【正文】 平發(fā)生了深刻的革命性的變化。 模具加工的方法迅速現(xiàn)代化。m，并可實(shí)現(xiàn)硬材料的加工，大大提高模具裝配精度，優(yōu)化了 模具加工工藝；電火花銑削加工時(shí)以高速旋轉(zhuǎn)的簡單管狀電極作三維或二維輪廓加工，類似數(shù)控銑削加工；現(xiàn)代電火花加工機(jī)床還可根據(jù)加工程序，自動(dòng)從電極庫 電極；慢走絲線切割機(jī)的功能及自動(dòng)化程度已經(jīng)相當(dāng)高，目前加工精度可達(dá) 177。 模具的標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化生產(chǎn)，已得到模具行業(yè)的廣泛重視。但總的來說，我國沖模的標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化水平還是比較低的，先 進(jìn)國家標(biāo)準(zhǔn)化已達(dá)到 70%80%。因此，可以說沖壓成形基本理論的研究是提高沖壓技術(shù)的基礎(chǔ)。 沖壓模具的形式很多，一般可按以下幾個(gè)主要特征分類： 1．根據(jù)工藝性質(zhì)分類 （ 1） 沖裁模 沿封閉或敞開的輪廓線使材料產(chǎn)生分離的模具。 （ 4）成形模 是將毛坯或半成品工件按圖凸、凹模的形狀直接復(fù)制成形，而材料本身僅產(chǎn)生局部塑性變形的模具。 （ 3）級(jí)進(jìn)模（也稱連續(xù)模） 在毛坯的送進(jìn)方向上，具有兩個(gè)或更多的工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在不同的工位上 逐次完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。其加工的工藝方案分為以下 3 種，即采用單工序逐步加工、采用復(fù)合模加工成形和采用連續(xù)模加工成形。模具刃口越鋒利，沖裁件斷面質(zhì)量越好 。 凸模屬于長軸類零件，從長度上可分為兩部分，固定部分和工作部分。凹模外形較簡 單，一般是圓形或矩形，其尺寸精度要求不高。對(duì)于圓形凸模，其加工方法較簡單，在車床上車削棒料，并留磨削余量，熱處理后，在外圓磨床精磨，工作部分經(jīng)拋光、刃磨后即可使用 。圖 21 所示的凸模，壓印前，根據(jù)非圓形 凸模的形狀和尺寸準(zhǔn)備坯料，在車床上或刨床上預(yù)加工毛坯各表面，在端面上按刃口輪廓?jiǎng)澗€，在 銑床上 按劃線粗加工 凸模工作表面，并留有壓印后的 銼修 余量 0. 25mm (單 面 )。 圖 21 凸模 圖 22 用凹模壓印 為了減小壓印表面的粗糙度值， 可用 油石將鋒利的凹模刃口磨出 的圓角，以增強(qiáng)擠壓作用，并在凸模表面上涂上一層硫酸銅溶液，以減少壓印時(shí)的摩擦。 壓印加工最適合于無間隙沖裁模的加工，在缺乏先進(jìn)模具加工設(shè)備的情況下， 它是模具鉗工經(jīng)常采用的一種方法，而且十分有放。 在仿形刨削之前，毛坯各表面先在普通機(jī)床上加工，然后在端面上劃出刃口輪廓線，按線 銑 削加工，留單邊刨削余量 ，在仿形刨床上精加工，并留研磨余量 。通過機(jī)動(dòng)或子動(dòng)可使工作臺(tái)作縱 向和橫向進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，借助刨刀 2 的垂直向下運(yùn)動(dòng)以及工作臺(tái)的縱向、橫向進(jìn)給和卡盤旋轉(zhuǎn)進(jìn)給，仿形刨削可以加工出各種 形狀復(fù)雜的凸模，如圖 24 所示。