1、I垫圈冲压模具设计摘 要冲 压 是 机 械 制 造 业 中 一 种 较 先 进 的 加 工 方 法 ， 与 切 削 加 工 相 比 ， 具 有 材料 利 用 率 高 、 制 品 力 学 性 能 好 ， 互 换 性 强 、 生 产 效 率 高 等 优 点 。 我 设 计的 这 套 复 合 模 具 ， 采 用 倒 装 复 合 模 具 冲 压 ， 因 为 倒 装 模 具 有 许 多 的 优 点 ， 比如 说 ： 制 件 精 度 高 ， 由 于 是 在 冲 床 的 一 次 行 程 内 ， 完 成 数 道 冲 压 工 序 。 因而 不 存 在 累 积 定 位 误 差 。 使 冲 出 的 制 件 内 外
2、形 相 对 位 置 及 各 件 的 尺 寸 一致 性 非 常 好 ， 制 件 平 直 。 生 产 效 率 高 ,模 具 结 构 紧 凑 ， 面 积 较 小 。 由 于采 用 弹 压 卸 料 装 置 ， 使 冲 制 出 的 工 件 平 整 ， 表 面 质 量 好 。 采 用 打 料 杆 将 工 件或 废 料 从 凹 模 孔 中 打 下 ， 因 而 工 件 或 废 料 不 在 凹 模 孔 内 积 聚 ， 可 减 少 工 件 可废 料 对 孔 的 涨 力 。 从 而 可 减 少 凹 模 的 壁 厚 ， 使 凹 模 的 外 形 尺 寸 缩 小 ， 节 约 模具 材 料 。根 据 零 件 图 的 结 构
3、 分 析 ,该 零 件 采 用 倒 装 复 合 模 具 冲 压 比 较 合 理 。 该复 合 模 具 结 构 特 点 是 ： 凸 凹 模 安 装 在 下 模 座 上 ， 采 用 弹 压 卸 料 装 置 将 废 料从 凸 凹 模 上 卸 下 。 而 它 的 凹 模 是 安 装 在 上 模 座 上 ， 因 而 就 存 在 着 如 何 将 凹孔 内 的 工 件 从 孔 中 排 出 的 问 题 ， 故 在 凹 模 内 安 装 推 件 块 把 凹 模 内 的 工 件 在冲 压 完 成 后 推 出 。 该 模 具 一 次 冲 压 就 可 以 冲 出 完 整 的 产 品 。本论文应用本专业所学课程的理论和生
4、产实际知识进行一次冷冲压模具设计工作的实际训练从而培养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了冷冲压模具设计等课程所学的内容，掌握冷冲压模具设计的方法和步骤，掌握冷冲压模具设计的基本的模具技能懂得了怎样分析零件的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了模具的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。关 键 词：1.冲压模具，2.凸模，3.复合模具，4.凹模，5.模具结构II英文题目THE DESIGN OF LCD DISPLAY SYSTEMBASED ON MCUABSTRACTThe presses to be a more
5、advanced preparation method of the mechanical manufacturing industry, compared with cutting and processing, have materials utilization ratios high, the products are good of performance in mechanics; the interchangeability is strong, advantage that production efficiency is higher. This set of that I
6、designed are repaired, wash the whole compound mould, adopt and invert the compound mould to press, because have a lot of advantages to invert the mould, for example: Make pieces of precision high, because of in one journey of puncher, finish several press the process. Therefore does not accumulate
7、localization errors. Make the go out pieces of internal and external shape relative position and size of every consistency very kind, and make it straight. It is high in efficiency to produce, the mould structure is compact, and the area is relatively small. Because of adopt, suppress tripper, make,
8、 wash work piece produced to make level, the surface is of high quality. Adopt and send the material pole and lay the work piece or waste material from the concave model hole, therefore work piece or waste material is not gathered in the concave model hole , can reduce the work piece waste material
9、strength of rising to the hole. Thus the wall that can reduce the concave mould is thick, make the external dimension of the concave mould dwindle, save the mould materialThis part adopts and inverts the compound mould to press more reasonable according to the structure of the part picture. The stru
10、ctural characteristic of this compound mould is: Protruding IIIconcave mould it installs to be on the bottom mould at the flat, adopt, and suppress tripper lift the waste material off from protruding concave mould. And concave mould of it to install in go mould at the flat , therefore how work piece
