王海霞

摘 要：硬质合模具是一种较为耐磨的工具，在生产过程中能够大大提高生产效率，减少生产损耗，降低生产成本，是目前工业零件生产制造中运用较多的一种工具。本文主要对硬质合金模具的设计与制造进行了分析。

关键词：硬质合金模具；设计与制造；经验和方法

1.1模架

模架的设计和制造关系着冲压设备的生产质量，因此在进行模架设计时，要保证模架兼具有强度和刚度，要防止在冲压过程中刃口相啃及固定硬质合金的支持部分弯曲变形，减少因冲压设备而导致的零件生产问题。

在进行上下模架的设计时要保证硬度在25HRC到30HRC之间，平行度在0.01，保证模架的硬度和厚度都在合理的范围内；在进行导向装置的设计时，要保证硬质合金模具在工作中始终保持导向精准，一般来说会采用准确度高，耐磨，精准度强的过盈滚珠式导向；在模柄设计的过程中，一般采用的是浮动式模柄结构，这种结构的好处是能够减少设备误差对模具的影响，为生产质量提供保障。

在进行模架设计的过程中，还需要注意以下问题：首先是穆家制造的精准度一定要够高，以保证滚珠导柱模架的平行度；其次是要注意滚珠导柱模架的使用范围，一般来说间隙小，材料薄的零件生产更适合用滚珠导柱模架，而间隙大，质量要求不高的则采用一般模架更为经济合理。

1.2硬质合金材料选择

影响模具硬质合金材料选择的因素很多，主要参考条件是零件冲压的材料，工件的形状，工件的厚薄程度，工件的质量要求等，目前采用比较多的是钨钴类合金。

1.3模具间隙

硬质合金冲模冲裁的间隙和普通冲模冲裁的间隙差距是比较大的的，因为硬质合金模具的刃口部分磨损相较于普通冲模冲裁来说更大，在出事间隙为0.05mm，同样冲压100万次的情况下，硬质合金的间隙值会增加到0.25mm，而普通沖裁则不超过0.04mm。

1.4硬质合金上、下模的固定

硬质合金上下模的固定方式主要有焊接法、机械固定和热套固定三种。目前焊接法已经不使用了，因为硬合金的热膨胀系数较低，在使用焊接法的过程中容易引起裂缝，使模具发生故障；机械固定是目前采用最为广泛的一种方法，在机械固定下，模具不会因为热胀冷缩如产生不必要的故障，修理起来也比较方便；热套固定主要用于整体为圆形的硬质合金上，热套过盈量取硬质合金外径的0.1% ～0.2% 。加热温度在400℃～500℃。对方形或长方形硬质合金也可用同样方法固定，在实际使用中未发现问题。凹模加工应在热套后进行，防止变形或碎裂。

1.5硬质合金模具一般零件的要求

硬质合金模具一般零件的要求主要有以下七点：第一在卸料板上面要安装导向装置，减少与刃口匹配部分的磨损；第二在对于易耗损的零件需要使用硬质合金进行处理，降低损耗；第三要在硬质合金拼镶凹模底面加淬硬较厚的垫片承压，防止冲裁时变形；第四对多凸模的模具要用固定板分割开来，方便维护和修理；第五为防止弹性卸料板在冲压时过大的压力撞击硬质合金镶块，当模具闭合时卸料板与硬质合金凹模空隙应为t（材料厚度）±0.05mm（见图3）；第六推件板卸料螺钉的布置，应注意推件力分布的平衡；第七卸料螺钉的改进。原有结构经冲压一段时间后，经常发现松动、落掉，改进后结构较好。

2.硬质合金模具的制造

2.1靠模线切割加工

在进行靠模线切割加工时，首先要做一块形状和凸模或凹模相适应的靠模，这块靠模在使用电极丝切割时能够起到参考的作用。

在进行图5所示的凸模加工时，必须要先做一件图6所示的靠模，靠模的尺寸按照公式B=A+δ±δ1可以进行换算。要注意的是靠模的粗糙度应该大于0.4μm，厚度应该在3mm到5mm之间，要尽量减小电极丝与靠模的接触长度，以保证加工的精准性。此外，在加工时还应该如图7所示靠模与坯料之间每隔一件0.5mm 胶合板，以保证切割加工的精准度。

在进行凹模靠模加工时的基本要求和凸模时的基本一致，但凹模的靠模要求是必须和凸模很好的吻合，目前比较常用的是低熔点合金浇铸方法。所示为已浇铸好凹模靠模。

2.2硬质合金的磨削加工

硬质合金的磨削加工主要有钻石磨轮磨削、碳化硅砂轮磨削两种。钻石磨轮磨削又可以分为经书结合剂和树脂结合剂两种，金属结合剂的使用寿命比较长，但是容易卷边变形，树脂结合剂对磨轮的损耗较大，但是磨削性能较好。

在进行钻石磨轮磨削的过程中需要注意以下几点：首先是磨床的精准度要比较高，磨头主轴也要具有刚性；其次每一个磨轮都有一个与之相配套的衬套，不可以随意调换使用；其三新磨轮在使用之前需要进行修正；其四在使用的过程中需要使用冷却液，防止磨轮温度过高；最后磨轮的垂直进给量要适当，不能过多也不能过少。

碳化硅砂轮磨削主要有开槽碳化硅砂轮磨削和大气孔碳化硅砂轮磨削两种。开槽碳化硅砂轮磨削目前已经停用了，主要是因为在使用的过程中，砂轮不易保持平衡，开槽的质量很难保证，工作效率较低，还会给工件表面留下不可消除的裂痕。大气孔碳化硅砂轮磨削是目前被广泛使用的一种方式，在实验的过程中发现在进行工作时砂轮还没从A走到B就已经造成了垂直进给量0.05mm的磨损，对磨削面的垂直性影响极大，可以采用纵向大走刀量进给解决此问题的轨迹图。

结束语

硬质合金模具是目前运用比较广泛，深受相关企业喜爱的一种工具技术，运用好硬质合金模具不仅能够提高产量和质量，还有利于企业的长足发展。

参考文献：

[1]杨建华，林元，张源，朱勇.硬质合金模具的设计与制造[J].中国超日模具].2..5（11），29-33.