凸模的固定部分應(yīng)設(shè)計(jì)成 圓形或銅陵學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 9 方形，凸模固定板孔的形狀也為圓形或方形，這樣凸模的剛性較好，并且凸模固定部分和凸模固定板孔的加工都容易進(jìn)行。凸模若采用線切割加工，其形狀應(yīng)該設(shè)計(jì)成直通形式，而且其長度尺寸不應(yīng)超過線切割機(jī)床的加工范圍。 （ 2）刨或銑六個(gè)面。 （ 4）加工螺紋孔。 （ 6）磨削上、下兩平面。裝夾工件時(shí)，必須使工件的基準(zhǔn)面與機(jī)床滑板的 x 和 y 方向平行，位置要適當(dāng)，工件的線切割范圍 應(yīng)在機(jī)床縱、橫、滑板的許可行程內(nèi)。線切割后，鉗工研磨凸模工作部分，使工件表面粗糙度降低。成形磨削錢應(yīng)根據(jù)工廠的實(shí)際條件選擇磨床，有效利用各種工、夾具及成形砂輪。用上述磨削順序便于加工成形，并且容易達(dá)到所要求的精度。 （ b）刨削或銑削六個(gè)面 。 （ f）熱處理：將凸模淬火、回火處理，并檢查表面硬度，硬度要求達(dá)到 5862HRC。按一定的磨削程序磨削凸模的外形。（ ） mm 以上，這給孔的加工帶來困難。凹模型孔的加工方法不僅與其形狀有關(guān)，而且與型孔的數(shù)量有關(guān)。 凹模型孔為一系列圓孔時(shí)，其加工比較困難，應(yīng)根據(jù)工廠現(xiàn)有的加工設(shè)備，選擇相應(yīng)的方法。凹模毛坯經(jīng)刨或銑六面，然后磨平六個(gè)面，并要互相垂直，根據(jù)圖樣，在磨好的工件上劃線，并將工件夾持在平口鉗上，通過在鉆床的縱向和橫向附加塊規(guī)定和百分比測量裝置，控制工件移動(dòng)的距離，進(jìn)行孔系的加工。 （ 3）在精密坐標(biāo)鏜床或坐標(biāo)磨床上加工 精密坐標(biāo)鏜床具有精密坐標(biāo)定位裝置，它是專門用于鏜削尺寸、形狀和位置精度要求高的孔系的精密機(jī)床。 非圓形型孔的加工工藝比較復(fù)雜。鉗工先用粗銼銼出形狀，最后用細(xì)銼精銼成形，并隨時(shí)用加工好的凸?；驑影鍣z查。可利用銼刀機(jī)來代替手工銼修。在缺乏專用模具加工設(shè)備的情況下，鉗工常利用壓印方法加工凹模型孔。線切割加工可在熱處理之后進(jìn)行，型孔的加工精度高、質(zhì)量好。形狀復(fù)雜凹模型孔采用電火花加工時(shí)，制造模具周期短，生產(chǎn)效率高。電火花尤其適合小孔和小異型孔的加工。這種方法是將凸模適當(dāng)加長，其非刃口端作為電極。此方法適應(yīng)于形狀復(fù)雜的凹?；蚨嘈涂椎募庸?，如電機(jī)定子、轉(zhuǎn)子硅鋼片沖模等。其缺點(diǎn)是增加了制造電極和鉗工修配的勞動(dòng)量。 對(duì)模具設(shè)計(jì)人 員來說，設(shè)計(jì)沖模時(shí)，不僅要保證沖壓工藝要求，而且要考慮制造工藝方面的要素。設(shè)計(jì)冷沖模時(shí)，為了改善模具零件的結(jié)構(gòu)工藝性，必須考慮以下原則： （ 1) 模具結(jié)構(gòu)盡量簡單。 （ 4）模具零件，尤其是凸、凹模零件應(yīng)具有良好的工藝性。鑲拼結(jié)構(gòu)在加工工藝方面具有以下優(yōu)點(diǎn)： （ 1）簡化制模難度。大型沖裁模凹?；蚓植啃螤顝?fù)雜的凹模，采用鑲拼結(jié)構(gòu)，以便于磨損的部分容易加工和更換。采用整體結(jié)構(gòu)，模具的體積可以減小，剛度和強(qiáng)度增加，設(shè)計(jì) 和制造模具的工作量減少。 （ c）從電火花加工工藝來說，減薄凹模厚度可以減少每副模具的加工工時(shí)，縮短制造模具的周期。這是因?yàn)椋?dāng)電火花加工凹模型孔時(shí)，電極尖角部分總是腐蝕較快、即使將電磁的尖角部分做得很尖，在放電加工時(shí)，加工出的凹模也會(huì)有小圓角。 （ 5）標(biāo)出凸模的基本尺寸和公差。變質(zhì)層硬度高，并且其表面有無數(shù)的小坑，特別有利于保存潤滑油，因而耐磨性能好。用于冷沖模的材料有碳素工具鋼和合金工具鋼。 （ 2）對(duì)于形狀復(fù)雜、帶著尖角窄縫的小型模具，不必采用鑲拼結(jié)構(gòu)。 二維半可以簡化成三維 CAD進(jìn) 行處理。 由于 DCAD系統(tǒng)采用了通用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件 AutoCAD作為基礎(chǔ)軟件，因此在計(jì)算機(jī)硬件平臺(tái)方面的選擇余地相當(dāng)大。硬件設(shè)備的靈活配置為 DCAD沖裁模系統(tǒng)的 靈活配置帶來了極大的便利，工廠企業(yè)可以根據(jù)資金情況進(jìn)行恰當(dāng)?shù)挠布渲茫? 也可以分階段添置硬件設(shè)備，或者對(duì)計(jì)算機(jī)實(shí)行升級(jí)，提高系統(tǒng)的綜合性能。 軸對(duì)稱類型的拉深模、擠壓模、翻邊模等可歸屬到二維半 CAD范疇 。二維 CAD和三維 CAD存在較大的差異?？梢赃\(yùn)行 DCAD沖裁模系統(tǒng)的計(jì) 算 機(jī)包括了大多數(shù)個(gè)人電腦和 CAD工作站。 DCAD沖裁模系統(tǒng)是一個(gè)能夠不斷開發(fā)和完善、提高系統(tǒng)性能的冷沖壓模具 設(shè)計(jì)系統(tǒng)。 沖裁模系統(tǒng)能夠直接繪制出工程圖樣的模具標(biāo)準(zhǔn)件有：導(dǎo)柱、導(dǎo)套、卸料螺釘、橡皮、固定擋料銷、承料板、導(dǎo)料板、模柄等。 沖裁模系統(tǒng)以 AutoCAD通用圖形軟件作為基礎(chǔ)軟件，以 AutoCAD罔形軟件的內(nèi)嵌式語言AutoLISP作為主要的程序編制語言。 沖裁模系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫中包含了國家標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)沖壓模具設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)以及 《沖壓設(shè)計(jì)資料》中的一些相關(guān)數(shù)據(jù)。在模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)時(shí)，這個(gè)過程將由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成與模具設(shè)計(jì)所使用的表格數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)后， 利用 LISP語言可以編 寫出簡單實(shí)用的數(shù)據(jù)查詢程序。對(duì)于這些簡單零件，圖形與尺寸的不成比例并不會(huì)構(gòu)成工程圖樣理解方面的誤解。但是為這種設(shè)計(jì)編寫程序的開發(fā)工作量較大，在輸出模板零件圖樣以前還需要做少量的準(zhǔn)備工作，以便使圖樣布置得恰當(dāng)合理。