刘新磊 席石雷

摘要：随着工业产品质量的不断提高，冲压模具的发展方向是高效、精密、长寿命、大型化。各种零件组成了一个冲压模具，因此要提高冲压模具的质量，就要提高各部分零件的质量，那么控制好各个环节的加工精度是及其重要的。

关键词：冲压模具；精度控制

1 冲压模具加工过程精度控制

冲压模具零件的加工，是针对不同的材质，不同的形状，不同的技术要求进行适应性加工，它具有一定的可塑性，可通过对加工的控制，达到较好的加工效果。

根据零件的外观形状不同，大致可把零件分三类：轴类、板类与异形零件，其共同的工艺过程大致为：粗加工――热处理――精磨――电加工――钳工（表面处理）――组配加工。

2 粗加工阶段

粗加工阶段的精度控制对整个冲压模具制造精度控制有基础性作用，为此，对不同的选材，在粗加工的时候应该利用不同的刀具、加工参数。金属切削性能和碳含量负相关，一般来说，硬度是金属切削性能的重要表现。钢越硬加工难度就越大，金属的切削性能和钢的种类存在很大联系，一般来说在铸件和锻件表面很难进行加工。正是因为如此，我们才需要利用不同的刀具、加工参数来对材料进行加工。硬度最高为330—440的材料我们可以利用高速工具钢加工；硬度最高位45HRC的材料，我们可以用高速钢+钛化氮涂层来进行加工；最高硬度为65-70HRC的材料，则需要利用硬质合金、立方氮化硼、陶瓷以及金属陶瓷来进行加工。浅切削是我们利用高速铣精加工淬硬模具钢时需要遵守的原则，一般来说，深度在0.2/0.2mm。为每一个工序中的道具均匀分布加工余量是切削过程中需要完成的重要目标，为此，在加工的过程中应该使用不同直径的道具，一般是从大到小来进行精加工，避免切削道具过大弯曲。为了对道具刃口的形状进行确认，我们需要对模具的最终形状进行了解，以保证高精度。高速切削还有一种常用方法就是恒定材料加工余量，利用这样方法能够减少产生的热量和残余应力，避免零部件变形的情况发生。

2 零件热处理

零件的热处理工序，针对零件获得相应硬度的同时，还需对内应力进行控制，保证零件加工时尺寸的稳定性防止变形，不同的材质分别有不同的处理方式。如了Cr12、9CrSi、T10、等。

对以Cr12、9CrSi、T10为材质的零件，在粗加工后进行淬火处理，淬火后工件存在很大的存留内应力，容易导致精加工时工件开裂，零件淬火后应趁热回火，消除淬火应力。生产中遇到形状复杂的工件，回火还不足以消除淬火应力，精加工前还需进行去应力退火或多次人工时效处理，充分释放应力。对以崩刃为主要失效形式的模具很适用。

3 零件的磨削加工

磨削加工采用的机床有三种主要类型：平面磨床、内外圆磨床及工具磨具。精加工磨削时要严格控制磨削变形，因此，精磨的进刀要小，不能大，冷却液要充足，尺寸公差在0.01mm以内的零件要尽量恒温磨削。防止热变形对工件尺寸造成的误差，各精加工工序都需充分考虑这一因素的影响。

精磨时选择好恰当的磨削砂轮十分重要，根据模具钢材的具体状况，选用GD单晶刚玉砂輪比较适用，淬火硬度高的材质时，优先采用有机粘结剂的金刚石砂轮，有机粘结剂砂轮自锐性好，磨出的工件粗糙可达Ra=0.2μm。磨削加工中，要注意及时修整砂轮，保持砂轮的锐利，当砂轮钝化后会在工件表面滑擦、挤压，造成工件表面烧伤，强度降低。

板类零件的加工大部分采用平面磨床加工，磨削时以精密平口钳、等高块垫、百分表、块规、表座等保证平行、垂直、对称尺寸，加工时小进刀，多光刀，加工好一面后，翻面装卡找正平行、垂直、对称，这样可改善磨削效果，这样可以达到技术要求。

轴类零件具有回转面，其加工广泛采用内外圆磨床及工具磨床。加工过程中，加工时多采用工艺头，正、反顶尖，中心架装卡，如果中心孔存在形状误差，加工出来的工件同样会产生此问题，影响零件的质量，因此在加工前要精研修中心孔。进行内孔磨削时，由于砂轮杆伸出教长且转速较高，砂轮杆的刚性较差，要减少砂轮与工件的接触面积，砂轮可以修整成到锥，只有前端很少的一端约4-6mm与工件接触，可充分降低磨削阻力，在磨削时要小进刀，不进刀多次光刀，直到砂轮火化基本没有时，才能再进刀，加工薄壁套类零件，最好采用工艺弹性套夹持工件，防止夹持工件变形，否则容易在工件圆周上产生“内等三角”变形。

4 电加工控制

现代的模具工厂，不能缺少电加工，电加工可以对各类异形、高硬度零件进行加工，它分为线切割与电火花二种。

线切割加工精度较高，加工开始时，先预加工出大致形状，然后再进行热处理，并进行去应力热处理，让热处理加工应力在精加工前先行释放，保证热稳定性。热处理完后，在平面磨床上，磨出一个基准平面，以基准平面定位，上线切割机床加工形腔，这样工件在热处理中已完全变形，在精加工中就不会再变形。

加工凸模时，丝的切入位置及路径的选择要仔细考虑，装卡方法和固定方式都要合理，因为线切割加工，工件受力基本为零，只要保证工件在加工中不移动就可以，装卡中可以使用传统的压板装卡、还可以使用金属强力胶粘接、磁铁吸附等装卡方式，高精线切割加工，通常切割遍数为两次，可以保证零件质量。当加工带有锥度的凹模时，本着快速高效的原则，第一遍粗加工直边，第二遍锥度加工，接着再精加工直边，这样只精加工刃口段直边，既节约时间又节约成本。

5 表面处理及组配

零件表面在加工时留下刀痕、磨痕是应力集中的地方，是裂纹扩展的源头，在加工结束后，需要对零件进行表面强化，通过钳工打磨，处理掉加工隐患。对工件的一些棱边、锐角、孔口进行倒钝，R化。电加工表面会产生6-10μm左右的变质硬化层，颜色呈灰白色，硬化层脆而且带有残留应力，在使用之前要充分消除硬化层，方法为表面抛光，打磨去掉硬化层。

在磨削加工、电加工过程中，工件会有一定磁化，具有微弱磁力，十分容易吸着一些小铁沫，在组装之前，要对工件作退磁处理，组装过程中，装配一般先装模架，后配凸凹模，然后再对各处间隙，特别是凸凹模间隙进行组配调整，装配完成后要实施模具检测。对发现的问题，从精加工到粗加工，逐一检查，直到找出症结，解决问题。

结语

冲压模具的质量在很大程度上由零件的质量决定，为了保证冲压模具的质量，就需要保证冲压模具零件的制造精度，对其进行有效地控制。从当前的情况来看，冲压模具零件制造包括诸多流程，不但有粗加工、热处理、精磨，还包括电加工、组配加工等。本文对当前冲压模具零件制造的各个阶段的精度控制进行了分析，以期加深人们对冲压模具制造精度控制的了解，进一步推进汽车冲压模具制造工业的发展。

参考文献

[1]范秀青.浅谈冲压模具是机械制造的新装备[J].装备工艺.2010，30（10）：50～53.

[2]陈入文.冲压模具精加工流程的操作秩序[J].管理观察.2010，11（6）：35～37.

（作者单位：精诚工科汽车系统有限公司）