模具工作表面的制造工藝過程分析

摘 要：在現代工業生產中，模具制作能夠極大的提高制造工業的加工效率，保證加工工藝精度，因此廣泛應用于各個領域，以實現工業制造的批量化、高效化和系統化。模具的優劣能夠直接影響加工產品的優劣，模具工作表面的制造工藝將決定模具制造工藝水平的高低。凸模和凹模是沖裁模的主要工作零件，加工表面的質量決定了模具的使用壽命和加工出零件產品的質量。本文簡要概述了模具制造工藝，通過對凸模和凹模制造工藝的分別闡述，分析了模具工作表面的制造工藝過程。

關鍵詞：模具制造；工作表面；制造工藝

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.09.049

1 模具制造工藝概述

模具的生產水平是衡量一個國家機械制造水平和工業生產能力的重要標準。在工業生產中，模具通過注塑、吹塑、擠出、壓鑄、鍛壓、冶煉、沖壓等方法得到所需產品的模子和工具。模具的制造工藝技術復雜，科技含量高，包括零件的加工、鉗工裝配和試沖調整改進。毛坯經過各種的加工工藝技術環節后，形狀發生改變，材料尺寸和材料性能也發生了一系列變化，正是這種改變成就了最終模具的制造，符合最初的設計理念和設計要求。

2 凸模的制造工藝過程

2.1 圓形凸模的加工工藝過程

圓形凸模加工工藝較為簡單，加工方法易于掌握，同時又適用于大多數模具加工情況，因此應用范圍非常廣泛。圓形凸模加工的主要方式簡單易行，清楚明了，采用棒性材料，適用于圓形加工工藝，經過車床的粗加工，初步得到大致性狀的模具。在此基礎上半精細車工，留出合理的切削余量，以方便后續的深加工，也避免了后續加工造成尺寸不足的情況。最后對工件進行熱處理和精磨加工，在磨床上進行拋光或刃磨處理等。正是因為圓形凸模的加工成本較低，同時有利于后續加工過程，因此在凸模的制造工藝中也占據著不可替代的地位。

2.2 異形凸模的加工工藝過程

與圓形凸模不同的是，異形凸模加工工藝的復雜程度和繁瑣環節都讓這種加工工藝方式成為設計加工人員又愛又恨的一種模具制造工藝形式。異形凸模的優勢是能夠制造出圓形凸模難以實現的模具結構，應用靈活性更廣、實用性更強；然而，制作交工過程的復雜性又會增加加工成本和加工難度，難以大范圍廣泛應用。

異形凸模通常采用壓印銼修、刨削加工、線切割加工和成形磨削加工等四種主要加工方式。具體如下：

第一，壓印銼修是用凹模壓印制造凸模的一種鉗工制造方法。這種加工方法主要是在缺少專業制模工具設備的情況下，使用車床或刨床預加工，再用銑床進行輪廓粗銑，最后壓模壓印銼修，對環境設備要求低，但精度差、質量難以保證。

第二，刨削加工主要應用于高加工精度的模具零件外形平面和曲面。在經過刨削后，需要熱處理淬硬和適當研磨。刨削前按照尺寸鍛造毛坯，并留出合適的加工余量，刨削時使用專業夾具裝夾，保證平面的平行度，是厚度尺寸符合要求，熱處理后還需要進行模具檢驗，保證制造質量。

第三，電火花線切割加工主要是針對自動化編程控制機床，數控機床加工的應用使得生產制造精確度更高，自動化程度更高，但是制作成本卻大大降低。

第四，成型磨削加工方式是一種優勢突出的加工方式，其加工精度高、質量好，而且在熱處理時不會受到過于強烈的影響，穩定性很好，能夠有效的加工出高精度、高穩定、高質量的模具工件。

3 凹模的制造工藝過程

3.1 凹模的制造加工方法

凹模又稱為型腔，是成型塑件外表面的主要的零件加工模具，定模動模安裝均可。凹模作為模具制造中另一個重要的零件。凹模的外觀和凸模相反，因此其加工方法也會有所不同，方法主要體現在以下幾方面：

第一，對孔系位置精度高。在制造多孔沖裁模或級進模時，要求凹模上的一系列小孔孔系位置精度在±0.01～0.02mm以上。該環節加工難度大、工序復雜，對加工技術要求很高。

第二，對孔與外形位置精度高。凹模在鏜孔時，必須使得孔的位置和凹模外形幾乎完全吻合，加工時，要先確定好基準位置，再精確確定孔的中心位置，而要完成這一步驟是相當有挑戰的。

第三，對刃具的材料、精度要求高。在使用刃具進行凹模掏空、切割尤其是打孔時，刃具自身的尺寸精度往往能夠決定凹模的尺寸精度。因此對刃具提出高精度、高剛性和高耐磨的要求是對凹模精度的保障。

第四，對加工條件影響大。由于凹模的工作面、切削區處在加工工件的內部，因此，排屑和散熱條件差。排屑難使得加工表面殘留很多切削雜物，后續加工時會受到很明顯的干擾和影響；散熱不良就會使得加工工件受熱膨脹變形，加工的精度和質量難以保證。

3.2 凹模的制造加工類型

凹模加工分單個圓形型孔、系列圓形型孔和非圓形型孔幾種類型：

第一，單個圓形型孔的加工。單個圓形型孔的加工工藝簡單，方便操作。加工尺寸直徑小于5mm的型孔時，應該遵循先鉆孔、后鉸孔、再經熱處理、最后磨削拋光頂面和底面的工藝流程。相反，如果加工尺寸直徑大于5mm的型孔，就需要先進行鉆孔和鏜孔，再經過淬火、回火熱處理，一系列預處理后得到大致成型的型孔，最后在磨床上進行型孔的精加工，提高模具表面精度，降低粗糙度。

第二，系列圓形型孔的加工。在加工多個型孔時要用到立式銑床或鏜床，可以獲得非常高的孔間位置精度。同時，也可以是使用坐標法在銑床、鉆床加工中獲得位置精度較高的系列型孔。

第三，非圓形型孔的加工。非圓形型孔的加工以及精加工方法較多，工藝也相對簡單，主要有銼削、壓印銼修、線切割和電火花加工等形式。

4 小結

在整個模具的加工工藝過程中，需要注意加工質量和加工細節，盡量提高模具的加工質量，既是我國制造業生產能力的體現，也能夠為后續的機械零件加工制造提高強有力的基礎和保證。只有模具的質量的提升了，加工的速度、效率和質量才能得到提高。因此，在模具工作表面的制造工藝過程中，應該深入研究、不斷試驗、不怕失敗、重視細節，有效的提高模具加工工藝水平，提高零件加工的生產效率、降低生產成本、保證生產質量。

參考文獻：

[1]夏淑英.模具工作表面的制造工藝過程分析[J].企業技術開發，2012（20）：87-88.

[2]張志豪.高強度輕型導線成形工藝及機理研究[D].昆明理工大學，2002.

作者簡介：倪雪如（1969-），女，江蘇南通人，大專，研究方向：機械制造。