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摘要:随着经济与技术的高速发展，我国的冲压加工技术已经达到了较高水平，在某些领域里，技术也达到了国际标准，但在基层民用工业，有些技术依然陈旧，生产效率还比较低，只有不断的将技术劣势转换为优势，才能利用提高技术水准和机械化，为经济发展服务。在下文当中，笔者将对冲压模具的设计和加工进行讨论分析，提出冲压模具的设计和加工方法，以便同行讨论与参阅。
冲压加工行业中，产品的质量代表着这个行业的发展水平，甚至是一个国家的工业水平。在冲压部件的批量生产过程中，冲压模具设计的合理性和加工精度是极为重要的，可以说模具的设计和加工水平，直接影响到冲压部件的质量和品质。
1冲压模具的设计分析
冲压模具的设计直接决定了其加工质量，在设计模具图纸的过程中，应当全面考虑实际需求和技术切入点，合理地设计模具的工艺排样，以及模具的结构。这些前期工作做好，才能保证模具进行量产时，制品尺寸稳定，生产性能良好。
1．1目标尺寸设定
设计者在设计模具图纸的时候，首先要对产品图的尺寸进行分析，设定产品的目标尺寸。在产品的公差范围里，根据冲头，凹模的磨损趋向，而决定产品该取什么值。例如:孔径尺寸，尽可能取上量值;外形尺寸，考虑到冲头的磨损以及毛边，尽可能取下限值等等……。目标尺寸的决定，与自身的工作经验积累，对冲压工艺的了解，对产品的形变的预见性判断，都有着密切的关系，随着经验的积累，目标尺寸会决定得越来越准确，越能减少模具试作调整时间和模具修改费用。经验缺乏时，可以参考生产中，成功的例子，以减少走弯路。
1．2排样图设计与力学计算
根据产品的成形工艺特点，合理地安排工步，工步安排的原则是，越精确的尺寸，越要安排在靠后的工步里完成。再根据排样图的冲裁，成形，弯曲等工步，进行相关的力学计算，主要包括冲裁力、弹簧力以及卸料力等，力学计算关系到冲压模具在使用过程中是否能够承受机械压力，完成冲压件的制作生产。在计算过程中，应当全方位考虑到模具的实际使用过程中所受的外力因素，保证各数据计算准确。上述因素决定后，就可以合理地选择需要的冲压设备，按照该设备的参数，进行模具总装图的设计。
1．3总装图绘制
进行总装图的绘制时，是以排样图作为基准，从而展开设计。结合冲压设备的安装尺寸，合模高度，送材料装置的送线高度，绘制出冲压模具的详细结构。有运动机构时，构造要安全性，稳定性，量产性都尽可能兼顾。值得说明的是，现在模具设计中，基本都是使用电脑绘图，其中，除了小部份汽车零件使用3D软件外，大部份冲压部品，都是使用2D软件足以应付，2D软件绘制时，图层一定要分清，以便为后期的零部件的拆分，提供方便。
1．4部件图绘制
依据总装图中的内容，分图层将模具零部件，用标准视图明确地表达出来。零部件图的形状，构造，要充分考虑到是否能加工?怎样的设备加工，才能既保证精度又节约成本?模具进行量产时，零件的强度是否足够?这都是作为设计者，应该考虑的，而且是应该具备的知识储备和分析判断能力。
2冲压模具的制造分析
2．1冲压模具材质简述
冲压加工一般用于加工钢板或者钢带的材料。俗话说，打铁必须自身硬，所以，冲压模具零件的材质，必须要有良好的刚度，硬度和耐磨性，也应具备良好的热处理性能。常用的材料有:SKD11，SKH－51，SKS;超硬材料有G3，G5;预硬钢有HPM2T，由于它具备一定的硬度，常用来制作紧急的零件代用品钢材，手版模具材料。
2．2模具零件加工(粗加工)
随着国家经济的发展，工业生产中，粗加工也用上先进精密的设备，不再是以前传统的手工钻床，手摇铣床了。精度要求不高的垫板之类零件，可以取用在加工中心，装中心钻，精准打点定位，再由操作人员用手动铣床钻铣加工，从而提高孔位置的精度。精密的零件，直接用加工中心加工，程序设定后，装上所需的刀具，设备就能自动换刀，在无人看管下，完成加工。
2．3零件热处理
