浅谈现代冲压模具精加工分析
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【摘 要】现代模具对精度的要求比较高，这就决定了一定要做好精加工。本文主要分析了模具精加工分类，零件的热处理和磨削加工，电加工，表面处理及组配等相关工艺的控制。
冲压模具是一种具有使用压力完成加工工艺的机械设备，冲压模具的精加工可以确保表面光洁度，能实现工件的完美配合，能为企业创造效益，冲压模具精加工能提升产品精度和质量，确保产品的使用性能。一套现代化的冲压模具是由许多零件组成的，所以，零件的质量会直接关系到模具的整体质量，而零件的最终质量又需要由精加工来确保，精加工的完成需要很多工艺的参与，要确保冲压模具的高质量，必须针对模具的具体情况进行精加工。
1.模具精加工分类
对模具零件进行加工，需要结合模具的具体材质、形状及技术要求做好适应性加工，可塑性较强，可以在加工的控制下，争取较好的加工效果。
零件按照外观形状可以分成轴类、板类与异形零件三类，虽说加工工艺会因具体的条件有所不同，但是也有共同的工艺：粗加工，热处理，精磨，电加工，钳工（表面处理）及组配加工。
2.零件热处理
通过零件的热处理，可以使零件获得适当的硬度，也可有效控制内应力，确保零件在加工过程中仍保持尺寸的稳定性，避免出现变形，可以根据具体的材质采取适当的处理方式。近些年，模具材料种类增多了，除了传统的Crl2、9CrSi、T10、硬质合金外，还出现了工作强度大、对受力要求比较高的凸、凹模，例如粉末合金钢、V10和ASP23等具有高热稳定性和良好组织状态的新型材料。对于那些以Crl2、9CrSi、T10为材质的零件，在完成粗加工后可以淬火处理，淬火后工件存留内应力的，在精加工时容易导致工件开裂，零件淬火后要趁热回火，消除淬火应力。要控制好淬火温度，随炉冷却，即可得到高强度和高耐磨性。在生产中针对形状复杂的工件，在回火以外，还应进行去应力退火或多次人工时效处理，充分释放应力。对V10、APS23等粉末合金钢零件，因其能承受高温回火，淬火时可采用二次硬化工艺，再高温回火并进行多次，可以取得较高的冲击韧性和稳定性，非常适用于以崩刃为主要失效形式的模具。粉末合金钢的花费高，但是性能好，正在逐渐得到广泛的应用。
3.零件磨削加工
磨削加工一般采用平面磨床、内外圆磨床及工具磨具三种主要类型。在进行精加工磨削时，要控制磨削变形的情况，所以，精磨的进刀不能太大，要有足够的冷却液，尺寸公差在0.01mm以内的零件要尽量恒温磨削。避免工件尺寸上热变形导致的误差，这是一个精加工工序必须注意的问题。
在进行精磨时，要选择恰当的磨削砂轮，应该结合模具钢材的实际情况，选用GD单晶刚玉砂轮等淬火硬度高的材质，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=0.2um。在磨削时，要在第一时间修整砂轮，确保砂轮的锐利，当砂轮发生钝化后就会造成工件表面的滑擦和挤压，烧伤工件表面，降低强度。
板类零件应该再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，可以有效提升磨削效果，达到相关规范的要求。
轴类零件具有回转面，它的加工在很多情况下都会用到内外圆磨床及工具磨床。加工过程中，多采用工艺头，正、反项尖，中心架装卡，若中心孔有形状误差，所加工出来的工件会出现质量问题，因此在加工前要精研修中心孔。进行内孔磨削时，因为砂轮杆伸出较长且转速较高，砂轮杆的刚性不高，要减少砂轮与工件的接触面积，砂轮可以修整成倒锥，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，不趁刀多次光刀，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，避免夹持工件变形，要不然就会产生工件圆周上的“内等三角”变形。
4.电加工
模具工厂离不开电加工，电加工工艺可以运用在各类异形、高硬度零件的加工上，其分为线切割与电火花两种。丝线切割加工精度高。在加工时应先检查机床的状况，查看专用乳化液的纯净度、水温、电阻丝的垂直度、张力等各因素，确保良好的加工状态。线切割加工是在一整块材料上的去除加工，它破坏了工件原有的应力平衡，很容易引起应力集中，特别是在拐角处，一般都要在拐角处留一定的圆角。
加工过程要处理集中应力，应该在精加工前先留余量2mm左右，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。如此一来，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，电阻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4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。
电火花加工先要制作电极，电极有粗、精之分。精加工电极，要求形状符合性好，最好用数控机床加工完成。电极的材质选择上，紫铜电极主要用于一般钢件加工。cu―w合金电极综合性能好，特别是加工过程中消耗量明显比紫铜小，配合足量的冲刷液，很适合难加工材料加工及截面形状复杂件精加工。Ag―w合金电极比Cu-W合金电极性能更优，但其价格高，资源少，一般较少采用。制作电极时，需要计算电极的间隙量及电极数量，当进行大面积或重电极加工时，工件和电极装央要牢固，保证具有足够的强度，防止加工松动。进行深台阶加工时，对电极各处的损耗及因排液不畅引起的电弧放电，要予以注意。
5.表面处理
模具表面性能直接关系到模具的工作性能和使用寿命。在零件的加工中，在表面容易导致疤痕、磨痕，这些地方是应力集中的部位，也是裂纹扩展的开始部位。所以，必须重视加工后的模具的表面强化处理。表面涂覆、表面改性或复合处理技术是表面处理的常用方式。经过表面强化处理。可改变模具表面的形态、化学成分、组织结构和应力状态，来提高模具的使用寿命、修复磨损面。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6um～10um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。
6.零件组配
一般的模具制造，每一个零件都有其复杂性与特殊性，相互之间具有整体配合性。工艺员要认识到零件间的装配关系和零件于整副模具中的作用，从而科学安排组合或配作工艺。磨削加工和电加工可让工件磁化，使之具有微弱磁力，极易吸着一些小铁沫，所以，有必要早工件组装前进行退磁处理。组装应参照装配图，正确分清各个零件装备的顺序，着手装配SKD11模具钢材。一般先装导柱导套，然后是模架和凸凹模，接着组配调整各处间隙，特别是凸凹模间隙。完成后，检测SKD11模具钢材，并写报告。
总之，有效的精加工可以降低零件超差和报废几率，有效提升模具的成功率和使用寿命，能有效提升产品质量，是确保模具企业持续发展的重要手段。■
【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.