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摘要:隨著經濟與技術的高速發展，我國的沖壓加工技術已經達到了較高水平，在某些領域里，技術也達到了國際標準，但在基層民用工業，有些技術依然陳舊，生產效率還比較低，只有不斷的將技術劣勢轉換為優勢，才能利用提高技術水準和機械化，為經濟發展服務。在下文當中，筆者將對沖壓模具的設計和加工進行討論分析，提出沖壓模具的設計和加工方法，以便同行討論與參閱。
沖壓加工行業中，產品的質量代表著這個行業的發展水平，甚至是一個國家的工業水平。在沖壓部件的批量生產過程中，沖壓模具設計的合理性和加工精度是極為重要的，可以說模具的設計和加工水平，直接影響到沖壓部件的質量和品質。
1沖壓模具的設計分析
沖壓模具的設計直接決定了其加工質量，在設計模具圖紙的過程中，應當全面考慮實際需求和技術切入點，合理地設計模具的工藝排樣，以及模具的結構。這些前期工作做好，才能保證模具進行量產時，制品尺寸穩定，生產性能良好。
1．1目標尺寸設定
設計者在設計模具圖紙的時候，首先要對產品圖的尺寸進行分析，設定產品的目標尺寸。在產品的公差范圍里，根據沖頭，凹模的磨損趨向，而決定產品該取什么值。例如:孔徑尺寸，盡可能取上量值;外形尺寸，考慮到沖頭的磨損以及毛邊，盡可能取下限值等等……。目標尺寸的決定，與自身的工作經驗積累，對沖壓工藝的了解，對產品的形變的預見性判斷，都有著密切的關系，隨著經驗的積累，目標尺寸會決定得越來越準確，越能減少模具試作調整時間和模具修改費用。經驗缺乏時，可以參考生產中，成功的例子，以減少走彎路。
1．2排樣圖設計與力學計算
根據產品的成形工藝特點，合理地安排工步，工步安排的原則是，越精確的尺寸，越要安排在靠后的工步里完成。再根據排樣圖的沖裁，成形，彎曲等工步，進行相關的力學計算，主要包括沖裁力、彈簧力以及卸料力等，力學計算關系到沖壓模具在使用過程中是否能夠承受機械壓力，完成沖壓件的制作生產。在計算過程中，應當全方位考慮到模具的實際使用過程中所受的外力因素，保證各數據計算準確。上述因素決定后，就可以合理地選擇需要的沖壓設備，按照該設備的參數，進行模具總裝圖的設計。
1．3總裝圖繪制
進行總裝圖的繪制時，是以排樣圖作為基準，從而展開設計。結合沖壓設備的安裝尺寸，合模高度，送材料裝置的送線高度，繪制出沖壓模具的詳細結構。有運動機構時，構造要安全性，穩定性，量產性都盡可能兼顧。值得說明的是，現在模具設計中，基本都是使用電腦繪圖，其中，除了小部份汽車零件使用3D軟件外，大部份沖壓部品，都是使用2D軟件足以應付，2D軟件繪制時，圖層一定要分清，以便為后期的零部件的拆分，提供方便。
1．4部件圖繪制
依據總裝圖中的內容，分圖層將模具零部件，用標準視圖明確地表達出來。零部件圖的形狀，構造，要充分考慮到是否能加工?怎樣的設備加工，才能既保證精度又節約成本?模具進行量產時，零件的強度是否足夠?這都是作為設計者，應該考慮的，而且是應該具備的知識儲備和分析判斷能力。
2沖壓模具的制造分析
2．1沖壓模具材質簡述
沖壓加工一般用于加工鋼板或者鋼帶的材料。俗話說，打鐵必須自身硬，所以，沖壓模具零件的材質，必須要有良好的剛度，硬度和耐磨性，也應具備良好的熱處理性能。常用的材料有:SKD11，SKH－51，SKS;超硬材料有G3，G5;預硬鋼有HPM2T，由于它具備一定的硬度，常用來制作緊急的零件代用品鋼材，手版模具材料。
2．2模具零件加工(粗加工)
隨著國家經濟的發展，工業生產中，粗加工也用上先進精密的設備，不再是以前傳統的手工鉆床，手搖銑床了。精度要求不高的墊板之類零件，可以取用在加工中心，裝中心鉆，精準打點定位，再由操作人員用手動銑床鉆銑加工，從而提高孔位置的精度。精密的零件，直接用加工中心加工，程序設定后，裝上所需的刀具，設備就能自動換刀，在無人看管下，完成加工。
2．3零件熱處理
