沖壓模具材料的選用原則

在沖壓模具中，使用了各種金屬材料和非金屬材料，主要有碳鋼、合金鋼、鑄鐵、鑄鋼、硬質(zhì)合金、低熔點(diǎn)合金、鋅基合金、鋁青銅、合成樹(shù)脂、聚氨脂橡膠、塑料、層壓樺木板等。

制造模具的材料，要求具有高硬度、高強(qiáng)度、高耐磨性、適當(dāng)?shù)捻g性、高淬透性和熱處理不變形(或少變形)及淬火時(shí)不易開(kāi)裂等性能。

合理選取模具材料及實(shí)施正確的熱處理工藝是保證模具壽命的關(guān)鍵。對(duì)用途不同的模具，應(yīng)根據(jù)其工作狀態(tài)、受力條件及被加工材料的性能、生產(chǎn)批量及生產(chǎn)率等因素綜合考慮，并對(duì)上述要求的各項(xiàng)性能有所側(cè)重，然后作出對(duì)鋼種及熱處理工藝的相應(yīng)選擇。

1. 生產(chǎn)批量

當(dāng)沖壓件的生產(chǎn)批量很大時(shí)，模具的工作零件凸模和凹模的材料應(yīng)選取質(zhì)量高、耐磨性好的模具鋼。對(duì)于模具的其它工藝結(jié)構(gòu)部分和輔助結(jié)構(gòu)部分的零件材料，也要相應(yīng)地提高。在批量不大時(shí)，應(yīng)適當(dāng)放寬對(duì)材料性能的要求，以降低成本。

2. 被沖壓材料的，性能、模具零件的使用條件

當(dāng)被沖壓加工的材料較硬或變形抗力較大時(shí)，沖模的凸、凹模應(yīng)選取耐磨性好、強(qiáng)度高的材料。拉深不銹鋼時(shí)，可采用鋁青銅凹模，因?yàn)樗哂休^好的抗粘著性。而導(dǎo)柱導(dǎo)套則要求耐磨和較好的韌性，故多采用低碳鋼表面滲碳淬火。又如，碳素工具鋼的主要不足是淬透性差，在沖模零件斷面尺寸較大時(shí)，淬火后其中心硬度仍然較低，但是，在行程次數(shù)很大的壓床上工作時(shí)，由于它的耐沖擊性好反而成為優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于固定板、卸料板類(lèi)零件，不但要有足夠的強(qiáng)度，而且要求在工作過(guò)程中變形小。另外，還可以采用冷處理和深冷處理、真空處理和表面強(qiáng)化的方法提高模具零件的性能。對(duì)于凸、凹模工作條件較差的冷擠壓模，應(yīng)選取有足夠硬度、強(qiáng)度、韌性、耐磨性等綜合機(jī)械性能較好的模具鋼，同時(shí)應(yīng)具有一定的紅硬性和熱疲勞強(qiáng)度等。

3. 材料性能

應(yīng)考慮材料的冷熱加工性能和工廠現(xiàn)有條件。

4. 降低生產(chǎn)成本

注意采用微變形模具鋼，以減少機(jī)加工費(fèi)用。

5. 開(kāi)發(fā)專(zhuān)用模具鋼

對(duì)特殊要求的模具，應(yīng)開(kāi)發(fā)應(yīng)用具有專(zhuān)門(mén)性能的模具鋼。

6. 考慮我國(guó)模具的生產(chǎn)和使用情況

選擇模具材料要根據(jù)模具零件的使用條件來(lái)決定，做到在滿足主要條件的前提下，選用價(jià)格低廉的材料，降低成本。2100433B

與冷沖壓相比，熱沖壓具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

1.可以得到超高強(qiáng)度的車(chē)身零件，從而能夠減小零件厚度，減少車(chē)身加強(qiáng)板的數(shù)量，提高車(chē)身的碰撞性能，實(shí)現(xiàn)車(chē)身的有效減重；

2.成形性相對(duì)較好；

3.沖壓所需的設(shè)備噸位較小，一般800t的高速液壓機(jī)就能滿足大部分車(chē)身零件熱沖壓所需；

4.尺寸精度好，熱沖壓件的強(qiáng)度在1500M Pa左右?guī)缀鯖](méi)有回彈，這在鋼板熱沖壓新技術(shù)發(fā)明應(yīng)用之前是不能想象的。而冷沖壓件的強(qiáng)度只有600M Pa左右，卻存在明顯回彈；