热处理工艺是模具零件加工中较为常用的一种办法，其流程主要是退火———调质———淬火———渗碳———渗氮，能够进行热处理材料在硬度上必须达到要求，所以选材时必须着重考虑材料的硬度，以便热加工时对内应力进行控制，保证所加工零件的尺寸，减少后期变形。其次，所采用的材料不同，处理方式也应当有所差异，尤其是近年来各种新型材料层出不穷，在处理方式上也需要更加的多样化。但某些材料的淬透性较低，在淬火时，需要保持高度的连续性，否则就会出现裂痕，耐热性低等问题，降低零件的质量。为了进一步提高模具的质量和品质，在加工过程中，还应对零部件的生产进行严格的控制，尤其是在热处理过程中，应当满足以下要求:(1)建立并完善热处理工艺的监管体系，加强对技术人员的培养，提高人员的技术熟练度，在图纸上，应当明确提出零件的热处理流程和相关操作办法，保证零件质量达到标准。(2)制定加工设备的保养检修制度，定期开展维护保养工作，保证加工设备性能完善，在设备置放处应当张贴使用标准和点检记录表。(3)严格检查加工材料的质量，不同的材料需要使用不同的热处理办法，避免采用笼统的加工方式，要区分对待，全力提升零件的加工精度和质量。
2．4模具零件加工(精加工)
热处理后的零件，由于受热，会有轻微形变，所以，必需表面研磨加工，才能形成加工基准，为后续的加工奠基。磨削加工所采用的机械主要有平面磨床、光学磨床以及内外圆磨床三种机床。其中，平面磨床一般是进行坯料的准备和加工，主要加工内容，包括磨平面、基准面以及磨平面刃口;外圆磨机床则进行导柱的磨削，加工圆形凸型模具和相关的零件，打磨零件的外表面，内圆磨部分可进行导套磨削，圆形凹型模具和相关零件的加工，主要是内表面磨削;成形磨削工艺则进行凸、凹模镶块，或是精加工电极等零件的曲线型面，一般在专用的光学磨床上完成，或是在平面磨床上进行，但需要联合专用夹具进行固定，并使用成形砂轮进行打磨;光学曲线磨工艺则可以进行零件细微细节、孔、精磨零件或是复杂零件的磨削和加工;而坐标磨主则是一种专门用于对零件孔(淬火后)进行高精度的加工。在磨削过程中，时常会产生变形和裂纹，对防止这种情况的发生，需要严格控制精磨的进刀量，采用小量进刀，保证冷却液充分，使用型号适合的磨削砂轮，如果采用的零件材料含有大量的钒和钼，则需要使用GD单晶刚玉砂轮;如果材料的淬火硬度较高，则一般使用金刚石砂轮，其有机粘结剂能够保障其自身拥有更好的自磨利性。总之，所加工的材料不同，就要依据其特性选择适合的磨削砂轮，磨削过程中要及时修整砂轮，保持其良好的锐利性，同时也要避免砂轮摩擦产生高温损伤零件标准，降低其强度。
2．5电加工的控制
近几年，电加工技术发展迅速，并且在行业内得到了较为广泛的应用，电加工技术的应用无疑是带动了冲压模具加工技术的共同发展，它的应用进一步提升了模具的加工精度，且该技术使用方便，可控性强。电加工技术中，最主要的技术就是对电火花和线切割机床的使用。线切割机一般分为两种，一种是快走丝，另一种则是慢走丝。快走丝的电极丝运动速度极高，走丝速度可以达到8～10m/s，所用电极丝通常为钼丝，可以反复使用，成本较低;慢走丝的加工精度高，但是加工速度不快，慢走丝所用电极丝一般为黄铜材质，不能重复使用。加工精度可以达到0．002mm。依据对模具精度要求的不同，可以选择不同的走丝方式，以降低生产成本。近年来，有一种叫“中走丝”的设备，加工精度介于两者之间，成本也比慢走丝要低。零件加工时，可以根据零件精度的要求，选择不同的加工设备，既可保证品质，又可降低成本。火花机也是常用的电加工设备。注塑模具常用于加工复杂的型腔，冲压模具常用于加工成形冲头或者避位。现在的放电设备，可以达到镜面的表面效果，提高产品的质量。
3结语
冲压模具的生产加工，需要严格按照技术标准和要求进行设计，采用先进的加工工艺，转变原有的固定模式，提高冲压模具的精度和水准。
参考文献:
［1］王爽，董小瑞，李晓杰．法兰盘冲压工艺及模具设计的研究［J］．柴油机设计与制造，2014(03):55～56．
［2］简明冷冲压工手册编写组．简明冷冲压工手册［M］．北京:机械工业出版社，2000.
作者:谭锡钦 单位:日本电产三协电子(东莞)有限公司