熱處理工藝是模具零件加工中較為常用的一種辦法，其流程主要是退火———調質———淬火———滲碳———滲氮，能夠進行熱處理材料在硬度上必須達到要求，所以選材時必須著重考慮材料的硬度，以便熱加工時對內應力進行控制，保證所加工零件的尺寸，減少后期變形。其次，所采用的材料不同，處理方式也應當有所差異，尤其是近年來各種新型材料層出不窮，在處理方式上也需要更加的多樣化。但某些材料的淬透性較低，在淬火時，需要保持高度的連續性，否則就會出現裂痕，耐熱性低等問題，降低零件的質量。為了進一步提高模具的質量和品質，在加工過程中，還應對零部件的生產進行嚴格的控制，尤其是在熱處理過程中，應當滿足以下要求:(1)建立并完善熱處理工藝的監管體系，加強對技術人員的培養，提高人員的技術熟練度，在圖紙上，應當明確提出零件的熱處理流程和相關操作辦法，保證零件質量達到標準。(2)制定加工設備的保養檢修制度，定期開展維護保養工作，保證加工設備性能完善，在設備置放處應當張貼使用標準和點檢記錄表。(3)嚴格檢查加工材料的質量，不同的材料需要使用不同的熱處理辦法，避免采用籠統的加工方式，要區分對待，全力提升零件的加工精度和質量。
2．4模具零件加工(精加工)
熱處理后的零件，由于受熱，會有輕微形變，所以，必需表面研磨加工，才能形成加工基準，為后續的加工奠基。磨削加工所采用的機械主要有平面磨床、光學磨床以及內外圓磨床三種機床。其中，平面磨床一般是進行坯料的準備和加工，主要加工內容，包括磨平面、基準面以及磨平面刃口;外圓磨機床則進行導柱的磨削，加工圓形凸型模具和相關的零件，打磨零件的外表面，內圓磨部分可進行導套磨削，圓形凹型模具和相關零件的加工，主要是內表面磨削;成形磨削工藝則進行凸、凹模鑲塊，或是精加工電極等零件的曲線型面，一般在專用的光學磨床上完成，或是在平面磨床上進行，但需要聯合專用夾具進行固定，并使用成形砂輪進行打磨;光學曲線磨工藝則可以進行零件細微細節、孔、精磨零件或是復雜零件的磨削和加工;而坐標磨主則是一種專門用于對零件孔(淬火后)進行高精度的加工。在磨削過程中，時常會產生變形和裂紋，對防止這種情況的發生，需要嚴格控制精磨的進刀量，采用小量進刀，保證冷卻液充分，使用型號適合的磨削砂輪，如果采用的零件材料含有大量的釩和鉬，則需要使用GD單晶剛玉砂輪;如果材料的淬火硬度較高，則一般使用金剛石砂輪，其有機粘結劑能夠保障其自身擁有更好的自磨利性。總之，所加工的材料不同，就要依據其特性選擇適合的磨削砂輪，磨削過程中要及時修整砂輪，保持其良好的銳利性，同時也要避免砂輪摩擦產生高溫損傷零件標準，降低其強度。
2．5電加工的控制
近幾年，電加工技術發展迅速，并且在行業內得到了較為廣泛的應用，電加工技術的應用無疑是帶動了沖壓模具加工技術的共同發展，它的應用進一步提升了模具的加工精度，且該技術使用方便，可控性強。電加工技術中，最主要的技術就是對電火花和線切割機床的使用。線切割機一般分為兩種，一種是快走絲，另一種則是慢走絲?？熳呓z的電極絲運動速度極高，走絲速度可以達到8～10m/s，所用電極絲通常為鉬絲，可以反復使用，成本較低;慢走絲的加工精度高，但是加工速度不快，慢走絲所用電極絲一般為黃銅材質，不能重復使用。加工精度可以達到0．002mm。依據對模具精度要求的不同，可以選擇不同的走絲方式，以降低生產成本。近年來，有一種叫“中走絲”的設備，加工精度介于兩者之間，成本也比慢走絲要低。零件加工時，可以根據零件精度的要求，選擇不同的加工設備，既可保證品質，又可降低成本?；鸹C也是常用的電加工設備。注塑模具常用于加工復雜的型腔，沖壓模具常用于加工成形沖頭或者避位?，F在的放電設備，可以達到鏡面的表面效果，提高產品的質量。
3結語
沖壓模具的生產加工，需要嚴格按照技術標準和要求進行設計，采用先進的加工工藝，轉變原有的固定模式，提高沖壓模具的精度和水準。
參考文獻:
［1］王爽，董小瑞，李曉杰．法蘭盤沖壓工藝及模具設計的研究［J］．柴油機設計與制造，2014(03):55～56．
［2］簡明冷沖壓工手冊編寫組．簡明冷沖壓工手冊［M］．北京:機械工業出版社，2000.
作者:譚錫欽 單位:日本電產三協電子(東莞)有限公司
