冲压模具零件数控加工分析

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摘要：冲压模具零件数控加工技术是现阶段应用最为广泛的一种技术，文章中主要以该技术为前提，对其进行了分析与讨论，希望能够为广大从业者提供有效的参考。

关键词：冲压模具；零件；数控加工工艺；冲压

成型加工在机械加工领域中，冲压成型加工是其中最为常见的一种方法，不仅可以加工金属与非金属材料，也能够对一些机械零件、电子产品与交通运输工具等进行加工，例如压力容器封头、内外覆盖件、仪表等精密零件等。现如今科学技术不断发展进步，而冲压成形工艺作为各个行业发展的基础，也面临了巨大的挑战，为了适应市场发展，只有更加快速、精确与高效的进行冲压模具的生产，才能实现企业的可持续发展。

一、冲压成型工艺概述

（一）冲压成型概念与特性

所谓冲压成型，即凭借不同类型的压力机以及相对应的冲压模具，向板料、条料、管料等施加来自外部的压力，直至其发生塑性变形或者分离，以此获取需要的工件形状与性能的一种加工成型手段。经过冲压成型的元件质量比较轻、厚度薄，并且结构刚性、强度与质量稳定性等都较高，无需进行二次机械切削便可投入使用。通常冲压成型的模具特性主要体现为以下几个方面：①材料使用率可达90%~95%左右；②在薄壁一类与形状复杂零件的加工中优势更加显著；③经过冲压成型的元件，其形状和尺寸等都体现了非常好的互换性能；④设备操作较为简便，具有较高的自动化程度，且废品率低。

（二）冲压模具零件构成

1.支承零件。在冲压模具中，支承零件主要包含上、下模座；凸、凹模固定板；模柄和限位支承板等诸多元件，支撑零件的存在主要是为了对冲压模具各个部件的连接性能提供保障。这些零件的材质一般是低碳钢，或者是球墨铸铁，在硬度上较为适中，且形状也十分简单，一般是运用高速铣削这一形式进行制造。2.工作零件。在冲压模的过程中，凸凹模是其中最为重要的环节，主要涵盖了硬度较高的合金钢，工作零件主要被安装于压力机中，利用上下重复运用完成冲压成型件加工。因为工作零件自身具有较高的硬度，并且形状也比较复杂，所以更多情况下是运用电火花、线切割等加工手段进行制造。3.导向零件。冲压模具中的导向零件包含了导套、导柱与导筒等相关设备，导向零件对于零件的精度要求比较高，加之生产批量较大，所以更加适合应用于模具使用期限较长的工作范围内。导向零件一般是运用优质低碳钢实现制造，并通过高精度数控车床进行加工。4.定位零件。定位零件中包含了导正销、导料板、挡料销、定位销等相关设备，一般是对冲压模具元件和毛坯件的冲压位置进行且确定，以免支承部件受冲压力作用影响，导致出现位移的现象；与此同时，定位零件也可以在毛坯料确定冲压模具刃口位置准确性方面加以运用，以此保证加工产品的合格性。

二、冲压模具零件数控加工工艺

（一）分析冲压模具零件图纸

对冲压模具零件的图纸进行分析，并确定尺寸精准度、工艺要求，是制定数控加工工艺使用方案的首要前提，其中主要包含了零件加工部位尺寸的标注以及零件轮廓几何要素的分析等环节。1.零件加工部位尺寸的标注。对冲压模具零件图纸进行尺寸标注，需要和数控加工特点进行结合，务必要符合数控程序编制、加工所提出的具体要求，保证标准统一。一般零件尺寸标注需要为数控加工程序编制和零件设计标准、加工工艺标准、检验测量标准进行统一，若冲压模具零件图纸中缺少尺寸设计标准的标注，那么加工人员则可以在保证不对冲压模具零件精度造成影响的基础上，合理确定加工标准。2.零件轮廓几何要素的分析。进行冲压模具零件轮廓的数控加工工艺探讨时，需要重新定义所有零件的几何元素，以此满足数控编程的相关需求。如零件构成要素、轮廓导出要素等。

（二）确定冲压模具零件加工顺序

1.提升加工精度。当确定了冲压模具零件实际加工位置和内容之后，便要开始对零件的各个部位的直接尺寸精度、间接尺寸精度联系进行分析，以免已经完成加工的部位尺寸对没有经过加工部位尺寸精度造成影响；如果切削变形与切削力对尺寸精度存在很大的影响时，便要重点考虑加工顺序。2.提升生产率。通过数控加工对冲压模具零件进行加工的过程中，需要安排数控加工的具体顺序以及工步，运用合适的加工器具，并对数控加工刀具的实际运行轨迹进行观察，从而有效减少加工时换刀的次数，实现劳动生产率的提升。

（三）明确零件切削加工合理用量

1.轮廓粗加工。针对冲压模具零件粗加工而言，需要对工件内、外轮廓表面的削加工量去除，同时这也是粗加工最为首要的工作。所以，确定切削加工用量时，需要在刀具和数控机床性能要求下，选择最大的背吃刀量与最快的进给速度[3]；此外，也要对加工刀具换刀距离和退刀实际位置进行考虑，将加工刀具加工时的空行程缩短。2.轮廓精加工。针对冲压模具零件精加工而言，需要对加工零件的尺寸、位置精准度以及表面质量进行明确。这时对于刀具性能与切削用量的要求都比较高，需要在确保刀具耐磨性的基础上，运用中等切削速度的刀具，以此降低工件振动；运用比较小的背吃刀量，对零件表面质量进行控制；运用合理的进给量，以免出现缠屑和一些不必要划痕。（四）冲压模具零件自动编程针对形状比较繁琐的冲压模具零件而言，加工人员需要通过自动编程的方法完成加工。在正式进入自动编程之前，加工人员需要建立一个冲压模具零件加工轮廓模型，进而将加工零件的几何要素和特征进行表示，并以此为前提对加工工件坐标、刀具几何与刀具切削的参数等进行确定，进而选择合适的加工手段。

三、结束语

综上所述，冲压模具零件数控加工工艺在零件加工方面具有极为重要的意义，能够制定合理的数控加工工艺方案，提升冲压模具加工效率，进而推动工业行业的飞速发展。

作者:王放达 单位:中国航发南方工模具公司

参考文献：

[1]钱爱萍.基于UG6.0的水壶盖塑料模具数控加工研究[J].新技术新工艺，2015，02:6-9.

[2]徐荣其.机械零件精加工中现代冲压模具的应用研究[J].科技与企业，2014，

[3]谭焓.基于UG模具零件的数控车削加工[J].山东工业技术，2016，09:44.