根據現代化沖壓模具生產(chǎn)的實(shí)際需要，以一種具有代表性的高精度薄板沖壓級進(jìn)模具為例，從模具設計和加工的角度出發(fā)，分析了高精度薄板沖壓模具的設計、加工和生產(chǎn)中經(jīng)常出現的問(wèn)題點(diǎn)，并相應提出了解決方案。生產(chǎn)實(shí)際證明，改造后的模具不但提高了加工制件的精度，而且使模具的生產(chǎn)性能大幅提高，減少了模具的維修時(shí)間，提高了沖壓設備的利用率。 　　1、引言 　　壓盤(pán)簧片是我公司N2系列產(chǎn)品中的沖壓制件，如圖1所示，制件材料為不銹鋼，料厚t=0.1mm，形狀比較簡(jiǎn)單，但是制件尺寸公差、毛刺高度和平面度都有很高的要求。制件的料厚和嚴格的公差要求決定了模具必須有很高的加工精度，而且由于沖壓車(chē)間更新了日本產(chǎn)的高速沖床，性能參數也得到了很大的提高，因此先前的模具結構和制造工藝就有了一定的缺陷，影響了模具的生產(chǎn)性。為了適應頻率更高(300 件/min)的沖壓設備，必須在模具結構和模具加工工藝上進(jìn)行改進(jìn)。 　　2、改進(jìn)前的模具結構 　　其中卸料板和凹模板的材料為Cr12MoV，經(jīng)過(guò)熱處理后，硬度為58~63HRC;墊板采用CrWMn材料，經(jīng)過(guò)熱處理后硬度為52~57HRC;固定板使用45鋼材料，沖裁凸凹模使用HAP40材料，經(jīng)過(guò)熱處理后硬度為63~67HRC。固定板、卸料板和凹模板的重要尺寸加工精度在±0.003mm內。 　　3、改進(jìn)前的問(wèn)題點(diǎn) 　　壓盤(pán)簧片模具屬于薄板級進(jìn)沖壓模具，按照沖裁間隙=料厚×5%的一般公式計算[1]。本文介紹的模具沖裁間隙為0.005mm，模具加工和裝配的精度要求很高，而且要求在生產(chǎn)頻率為300件/min的沖床上生產(chǎn)，就會(huì )出現以下問(wèn)題： 　　(1)改造前采用的是精密級自潤滑型卸料導柱、導套，可保證導柱外徑，導套內徑公差范圍在2μm以?xún)?。由于卸料導柱和導套相互運動(dòng)時(shí)是面接觸，產(chǎn)生的摩擦力大，在高速沖壓運動(dòng)過(guò)程中，摩擦產(chǎn)生的熱量就會(huì )使導柱發(fā)熱膨脹、變形，從而產(chǎn)生由于導柱膠著(zhù)、燒結導致的模具故障。 　　(2)由于制件的沖裁間隙小，要求模具的沖裁、定位、導向機構必須具有較高的位置精度和尺寸精度。為了保證加工后的模具符合高精度的要求，在模具的加工過(guò)程中就要使用到很多的放電、精銑等精密加工方法，導致模具的加工工期長(cháng)，加工費用高。 　　(3)模具正常生產(chǎn)一段時(shí)間后，凸模和凹模的刃口就會(huì )產(chǎn)生磨損，需要定期的磨刃口，一般情況下，磨凸模刃口時(shí)，由于導正釘的長(cháng)度高于凸模，需要拆卸導正釘。本文介紹的模具在裝配結構上講屬于倒裝模具，拆卸導正釘時(shí)需要將卸料板和上模部分分離，再次裝配時(shí)就會(huì )產(chǎn)生二次裝配誤差，影響沖裁精度。 　　(4)小孔沖裁采用的是加強型的凸模，凸模在加工過(guò)程中不可避免地會(huì )產(chǎn)生加強部分與沖裁部分的同軸度的偏差，產(chǎn)生偏心的現象，雖然同軸度的公差可以控制在0.006mm之內，但是再加上由于其他相關(guān)部分造成的偏差就會(huì )產(chǎn)生沖裁間隙不均的情況，以至于形成較大的毛刺。 　　(5)模具生產(chǎn)過(guò)程中，料帶在經(jīng)過(guò)送料釘的過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生微小的沖擊，使材料產(chǎn)生顫動(dòng)。