5.零件表面硬度、抗凹性和剛度好；

6.零件外形設(shè)計(jì)可以簡(jiǎn)化。

熱沖壓技術(shù)也存在自身的缺點(diǎn)，主要是：

1.生產(chǎn)節(jié)拍相對(duì)要慢一些；

2.由于熱沖壓模具價(jià)格較高，能耗相對(duì)較大，后續(xù)又要采用激光切割，所以熱沖壓零件的制造成本較高，這就需要在新車(chē)型或改進(jìn)車(chē)型設(shè)計(jì)時(shí)優(yōu)化考慮，通過(guò)減小零件厚度或減少加強(qiáng)板數(shù)量的方式，來(lái)控制白車(chē)身的綜合制造成本；

3.采用非鍍層鋼板進(jìn)行熱沖壓時(shí)，工作環(huán)境相對(duì)惡劣，容易產(chǎn)生噴丸變形；

4.熱沖壓產(chǎn)線的固定投資較大；

5.作為一個(gè)新興的技術(shù)，熱沖壓領(lǐng)域公開(kāi)發(fā)表的成果較少，存在技術(shù)封鎖和壟斷 。

盡管各類(lèi)沖壓模的結(jié)構(gòu)形式和復(fù)雜程度不同，組成模具的零件又多種多樣，但總是分為上模和下模。上模一般通過(guò)模柄固定在壓力機(jī)的滑塊上，并隨滑塊一起沿壓力機(jī)導(dǎo)軌上下運(yùn)動(dòng)，下模固定在壓力機(jī)的工作臺(tái)上。沖壓模的組成零件分類(lèi)及作用如下：

1．工作零件

它是直接與沖壓材料接觸，對(duì)其施加壓力以完成沖壓工序的零件。沖模的工作零件包括凸模、凹模及凸凹模，又稱為成型零件，它是沖模中最重要的零件。

2．定位零件

它是確定材料或工序件在沖模中的正確位置，使沖壓件獲得合格質(zhì)量要求的零件。屬于送進(jìn)導(dǎo)向的定位零件有導(dǎo)料銷(xiāo)、導(dǎo)料板、側(cè)壓板等；屬于送料定距的定位零件有始用擋料銷(xiāo)、擋料銷(xiāo)、導(dǎo)正銷(xiāo)、側(cè)刃等；屬于塊料或工序件的定位零件有定位銷(xiāo)、定位板等。

3．壓料、卸料零件

這類(lèi)零件起壓料作用，并保證把卡在凸模上和凹模孑L內(nèi)的廢料或沖壓件卸掉或推（頂）出，以保證沖壓工作能繼續(xù)進(jìn)行。

壓料板的作用是防止坯料移動(dòng)和彈跳。卸料板的作用是便于出件和清理廢料。通常，卸料裝置是指把沖壓件或廢料從凸模上卸下來(lái)；推件和頂件裝置是指把沖壓件或廢料從凹模中卸下來(lái)。一般把裝在上模內(nèi)的稱為推件：裝在下模內(nèi)的稱為頂件。

4．導(dǎo)向零件

它的主要作用是保證凸模和凹模之間相互位置的準(zhǔn)確性，保證模具各部分保持良好的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，由導(dǎo)柱、導(dǎo)套、導(dǎo)板等組成。

5．支撐零件

它將上述各類(lèi)零件連接和固定于一定的部位上，或?qū)_模與壓力機(jī)連接，它是沖模的基礎(chǔ)零件。主要包括上模座、下模座、固定板、墊板、模柄等。

6．緊固零件

主要用來(lái)緊固、連接各沖模零件，如各種螺栓、螺釘、圓銷(xiāo)等。上述導(dǎo)向零件和支撐零件組裝后稱為模架。模架是整副模具的骨架，模具的全部零件都固定在它上面，并且承受沖壓過(guò)程中的全部載荷。模架的上模座通過(guò)模柄與壓力機(jī)滑塊相連，下模座用螺釘壓板固定在壓力機(jī)工作臺(tái)面上。上、下模之間靠模架的導(dǎo)向裝置來(lái)保持其精確位置，以引導(dǎo)凸模的運(yùn)動(dòng)，保證沖壓過(guò)程中間隙均勻。模架及其組成零件已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，并對(duì)其規(guī)定了一定的技術(shù)條件。

模架分為導(dǎo)柱模模架和導(dǎo)板模模架。應(yīng)用最廣的是用導(dǎo)柱、導(dǎo)套作為導(dǎo)向裝置的模架。根據(jù)送料方式的不同，這種標(biāo)準(zhǔn)模架有后側(cè)導(dǎo)柱模架、中間導(dǎo)柱模架、對(duì)角導(dǎo)柱模架和四導(dǎo)柱模架。設(shè)計(jì)模具時(shí)，按照凸、凹模的設(shè)計(jì)需要正確選用即可。模架的大小規(guī)格可直接由凹模的周界尺寸從標(biāo)準(zhǔn)中選取。