【正文】 小型沖壓模具的制造工藝 小型沖壓模具的常規(guī)制造工藝流程如圖 71所示。 （ 2）沖模的結(jié)構(gòu)選擇與工件的尺寸大小、結(jié)構(gòu)形狀、批量等因素有關。 沖壓模具概述 沖壓是利用安裝在壓力設備上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種加工方法。 7．稅金 稅率由國家的法規(guī)確定，目前我國模具行業(yè)取 17%，若材料費或勞務費是含稅價，在計算稅收時應予以扣除。 模具的技術經(jīng)濟指標 1．模具的精度、強度與剛度 2．模具的生產(chǎn)周期 3．模具生產(chǎn)成 4．模具壽命 模具價格的構(gòu)成 模具生產(chǎn)的一般過程 （ 1）模具技術開發(fā) （ 2）坯料準備與外協(xié)準備 （ 3）加工制造 （ 4）其它 模具價格的基本構(gòu)成及計算公式 式中： Mx—— 模具銷售價格，即模具的總價格（含稅收價）； Mc—— 材料費，包括原材料費及所有外購部分的價格； Mz—— 制造費； Dd—— 技術開發(fā)費； Mg—— 管理費； Q —— 其它費用，如運輸費、售后服務費、差旅費等由合 同規(guī)定的費用； R —— 利潤； T —— 稅金。 模具制造及其特點 模具制造方法 目前，廣泛采用的將模具材料加工成模具的方法： 1．機械加工 2．數(shù)控設備加工 3．特種加工 4．塑性加工 5．鑄造 6．焊接 模具制造特點 由于模具制造難度較大，它與一般機械制造相比，有許多特殊性。 模具的分類 模具分類 沖壓模具 沖裁模 落料模 沖孔模 切斷模 彎曲模 彎型模 卷邊模 扭曲模 拉深模 變薄拉深 不變薄拉深 成形模 脹形模 縮口模 翻邊模 整形模 覆蓋件模具 型腔模具 塑料模 注射模 壓注模 壓縮模 鍛模 壓鑄模 粉末冶金模 擠壓模 玻璃模 陶土模 橡膠模 模具設計及其特點 模具設計 設計人員從事的主要工作包括： 1．數(shù)字化制圖：運用 CAD軟件，將產(chǎn)品及模具繪制成二維或三維工程圖紙以便設計與加工；根據(jù)樣品反求測繪（逆向工程）。所以模具又有“工業(yè)之母”的美譽。實驗證實，離子注入能使金屬和合金的摩擦因數(shù)、耐磨性、抗氧化性、抗腐蝕性、耐疲勞性以及某些材料的超導性能、催化性能、光學性能等發(fā)生顯著的變化。 （ 3）可噴涂材料極為廣泛。 物理氣相沉積可分為真空蒸鍍、真空濺射和離子鍍?nèi)悺? 熱浸鍍工藝分鍍前表面處理、助鍍處理、熱浸鍍和鍍后處理四個基本工藝階段，主要步驟： 預鍍件堿洗 → 酸洗 → 水洗 → 稀鹽酸處理 → 水洗 → 溶劑處理→ 烘干 → 熱浸鍍 → 鍍后處理 → 制品。因此，電刷鍍可以看作是電鍍的一種特殊形式，不用鍍槽，故又稱無槽鍍或涂鍍。 碳氮共滲的方法有液體碳氮共滲和氣體碳氮共滲。圖 42為離子滲氮裝置示意圖。 作用： （ 1）強化工件表面 （ 2）保護工件表面 活性原子滲入工件表層都是由以下三個基本過程組成： （ 1）分解 （ 2）吸收 （ 3）擴散 圖 41 氣體滲碳示意圖 滲碳 滲碳 ：把鋼置于滲碳介質(zhì)中，加熱到單相奧氏體區(qū)，保溫一定時間，使碳原子滲入鋼表層的化學熱處理工藝。坯料其工藝路線為：下料→ 改鍛 → 球化退火 → 刨或銑六面 → 預硬處理（ 34～ 42HRC） → 機械粗加工 → 去應力退火 → 機械精加工 → 拋光 → 裝配。該鋼再經(jīng) 460～ 480℃ 時效處理后，可獲得較好的綜合力學性能。最終熱處理一般是淬火和低溫回火，熱處理后的硬度通常在 45～ 50HRC以上。 。 隨著高性能塑料的發(fā)展和不斷生產(chǎn)，塑料制品的種類日益增多，用途不斷擴大，制品向精密化、大型化、復雜化發(fā)展，成型生產(chǎn)向高速化發(fā)展，模具的工作條件也越趨復雜。 主要熱作模具的制造工藝路線 為了保證錘鍛模獲得足夠的強度和韌性，最終熱處理為淬火加中溫或高溫回火。 %鉻系熱作模具鋼 4Cr5MoSiV1（ H13）、 4Cr5MoSiV（ H11）和 4Cr5W2VSi 3Cr3Mo3W2V（ HM1）、 4Cr3Mo3SiV（ H10）及 25Cr3Mo3VNb（ HM3） （ RM2）鋼 （ GR）鋼 （ 012Al） （ CG2）鋼 (HD)鋼 熱擠壓模用鋼 常用的壓鑄模用鋼以鎢系、鉻系、鉻鉬系和鉻鎢鉬系熱作模具鋼為主，也有一些其它的合金工具鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼，用于工作溫度較低的壓鑄模，如 40Cr、 30CrMnSi、4CrSi、 4CrW2Si、 5CrW2Si、 5CrNiMo、 5CrMnMo、4Cr5MoSiV、 4Cr5MoSiV 4Cr5W2VSi、 3Cr2W8V、3Cr3Mo3W2V等。 （ 4）熱沖裁模：工作溫度較低，應具有高的耐磨性、良好的強韌性以及加工工藝性能。 既承受壓縮應力和彎曲應力，也承受一定的拉應力，還受到?jīng)_擊負荷的作用，模具受熱溫度比錘鍛模更高。 （ 2）為了提高拉深模表面的抗磨損和抗粘附性能，常對模具進行表面處理，如滲氮、滲硼、鍍硬鉻、滲釩等。 （ 2）采用較長時間的回火或多次回火，消除應力，提高韌性，穩(wěn)定尺寸。 冷鐓模的熱處理有如下特點 。 （ 2）成形磨削及電加工冷作模具 鍛造 → 球化退火 → 機械粗加工 → 淬火與回火 → 精加工成形（凸模成形磨削，凹模電加工） → 鉗修裝配。 （ 7Mn15）無磁冷作模具鋼 作為無磁模具鋼，除具備一般冷作模具鋼的使用性能外，還具有在磁場中使用時不被磁化的特性。 6W6Mo5Cr4V鋼力學性能 與回火溫度關系（ 1200℃ 淬火） 高強韌性冷作模具鋼 高強韌性冷作模具鋼具有最佳的強韌性配合，此類鋼包括基體鋼、低合金高強度鋼、降碳減釩的低碳 M2鋼，馬氏體時效鋼等。 高耐磨微變形冷作模具鋼 高耐磨微變形鋼常用鋼號有： Cr12 、 Cr12MoV 、Cr12Mo1V1（ D2）、 Cr5Mo1V、 Cr4W2MoV、 Cr2Mn2SiWMoV、Cr6WV、 ，這里主要介紹高碳高鉻的 Cr12形三種鋼。 低變形冷作模具鋼常用的鋼號有： CrWMn、 9Mn2V、9SiCr、 9CrWMn、 9Mn MnCrWV、 SiMnMo等。一般要求硬度 61～ 63HRC，硬度過高，模具容易碎裂、崩塊；硬度不夠，模具容易磨損，也可能發(fā)生壓塌及變形。這一載荷稱為“咬合臨界載荷”。上述指標可反映沖頭在過載時的斷裂抗力。另外，軟的基體與分布均勻的硬質(zhì)點的材料組織，其耐磨性能較好。 （ 2）冷拉深模 在拉深外觀要求光滑的各種儀表、電器、汽車、輕工產(chǎn)品的工件時，模具主要是由于咬合而失效。 在彎曲、拉深、冷鐓、冷擠壓等成形中，咬合是最常見的一種失效形式。 2）疲勞斷裂失效 :主要是由于循環(huán)應力所造成，其斷裂過程要比脆斷失效緩慢的多。冷鐓凹模的型腔承受沖擊性脹力，型腔表面還承受強烈的摩擦和壓力。在沖裁中、厚鋼板時，尤其是在厚鋼板上沖小孔，沖頭所承受的單位壓力很大，對模具要求更高。 。 （ 5）疲勞抗力：材料在交變載荷作用下抵抗疲勞破壞的性能指標。 本課程是模具設計與制造專業(yè)的專業(yè)課程。 （ 3）復合技術：復合技術大多是為涂鍍耐磨層而開發(fā)的。 （ 1）在冷作模具鋼方面：開發(fā)了一批高性能的新鋼種，如7CrSiMnMoV(CH1)、 Cr12Mo1V1(D2)鋼等。 “模具是工業(yè)之母”，模具性能好壞，壽命高低，直接影響產(chǎn)品的質(zhì)量和經(jīng)濟效益。 模具材料的應用狀況及發(fā)展趨勢 模具表面處理技術 采用表面處理技術可以延緩和控制表面的破壞，成為提高模具壽命的有效方法，在解決問題的同時，促進了表面處理技術的發(fā)展。 能力培養(yǎng)目標： （ 1）具有合理選用模具材料的初步能力。 （ 2）硬度 :衡量材料軟硬程度的性能指標，實際上它是表征著材料對變形和接觸應力的抗力。 影響模具壽命的主要因素 （ 1）模具結(jié)構(gòu)設計對模具壽命的影響 （ 2）模具材料對模具壽命的影響 （ 3）模具制造質(zhì)量對模具壽命的影響 （ 4）模具的熱處理質(zhì)量與表面強化對模具壽命的影響 （ 5）模具的使用對模具壽命的影響 。 