生，實(shí)現(xiàn)企業(yè)可持續(xù)化發(fā)展。

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