1、典型沖壓模具制造工藝與維修技師數控1001何延超概述模具是工業生產中使用極為廣泛的工藝裝備之一，也是發展工業的基礎。模具是成形金屬、塑料、橡膠、玻璃、陶瓷等制件的基礎工藝裝備，是工業生產中發展和實現少無切屑加工技術不可缺少的工具。模具是一種高效率的工藝設備，用模具進行各種材料的成型，可實現高速度的大批量生產，并能在大量生產條件下穩定的保證制件的質量、節約原材料。因此，在現代工業生產中，模具的應用日益廣泛，是當代工業生產的重要手段和工藝發展方向。許多現代工業的發展和技術水平的提高，在很大程度上取決于模具工業的發展水平。為了實現工業現代化今后的模具發展趨勢大致包括以下幾方面：1 1、發展高效模具。

2、對于大批量生產用模具，應向高效率發展。如為了適應當前高速壓力機的使用，應發 5 沖模的工作部分零件必須具備的性能展多工位級進模以提高生產效率。2 2、發展簡易模具。對于小批量生產用模具，為了降低成本、縮短模具制造周期應盡量發展薄板沖模、聚氨酯模具、鋅合金、低熔點合金，環氧樹脂等簡易模具。3 3、發展多功能模具。為了提高效率和保證制品的質量，要發展多工位級進模及具有組合功能的雙色、多色塑料注射模等。4 4、發展高壽命模具。高效率的模具必然需要高壽命，否則將必然造成頻繁的模具拆卸和整修或需要更多的備模。為了達到高壽命的要求，除模具本身結構優化外，還要對材料的選用和熱處理、表面強化技術予以開發和創新

3、。5 5、發展高精度模具。計算機硬件，軟件以及模具加工，檢測技術的快速發展使得精鍛模具 CAD/CAM/CAE 一體化技術成為鍛造企業切實可行的技術。精密，高效是現代鍛造業的發展趨勢；應用該技術的實踐表明，只有基于效率的模具 CAD/CAM/CAE,CAX 平臺才能實現精鍛件及其模具的高效率開發一.模具的發展與現狀模具是工業生產中的基礎工藝裝備，是一種高附加值的高技術密集型產品。也是高新技術產業的重要領域，其技術水平的高低已成為衡量一個國家制造水平的重要標志，隨著國民經濟總量和工業產品技術的不斷發展，各行業對模具的需求量越來越大，技術要求也越來越高，目前我國模具工業的發展步伐日益加快，“十一五

4、期間”產品發展重點主要應表現在：1、汽車覆蓋件模；2、精密沖模；3、大型及精密塑料模；4、主要模具標準件；5、其它高技術含量的模具。目前我國模具年生產總量已位居世界第三， 其中， 沖壓模占模具總量的 40%以上，但在整個模具設計制造水平和標準化程度上，與德國、美國、日本等發達國家相比還存在相當大的差距，以大型覆蓋件沖模為代表，我國已能生產部分轎車覆蓋件模具，轎車覆蓋件模具設計和制造難度大，質量和精度要求高，代表覆蓋件模具的水平，在轎車模具國產化進程中前進了一大步，但在制造質量、精度、制造周期和成本方面，以國外相比還存在一定的差距， 標志沖模技術先進水平的多工位級進模和多功能模具，是我國重點發展

5、的精密模具品種，在只在精度、適用壽命、模具結構和功能上，與國外多工位級進模和多功能模具相比，存在一定差距。二.沖模的組成沖模主要由以下幾部分組成:1 1、工作裝置工作零件用以直接和板料接觸，由其施加給板料壓力后使之分離或變形完成板料沖壓過程。工作零件主要包括凸模、凹模、凸凹模等2 2、定位裝置沖壓加工時，條料或者是坯料在沖模內處于正確位置。定位零件的作用是確定板料或胚件相對于沖模的正確位置，以保證沖件質量。定位應符合六點定位原則既導向定位、接觸定位和形狀定位。定位裝置主要包括擋料銷、定距側刀、導正銷、定位板、定位銷、導料板和導向槽等3 3、卸料裝置卸料裝置的作用是在一次沖裁結束之后，將條料或者