由于本文介紹的制件料厚只有0.1mm，而且還要在高速沖壓設備上達到300件/min的生產(chǎn)速度，料帶在送料過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)對高速生產(chǎn)的影響很大。 　　(6)模具生產(chǎn)過(guò)程中，凸模與固定板長(cháng)時(shí)間處于高頻作用過(guò)程中，固定板由于材料硬度低，會(huì )產(chǎn)生變形，導致模具生產(chǎn)一段時(shí)間后凸模松動(dòng)，產(chǎn)生沖裁間隙不均勻的情況。 　　由于上述的原因造成生產(chǎn)時(shí)出現下列問(wèn)題： 　　a.由于掉渣、毛刺大、廢料上浮由此造成大量帶有壓痕、毛刺的不良品，每月造成材料損失大約35kg左右。 　　b.精密級自潤滑型卸料導柱、導套限制了沖床的生產(chǎn)頻率，造成極大的資源浪費。 　　c.模具頻繁修理，增加了鉗工的維修工時(shí)和機加工的工時(shí)，浪費了大量的人力和物力。 　　4、模具結構的改進(jìn) 　　針對模具生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現的問(wèn)題點(diǎn)，對模具的結構和加工工藝作了以下相應的改進(jìn)： 　　(1)使用帶鋼珠襯套的導套，把滑動(dòng)摩擦化為滾動(dòng)摩擦，減少摩擦生熱產(chǎn)生的導柱膠著(zhù)，燒結的模具故障，有利于高速生產(chǎn)。模板上卸料導柱、導套的安裝孔公差采用過(guò)度配合，模具裝配合適后，使用厭氧膠粘合固定。 　　(2)凹模板、卸料板和固定板按照加工精度等級要求，采用銷(xiāo)釘定位，螺絲固定后一次定位線(xiàn)切割放電加工導向、定位、沖裁等重要尺寸，保證了加工形狀的一致性和位置精度。 　　(3)導正釘和易損件都采用快換，易拆卸的結構，在模具維修的時(shí)候，可以在不拆卸模具的前提下更換，消除二次裝配對模具精度的影響。 　　(4)小孔沖裁采用直桿凸模，避免階梯凸模在加工過(guò)程中產(chǎn)生的加強部分與沖裁部分的同軸度的偏差，減輕了由于沖裁間隙不均形成的毛刺，便于整體加工。 　　(5)把送料釘換成送料板，送料板和料帶之間的運動(dòng)為連續的，穩定的，減少了送料過(guò)程中的沖擊，達到高速生產(chǎn)的要求。 　　(6)將固定板的材料由45鋼改為CrWMn，經(jīng)過(guò)熱處理后硬度為52~57HRC，固定板的抗沖擊性能和耐磨性能大大提高，從而提高了整副模具的使用壽命。 　　5、模具改造后的經(jīng)濟效益 　　(1)生產(chǎn)性能得到極大的改善(沖床稼動(dòng)率提高了35%)。沖床由120件/min左右提高到300件/min左右。 　　(2)維修工時(shí)大幅度減少，節約了成本。鉗工以前每月修理8次，每次大約5h，現在每月2次，每次4h左右;機加工工時(shí)以前大約需要12h/月，現在每月需要4h左右，線(xiàn)切割需要15h/月左右，現在每月需要3h左右。 　　(3)不良品大幅度減少，節約了材料和能耗。改造前由于掉渣、毛刺大、廢料上浮由此造成大量帶有壓痕、毛刺的不良品，材料每月?lián)p失35kg左右，現在每月?lián)p失5kg左右。 　　6、結束語(yǔ) 　　金屬板料冷沖壓是一種在工業(yè)生產(chǎn)中應用廣泛的加工方法。模具作為沖壓生產(chǎn)的基本要素，其設計制造技術(shù)受到普遍重視。本文介紹的模具改造方案具有普遍意義，滿(mǎn)足了壓盤(pán)簧片制件每月幾百萬(wàn)件的生產(chǎn)需要，為以后其他高速，高精度沖壓模具的設計、加工和生產(chǎn)提供了寶貴經(jīng)驗。