冲压工艺及模具设计经典教材

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1、第11章冷冲模工作零件的加工方法11.1去除法去除法即所需模具形体通过去除材料而得到。它主要包括机械加工(车、铣、刨、磨等)和电加工(电火花成形、线切割、电解等)。11.1.1机械加工切削在冲模制造中，铣削加工是加工成形零件的主要方法之一，常用的机床有工具铣床、仿型铣床和数控铣床等。加工的主要对象是各种冲模零件的平面及形孔，对于大型冲模则较多的利用仿型铣床加工。2.坐标镗床加工(1)孔中心定位(2)钻定心孔(3)钻孔(4)镗孔3.磨削成形磨削工艺多用于冷冲模中的凸模、凹模拼块型面的成形加工，如图

2、11.2所示冲模刃口示例图。(1)先确定、磨削水平与垂直方向的基准面，再磨削与基准面相平行的加工面。(2)对精度要求高的平面先磨削，精度要求低的平面后磨削，面积较大的平面先磨削，较小平面后磨削。(3)当平面与凹圆弧面相连接时，先磨削凹面，再磨削各平面；当平面与凸圆弧面连接时，需先磨削平面，再顺次磨削凸圆弧面。(4)两凸圆弧面相连接时，应当先磨削半径较大的凸圆弧面，后磨削半径较小的凸圆弧面；两凹圆弧面相连接时，应当先磨削半径较小的凹圆弧面，后磨削半径较大的凹圆弧面。(5)凸圆弧面与凹圆弧面相接时，

3、应先磨削凹圆弧面，后磨削凸圆弧面。(6)应先磨削形状简单、操作方便的面。4.光整加工在冲模制造时：淬火后的平面一般要经过平面磨削；不淬火的工件平面可以用细刨或磨削，也可以用刮研；精度要求很高时用研磨；只要求表面粗糙度，不要求精度较高时，要进行抛光，如拉深、弯曲成形凹模；一般在保证尺寸精度情况下，淬火后要进行表面抛光，以提高表面质量。研磨是轴类零件最常用的光整加工方法：冲模的导柱、圆柱销等均可以采用这种方法进行光整加工。其研磨后的直径公差可达到0.001mm～0.003mm，表面粗糙度为0.1～0

4、.006m。在冲模制造中，往往采用研磨作为加工最精密和最光洁零件的最终加工方法。11.1.2电加工能加工形状复杂、尺寸细小、精度要求较高的冲模零件，而且能有效地解决加工淬硬零件或加工中不能承受切削力的精密零件及硬质合金零件的问题。电加工制造精度高、质量好、有较高的加工效率、不受热处理淬火变形的影响。1.电火花加工电火花加工是基于电火花腐蚀原理，在导电的工具电极和工件之间加上周期性快速变化电场，通过脉冲放电产生的局部高温使工件表面金属熔化、气化，从而蚀除多余金属形成所要求的型孔和盲孔，达到模具零

5、件穿孔和加工型腔的目的。1)冲模的电火花加工工艺方法(a)(b)1电极2工件电火花加工通常是工具电极夹持于主轴头上，工件固定于工作台上，浸没于工作液中，启动脉冲电源，由伺服机构把工具电极向工件进给，进行放电加工。或者把工具电极置于工作台上，工件固定于主轴上的，这类加工称之为“反拷贝”加工。还有一种加工法，即混合法，称为“钢打钢”直接配合法。它直接用钢凸模作为电极直接加工凹模，加工时将凹模刃口端朝下形成向上的“喇叭口”，加工后将工件翻过来使“喇叭口”向下作为凹模，电极也倒过来把损耗部分切除或用低熔

6、点合金浇固作为凸模。3)冲模电火花强化图11.5冲模的电火花强化部位电火花强化是利用脉冲放电产生的高温，将YG8电极材料熔渗到冲模的工作部分，形成一层高硬度高耐磨而又不剥离的、厚度不超过0.03mm的白色合金化强化层，从而增加冲模刃口硬度，改善冲模间隙，借以提高冲压件质量和延长冲模寿命。2.电火花线切割加工电火花线切割加工(WEDM)是在电火花加工基础上发展起来的一种新的工艺形式，是用线状电极(钼丝或铜丝)靠火花放电对工件进行切割，故称为电火花线切割(有时简称线切割)。线切割加工可以很方便地加工

7、出任何配合间隙的冲模，而且在有锥度切割功能的线切割机床上还可以切割出刃口斜度和落料角。近年来绝大多数凸、凹冲模都已采用线切割加工。1)线切割加工的原理电火花线切割加工的基本原理是利用移动的细金属导线(钼丝或铜丝)作电极，对工件进行脉冲火花放电、切割成形。1—工作液2—工件3—工作台4—步进电机5—喷嘴6—电极丝7—脉冲电源8—控制系统9—伺服控制系统10—数控系统2)工件材料内部残余应力对加工的影响对热处理后的坯件进行电火花线切割加工时，由于大面积去除金属和切断加工，会使材料内部残余应力平衡状态

8、受到破坏，从而产生很大的变形，破坏零件的加工精度，甚至会突然开裂。因此，应选择锻件性能好、淬透性好、热处理变形小的材料，如选用CrWMn、Cr12Mo、GCr15等合金工具钢，并要正确选择热加工方法和严格执行热处理规范。为了避免材料内应力对加工精度的影响，切割路线不能太靠近毛坯边缘，必须合理选择切割程序的走向和起始点。如图11.7(a)所示，加工程序的切入点为A，图形轮廓切割的起始点为a，切割路线应为A→a→b→c→d→e→f→a→A。图11.7切割起始点和路线选择3.电解加工电解加工是利用金属