冷作模具的工作條件 冷沖裁模主要用于各種板材的沖切及成形。 冷作模具的工作條件 冷鐓成形工藝主要用在緊固件、滾動軸承、滾子鏈條、汽車零件等。它們的特點是破損大多產(chǎn)生在受力最大的工作部位，或是在截面變化的應力集中處。 （ 4）咬合失效 當坯料與模具表面接觸時，在高壓摩擦下，潤滑油膜破壞，發(fā)生咬合。 （ 1） 冷沖裁模 （ 2） 冷拉深模 （ 3） 冷鐓模 （ 4） 冷擠壓模 冷作模具的失效形式 （ 1）冷沖裁模 磨損是沖裁模最基本的失效形式，當刃口磨損嚴重時，會使沖件產(chǎn)生毛刺，此時模具就會因磨損超差而不能再用。因此，冷作模具材料應具有高的磨損抗力、斷裂抗力、疲勞抗力、抗咬合能力等。 2）壓縮屈服點：壓縮屈服點是衡量冷作模具材料變形抗力的主要指標。 （ 4）咬合抗力 咬合抗力實際就是對發(fā)生“冷焊”的抵抗能力。 （ 2）冷拉深模： 對冷拉深模用鋼的性能要求，主要是模具應有高的強度和耐磨性，在工作時不發(fā)生黏附和劃傷，具有一定韌性及較好的切削加工性能，并要求熱處理時模具變形小。該鋼具有過共析成分，并加入少量的鉻以提高淬透性和耐回火性。 （ 1）鍛造工藝 （ 2）退火工藝 （ 3）淬火工藝 （ 4）回火工藝 CrWMn主要用作輕載拉深模及彎曲翻邊模等。 常用的鋼號有 W18Cr4V（ 1841）、 W6Mo5Cr4V2（ 6542）、 W12Mo3Cr4V3N（ V3N）以及為提高韌性而研制的降碳降釩高速鋼 6W6Mo5Cr4V（低碳 M2或稱 6Ｗ 6），這些鋼在制造重載荷的冷作模具方面取得了良好的使用效果。 高耐磨高強韌性冷作模具鋼 （ GM）鋼 9Cr6W3Mo2V2（ GM）鋼的耐磨性、強韌性、加工性能都優(yōu)于 Cr12形鋼，是較理想的精密、耐磨冷作模具鋼。 冷作模具的熱處理工藝 模具的成形加工和熱處理工序安排對模具的質(zhì)量也有很大影響，在制定與實施熱處理工藝時，必須予以考慮。 （ 1）冷作模具鋼的低溫淬火工藝 （ 2）冷作模具鋼的高溫淬火工藝 （ 3）冷作模具鋼的微細化處理 （ 4）冷作模具鋼的分級淬火和等溫淬火 （ 5）其它強韌化處理方法 模具在最終淬火、回火之前進行的正火、球化退火、調(diào)質(zhì)以及低溫回火等統(tǒng)稱預備熱處理，而最終熱處理工序是使模具獲得必要的性能，保證模具壽命的重要工序。 （ 5）采用表面處理。氧化脫碳會造成模具淬火后硬度不足或出現(xiàn)軟點。因此，模具的失效形式不同，對模具材料的性能要求也各不相同。此外，錘鍛模尺寸比較大，還要求錘鍛模用鋼具有高的淬透性。 錘鍛模常用鋼種主要有： 5CrNiMo、 5CrMnMo、 4CrMnSiMoV等，此外還有國內(nèi)近年來研制的新鋼種，如 4SiMnMoV、 5Cr2NiMoVSi、 45Cr2NiMoVSi等。 （ 2）熱擠壓模的制造工藝路線 下料 → 鍛造 → 預先熱處理 → 機械加工成形 → 淬火及回火 → 研磨拋光。 塑料模具的使用壽命與模具的工作條件及失效形式有著密切關系。 。 塑料模具材料 滲碳型塑料模具用鋼主要用于冷擠壓成形的塑料模。但是將此固溶體進行時效處理，即加熱到某一較低溫度并保溫一段時間后，固溶體中就會析出細小彌散的金屬化合物，從而造成鋼的強化和硬化。 下料 → 鍛造模坯 → 退火 → 機械粗加工 → 調(diào)質(zhì) → 機械精加工 →修整、拋光 → 裝配。含有鉻、鉬、鋁、釩和鈦等合金元素的鋼種比碳鋼有更好的滲氮性能，用作塑料模時進行滲氮處理可大大提高耐磨性。 鋼的滲氮（氮化） 簡介氣體滲氮和離子滲氮兩種方法。其中固體法和液體浴法應用最多。 電刷鍍 電刷鍍是依靠一個與陽極聯(lián)接的墊或刷提供電鍍需要的電解液，電鍍時，墊或刷在被鍍的陰極上移動的一種電鍍方法。 熱浸鍍是將一種基體金屬浸在熔融狀態(tài)的另一種低熔點金屬中，在其表面形成一層金屬保護膜的方法。 （ 3）涂層具有較強的抗蝕能力 （ 4）涂層在高溫下也具有良好的抗大氣氧化能力 化學氣相沉積 化學氣相沉積（