6、是工序件落料凸模或沖孔凸模脫離，以便進行下一次沖裁。卸料裝置的主要幾種分類，固定卸料裝置和彈壓卸料裝置。主要包括卸料板、卸料桿、廢料刀等。4 4、壓料裝置壓料裝置用來壓住胚料或胚件以保證在沖壓時，使材料能順利的進行加工。它主要包括壓料板、壓邊圈等，主要用于拉深模結構模。5 5、導向裝置導向零件主要用以保證凸模與凹模之間具有準確位置，防止模具發生偏移。主要包括導套、導柱、導板等。6 6、推件裝置推件零件主要用來將沖后的零件制品及廢料，從凹模或凹凸模里推出，保證下次沖裁的順利進行。包括推桿、推板、打料桿及各類推件器等。7 7、支撐裝置支撐及支持零件主要用來連接及固定工作零件，使之成為完整的模具結構

7、。主要包括上、下模板，模柄，凸、凹模固定板，墊板，限位器等。8 8、緊固裝置緊固零件主要用來緊固、連接各類沖模零件，防止模具發生松動，起到固定模具結構的作用。如各類螺釘、銷釘等，其中模具中的圓柱銷還起穩固定位的作用。9 9、緩沖裝置緩沖零件主要包括彈簧、壓簧、緩沖橡皮等。模具中的緩沖零件主要利用其彈力，起卸退料作用通常情況下，模具的工作裝置、定位裝置、卸料裝置、推料裝置稱為模具的藝零件，而導向裝置、支撐及支持裝置、緊固裝置、緩沖裝置稱為沖模的輔助零件。實際上，對于每一套沖模，它們都必然形成完整的獨立整體，是由各種不同零件結合而成的。根據每個零部件的作用、要求可以進行基本分類。對于同樣作用的零部

8、件，由于使用條件不同，其結構形式也多種多樣。目前，我國對沖壓模具以制定了國家標準（簡稱國標 GB）,其中包括：模架、典型組合、零部件、模架技術條件、典型組合技術條件、零部件技術條件等。這對簡化模具設計與制造、提高模具壽命、降低成本、縮短模具制造周期都有十分重要的意義。三.沖模的工作部分零件必須具備的性能沖模的工作部分零件又稱成型零件，它主要包括凸模、凹模及凸凹模等。由于沖壓有冷沖壓與熱沖壓，而沖壓工序又分為分離工序（沖裁）與成型工序（彎曲、拉深、成形）兩大類。在分離工序的工作過程中，除承受使材料分離所需的沖壓力外，還承受著與材料斷面間的劇烈摩擦；在成形工序的工作過程中，沖模除承受材料塑性變形所

9、需的沖壓力外，其表面也受到材料的塑性流動而產生的強力摩擦。因此，這就要求沖模的工作部位要具備耐沖擊、耐磨損的高強度、高硬度性能。而在材料加熱狀態下使用的沖模，工作零件還要求具有耐熱性能，這樣才能保證其沖模的耐用度及使用壽命。根據沖模的上述要求，沖模的工作部分一般采用碳素工具鋼或合金工具鋼制成。對于高速沖壓或要求高壽命的沖模，其工作部分可采用硬質合金制作。四.沖模的成形特點沖模是指在室溫下即常溫把金屬或非金屬板料放在模具內，通過壓力機和模具對板料施加壓力，使板料發生分離或變形制成所需零件的模具。各類冷沖模的成形特點是：1 1、沖裁模的特點：將一部分材料與另一部分材料分離。落料沖裁模的成型特點是將

10、材料沿封閉的輪廓分開，而最終得到的是一平整的零件，落下的就是所需要的工件。而沖孔沖裁模的成型特點是將零件內的材料與封閉的輪廓分離，使零件得到孔，沖下就是廢料。2 2、彎曲模的特點：將板料或沖裁后的胚料通過壓力在模具內彎成一定的角度和曲率半徑的零件的成型方法。彎曲用的坯料可以是板條、管子、棒料或型材。彎曲模的折彎線是一條直線，折彎線為圓弧或曲線時就不屬于彎曲。3 3、拉深模的特點：在壓力機上使用模具將平板毛坯制成帶底的圓筒形件或矩形形件的成形方法。前者也形象的稱為拉深杯形件，后者稱為拉深盒形件。拉深模具也是沖壓的基本工序之一。拉深之后的工件再加上沖裁及其它成形加工常可制成復雜的零件。4 4、成形

11、模特點：用各種局部變形的方法來改變零件或胚料的形狀。5 5、壓模冷擠壓模的特點：在室溫下即常溫，在模具型腔內將金屬胚料加壓，使其產生塑性變形，擠壓成所需的形狀、尺寸及性能的零件制品。五.彈簧片級進模的結構設計1 1、工藝分析彈簧片是電冰箱溫控器的零件，具厚度很薄。沖裁或沖孔時間隙小，故對模具的導向精度的要求較高。主要沖壓工序有：工件上小異形孔的沖制，最小的方孔是1.3mm*1mm；工件上 5 個部位的彎曲。工件是批量生產，質量要求高，在一副級進模內，可以包括沖裁、彎曲、成形、拉深等多道工序，故用一臺沖床可完成從板料到成品的各種沖壓過程，從而免去了用單工序模的周轉和每次沖壓的定位過程，提高了勞動