六個(gè)功能模塊是 :輸入模塊 (i)、工藝性判別模塊 (ii)、排樣模塊 ( iii)、 CAM 模塊 (iv)、模具設(shè)計(jì)模塊 (v)和繪圖模塊 ( vi)。一般按其排列順序依次運(yùn)行模塊。這樣的安排有利于工廠企業(yè)逐步接受CAD/CAM 技術(shù)，也有利于工廠中的各個(gè)部門迅速掌握沖裁模系統(tǒng)。 CAM 模塊的更換可以使系統(tǒng)針對(duì)不同型號(hào)的數(shù)控機(jī)床，編制出不同類型的結(jié)構(gòu)指令。符號(hào)信息包括零件尺寸、尺寸公差、板料厚度、零件材料以及零件名稱、圖號(hào)、設(shè)計(jì)日期等包括文字和數(shù)字在內(nèi)的信息。但機(jī)械制制圖是以精確的尺寸 標(biāo)注相制造公差來明確零件實(shí)際尺寸的，圖形上略有差異是被允許的。 模具刃口尺寸計(jì)算中要解決的問題是確定基準(zhǔn)模具和沖裁件尺寸類型?；鶞?zhǔn)模和配合模的刃口圖形都可以直接應(yīng)用于模具的計(jì)算機(jī)輔助制造。這類尺寸的特點(diǎn)是：沖裁件尺寸將隨著沖裁模具的磨損而增大。這類尺寸的特點(diǎn)是：沖裁件尺寸基本上不受沖裁模具的磨損而發(fā)生變化。 ? 的計(jì)算公式為 ))(4/1~3/1( lu TT ??? 孔類（ B)類尺寸隨模具磨損而減小，因此在模具制造時(shí)希望能夠?qū)_裁件尺寸控制在接近尺寸上限。主要包括沖裁件在形狀和尺寸方面以及在精度和表面質(zhì)量方面的一些指標(biāo)。最小沖孔直徑與孔的形狀、材料的力學(xué)性能、材料的厚度等因素有關(guān)。m 以上。在程序設(shè)計(jì)方面，只在需要進(jìn)行某方面沖裁件工藝性判別時(shí)才調(diào)用功能模塊中的判別程序。因此，在模具的整個(gè)設(shè)計(jì)制造過程中，模具材料的選用和熱處理工藝是否適當(dāng)顯得尤為重要。 對(duì)于薄板沖裁模具的工作零件用材要求具有高的耐磨性和硬度，而對(duì)厚板沖裁模除了 要求具有高的耐磨性、抗壓屈服點(diǎn)外，為防止模具斷裂或崩刃 ，還應(yīng)具有高的斷裂抗力、較高的抗彎強(qiáng)度和韌性。目前制造沖壓模具的材料絕大部分以鋼材為主，常用的模具工作部件材料的種類有：碳素工具鋼、低合金工具鋼、高碳高鉻或中鉻工具鋼、中碳合金鋼、高速鋼、基體 鋼以及硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金等等。與碳素工具鋼相比，減少了淬火變形和開裂傾向，提高了鋼的淬透性，耐磨性亦較好。 4. 高碳中鉻工具鋼 盧 高：沖壓模具的 發(fā)展 現(xiàn)狀及應(yīng)用 20 用于模具的高碳中鉻工具鋼有 Cr4W2MoV、 Cr6WV 、 Cr5MoV 等，它們的含鉻量較低，共晶碳化物少，碳化物分布均勻，熱處理變形小，具有良好的淬透性和尺寸穩(wěn)定性。 ）。它們不僅有高速鋼的特點(diǎn)，具有一定的耐磨性和硬度，而且抗疲勞強(qiáng) 度和韌性均優(yōu)于高速鋼，為高強(qiáng) 韌性冷作模具鋼 ，材料成本卻比高速鋼低。對(duì)沖擊性大的模具，可選用 含鈷量較高 的硬質(zhì)合金。 沖壓模具材料的選用及熱處理要求 沖裁模 材料的選用及熱處理要求 選用沖裁模具材料應(yīng)考慮工件生產(chǎn)的批量，若批量不大就沒有必要選擇高壽命的模具材料；還應(yīng)考慮被沖工件的材質(zhì)，不同材質(zhì)適用 的模具材料亦有所不同。 鋼結(jié)硬質(zhì)合金的基體是鋼，克服了硬質(zhì)合金韌性較差、加工困難的缺點(diǎn)，可以切削、焊接、鍛造和熱處理。 