12、生產率和設備利用率。像彈簧片這樣復雜的小型零件，若不采用級進模幾乎是不能生產的。級進模的設計和制造都比較費事，與其他模具相比，好象是成本高，但如果用許多單工序模代替一副級進模， 其許多單工序模的總造價比一副級進模要高的多，因此，在條件允許的情況下采用級進模往往是降低模具成本的較好措施.2 2、排樣作用以及排樣圖設計要點沖裁件在板料、條料或帶料上的布置方法稱為排樣法，簡稱排樣。排樣的結果就是要畫出排樣圖。排樣是否合理，直接影響到材料的利用率、零件的質量、生產率、模具結構、模具的壽命以及生產的操作是否安全等。排樣圖設計的好壞，對模具設計的影響很大，因此要反復思考，設計出多種進行比較，以定出最佳方案

13、。因此，在沖壓工藝和模具設計中中，排樣是一項非常重要的，技術性很強的工作。按照材料經濟的利用程度或廢料的多少，排樣可以分為有廢料排樣、少或無廢料排樣兩大類。按照零件在條料上的布置方式，排樣又可以分為直排、斜排、對排、多頭斜排、多拍以及混合排等形式。（1）工序基本步驟各工序的順序關系除一些常規考慮之外，級進模的工序安排還要注意以下內容。1） 沖裁工序盡量避免一次完成復雜形狀的沖裁， 復雜工件的外形可通過多次局部沖裁，這樣沖裁出來的工件更加完美，最后完成工件的外形要求。對于沖孔落料件，應先沖孔，再逐步完成外形的沖裁。2）對于沖裁彎曲類的工件，應在切除彎曲部位周邊的廢料后進行彎曲，然后再切除其余廢料

14、。對于有沖孔的彎曲件彎曲工序可能影響孔的位置精度，應考慮先彎曲后沖孔。3）對于有拉深又有彎曲和其他工序的工件，應當先進行拉深，再安排其他工序。這是由于在拉深過程中必然有材料的流動，若先安排其他工序，拉深過程中將使已定型的部位產生變形。4）有嚴格要求的局部內、外形及成組的孔，應考慮在同一工位上沖出，以保證位置精度。5）對于復雜的彎曲件，為了保證彎曲角度，有利于消除回彈，可以分成幾次進行彎曲。側刃與導正孔的安排，側刃常安排在第一工位，也可安排在第二工位。如果側刃靠后，將打亂條了的沖壓順序，使沖壓無法進行。側刃必須靠后時，在前幾步可安裝使用定位銷定位。由于側刃安排在后邊有利于將最后的條料尾部沖壓完成

15、，而減少廢料，因此在一些模具上常采用雙側刃結構，即在第一工位和最后工位上，條了得兩側各設一個側刃，這樣安排的缺點是側刃廢料增大，沖裁力增大，應綜合考慮。導正銷是各種定距模具中普遍采用的精確定位方法。采用自動送料器的級進模，在條料排樣的第一工位就要沖出工藝性的導正銷孔，在第二工位及以后每相隔 24 工位的相應位置設置導正銷。 如果借用工件本身的孔作為導正孔， 應注意控制孔和導正銷之間的配合精度，以滿足定位的要求。同時也應注意，被借用的孔被導正銷導正后，回損壞孔的精度，甚至使孔有所變形。對于簡單級進模上體積較大的凸模，常在凸摸上安裝導正銷，在凸模工作之前自行導正，所用的導正孔可設專用的，也可把工件

16、自身的孔用做導正孔。對于某些圓形拉深件的級進模，可以不設導正銷，因為各工位的拉深凸模本身就具有導正的作用。(2)載體在級進模內，條料送進過程中，不斷地被切除余料，但是各工位之間到達最后工位以前，總要保留一些材料將其連接起來，這部分材料稱為載體。限于被加工工件的形狀和工序的要求，其載體的形式也是各不相同的。理想的載體是雙側載體，即到最后一個工位前條料的兩側仍保持有完整外形，這對于送進、定位和導正都十分有利。對于一些有彎曲工序的工件，很難形成雙側載體，往往只能保持材料的一側有完整的外形，這樣的載體稱為單側載體。此時導正銷放在單側載體上，對條料導正和定位都造成一些困難，因此在設計中應予認真考慮。載體

17、的強度很重要，載體發生變形將使沖壓無法進行，甚至損壞模具，因此在排樣設計中，在工件排列形式和選擇條料寬度以及其他方面等，都要使載體具有足夠的強度。(3)分斷切除中的搭接級進模在沖壓過程中，各工步分斷切除余料后，形成工件完整的外形，此時一個重要的問題就是如何使各斷沖裁的連接部位平直或圓滑，以免出現毛刺、錯位、尖角等。搭接方法可分為搭接和平接。(4)其他因素對于有彎曲工序的工件還要考慮材料纖維的方向。對于有倒沖或切斷、切口的部位，應注意毛刺方向，因為倒沖時毛刺留在上表面，切斷和切口時，被切開工件的毛刺一邊在上面，另一邊在下面。排樣時應考慮毛刺的方向是否影響工件使用。對每個排樣都要計算出材料利用率，

18、并進行經濟效率分析。3 3、主要計算(1)壓力中心的計算、球頭凸包的計算沖裁合力的作用點稱為壓力中心。為了保證壓力機和模具的平穩工作，必須使沖模的壓力中心和壓力機滑塊中心線相重疊。對使用模柄的中小型模具就是要使其壓力中心與模柄中心軸線重疊，否則將使沖模和壓力機滑塊承受側向力。從而引起凸模和凹模之間間隙不均勻和導向模具的磨損，甚至引起壓力機導軌的磨損、影響壓力機的精度。對于工件外形尺寸大、形狀復雜、多凸模的沖裁模和級進模，正確的確定其壓力中心就顯得相當的主要了。任何幾何圖形的重心就是其壓力中心，因此對于一切的對稱圖形的對稱中心就是它的壓力中心。先計算它的變形程度，若當變形程度超過規定值時，將產生

19、裂紋或不能成形。變形程度可粗略地用下式驗算=5式中 e工件變形程度；變形后沿截面的材料長度(mm)；L 變形前的材料原有長度(mm)；6材料的伸長率()。因數(0.700.75)視局部成形的形狀而定，半球形取大值，梯形取小值。有關的汁算，如圖 7-43 所示。計算球面中間的一條圓弧線。設變形前圓的弦長為 L,變形后圓弧長為，圖中角 a 按幾何關系可計算出 a=60o,進而可計算出 L1=3.14mm,L=3mm。則：e 材料的伸長率 6 可從表中查出，約為 10%。即為 0.7X10%=7%,則 4.6%1mm 較厚的板料，當工件對圓角半徑沒有要求時，可選取較小的圓角半徑，使其回彈最小。因此，

20、如果彈簧片零件圖上沒有注明圓角半徑時，在設計時應盡量取小值。彈簧片的厚度是 0.2mm,圓角半徑定為 0.1mm。因為圓角半徑不能再小了，如果再小，考慮磨損、模具間隙等因素，圓角半徑的值就很難保證了。彎曲回彈值可查表確定。C 部位屬于 U 形彎曲，表中所列鋼材品種有限，以30CrMnSiA 作近似計算。C 部位取間隙 Z/2=1t,按 R/t=1,則回彈角度為 0o。D 和 G 部位，按 R/t=1 查表后，回彈角度為 0。30。A 部位按 V 形彎曲查表，彎曲 90o 回彈角度為 2o,B 部位同樣也是 2o。通過以上粗略地計算，A 和 B 部位回彈角度較大。B 部位對回彈要求不高，故不再采

21、取消除回彈的措施。對 A 部位則采取兩次彎曲成形的方法消除回彈。圖 7-44 所示為二次彎曲工藝原理示意圖。先在 A 點進行一次彎曲，a 是需要補償的回彈角。第一次彎曲角為（8+a）,口角取值為 45。第二次彎曲是在距離 A 點為 e 的 B 點進行彎曲，彎曲角度為 90O-9。兩次總計彎曲的角度是 90o+a0 這樣就實現了補償回彈。e 取值為 5t,即 lmm。六模具的合理使用和正確維護模具的使用壽命是在模具的使用過程中體現出來的。因此，要提高模具耐用度，延長模具的使用壽命，必須合理使用和正確維護、保養模具，并且使其維護和保養工作始終貫穿在模具的使用、修理和保管的各個環節中。1、使用模具時，要對照工藝文件首先檢查所用模具和選用的設備是否正確。在使用前應了解、掌握模具的使用性能和結構