7. 硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金 硬質(zhì)合金的硬度和耐磨性高于其它任何種類的模具鋼，但抗彎強(qiáng)度和韌性差。 6. 基體鋼 在高速鋼的基本成分上添加少量的其它元素，適當(dāng)增減含碳量，以改善鋼的性能。 5. 高速鋼 高速鋼具有模具鋼中最高的的硬度、耐磨性和抗壓強(qiáng)度，承載能力很高。 3. 高碳高鉻工具鋼 常用的高碳高 鉻工具鋼有 Cr12 和 Cr12MoV、 Cr12Mo1V1（代號(hào) D2），它們具有較好的淬透性、淬硬性和耐磨性，熱處理變形很小，為高耐磨微變形模具鋼，承載能力僅次于高速鋼。但淬透性和紅硬性差，熱處理變形大，承載能力較低。 3. 冷擠壓模材料的要求 要求模具工作零件有高的強(qiáng)度和硬度、高耐磨性，為避免沖擊折斷，還要求有一定的韌性。因此，對(duì)模具工作零件材料的要求比普通零件高。 如果沖裁件零件存在多處工藝性疑問點(diǎn)，那么可以多次重復(fù)調(diào)用工藝性判別程序來排除疑問，明確該零件的沖壓工藝性。 沖裁件工藝性判別需要考慮許多方面，但是往往只對(duì)少數(shù)形狀特殊的沖裁件才需要做出這種判別。 在精度和表面質(zhì)量方面，沖裁件內(nèi)外形的經(jīng)濟(jì)精度不高于 GB/T 1T11 級(jí)。沖裁件的凸出懸臂和凹槽寬度不宜過小。 長度類（ C)類尺寸的大小基本上不隨著模具磨損而發(fā)生變化，因此將模具的制造尺寸控制在上下限尺寸的中間，基準(zhǔn)模刃口尺寸 計(jì)算公式為 ))(( TuTDD lJ ??? 式中符號(hào)意義同前，制造上、下偏差為 ? ? 。 軸類 (A)尺寸隨模具的磨損而增大，因此在模具制造時(shí)希望能夠?qū)_裁件尺寸控制在接近尺寸的下限。這類尺寸的特點(diǎn)是：沖裁件尺寸將隨沖裁模具的磨損而減小。第一類是軸類尺寸。我們把落料時(shí)的凹模和沖孔時(shí)的凸模都成為基準(zhǔn)模，把與基準(zhǔn)模想配的的模具（即落料凸模和沖孔凹模）稱之為配合模。因此，應(yīng)該按照沖裁模系統(tǒng)中 CAM 模塊的要求繪制出準(zhǔn)確的模具刃口形狀。圖形信息包括了零件幾何形狀方面的信息，可以用 DCAD 沖裁院系統(tǒng)的基礎(chǔ)圖形軟件 AutoCAD 直接輸入圖形的信息 利用基礎(chǔ)圖形軟件 AutoCAD 輸入的沖裁件圖形是以后 CAD/CAM 技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ) .我們希望沖裁模系統(tǒng)后面的各個(gè)功能模塊都能夠使用這個(gè)已經(jīng)建主好的圖形。在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行 CAD/CAM 工作的第已一個(gè)步驟是解決如何將沖裁件因樣包含的技術(shù)信息輸入計(jì)算機(jī) 。甚至可以通過更換模塊和添加模塊的方法來擴(kuò)展系統(tǒng)的功能。最后通過繪圖模塊 (vi)繪制出模具圖樣。 程序庫中各模塊之間的關(guān)系如圖 31 所示。如沖裁模系統(tǒng)專用的字形文件、各種專用符號(hào)，菜單類文件提供各類菜單功能和數(shù)字化儀菜單圖形 .另外還有一些文本文件能提供沖裁模系統(tǒng)軟件的使用說明等等。對(duì)此，沖裁模系統(tǒng)采用了圖元鑲拼方法，產(chǎn) 生出標(biāo)注尺寸與圖線完全一致的圖形。利用啞圖輸出工程圖樣非常方便，而且圖樣中的圖形布置恰當(dāng)，無需任何改動(dòng)即可盧