11、 problem that list of the hole of concave hole does it exist, install , push each work piece of concave mould in press , put out finish , in concave mould. This mould can go out of the intact products when being pressed once.Thus the present paper applies this specialty to study the curriculum the t
12、heory and the production know-how carries on a time cold stamping mold design work the actual training to raise and to sharpen the student independent working ability, consolidated and expanded the content which curricula and so on cold stamping mold design studied, the method and the step which the
13、 grasping cold stamping mold designed, the basic mold skill which the grasping cold stamping mold designed had understood how analyzed the components the technology capability, how definite craft plan, had understood the mold basic structure, sharpened the computation ability, cartography ability, h
14、as been familiar with the standard and the standard, simultaneously various branches correlation curriculum all had the comprehensive review, independent thinking ability also had the enhancement. KEY WORDS：1.Stamping mould,2.male die, bination die, 4.female die ,5.mould structureIV目 录前 言 .1第 1章 冲压的
15、分类及发展 .31.1 冲压的分类 .31.1.1 根 据 工 艺 性 质 分 类 31.1.2 根据供需组合程度分类 .31.1.3 依 产 品 的 加 工 方 法 分 类 41.2 冲压的发展 .4第 2 章 冲压模具工艺分析及计算 .122.1 设计任务书及产品图 122.1.1 设计任务 122.1.2 零件图 132.2 零件冲压加工工艺分析 132.2.1 零件的工艺性分析 132.2.2 冲裁件的精度与粗糙度 142.2.3 确定工艺方案 142.3 冲压模具总体结构设计 152.4 冲压模具工艺与设计计算 162.5 压力中心的确定 172.6 冲裁力的计算及初选压力机 172
16、.7 计算凸凹模刃口尺寸及公差 20第 3 章 模具零件的设计 .233.1 落料凹模的设计 233.1.1 凹模刃口的结构形式 233.1.2 凹模外形结构及固定方法 233.1.3 凹模外形尺寸的确定 243.1.4 凹模材料 243.2 冲孔凸模的设计 .253.3 凸凹模的设计 26V第 4 章模具总体设计及主要零部件的设计 .284.1 模具的闭合高度 284.2 卸料弹簧的设计计算 294.3 设计和初选卸料及出件零件 304.4 模架的选择 324.5 模柄的选择 334.6 垫板的设计 .334.7 上模固定板的设计 334.8 下模固定板的设计 354.9 上、下模座架构图
17、364.10 导柱、导套的选择及结构图 37第 5 章 模具其他零件尺寸的确定 .38结 论 .39谢 辞 .41参考文献 .42外文资料翻译 .431前 言随着科学技术的发展需要，模具已成为现代化不可缺少的工艺装备，模具设计是机械专业一个最重要的教学环节,是一门实践性很强的学科，是我们对所学知识的综合运用，通过对专业知识的综合运用，使学生对模具从设计到制造的过程有个基本上的了解，为以后的工作及进一步学习深造打下了坚实的基础。毕业设计的主要目的有两个：一是让学生掌握查阅查资料手册的能力，能够熟练的运用 CAD 进行模具设计。二是掌握模具设计方法和步骤,了解模具的加工工艺过程。冲压是利用安装在冲
18、压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程术。冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。与机械加工及塑性
19、加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下：(1) 冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。（2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。2（3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲
20、压的强度和刚度均较高。（4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。冲压在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，少则 60%以上，
21、多则 90%以上。不少过去用锻造、铸造和切削加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以说，如果生产中不采用冲压工艺，许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的。冲压模具-在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模） 。冲压-是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从所需零件的一种压力加工方法。 冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。模具设
22、计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。3第 1章 冲压的分类及发展1.1 冲压的分类冲 压 模 具 的 形 式 很 多 ， 冲 模 也 依 工 作 性 质 ,模 具 构 造 ,模 具 材 料 三 方 面 来 分类 。一 般 可 按 以 下 几 个 主 要 特 征 分 类 ：1.1.1 根 据 工 艺 性 质 分 类a.冲 裁 模 沿 封 闭 或 敞 开 的 轮 廓 线 使 材 料 产 生 分 离 的 模 具 。 如 落 料 模 、 冲孔 模 、 切 断 模 、 切 口 模 、 切 边 模 、 剖 切 模 等
23、。b.弯 曲 模 使 板 料 毛 坯 或 其 他 坯 料 沿 着 直 线 （ 弯 曲 线 ） 产 生 弯 曲 变 形 ， 从而 获 得 一 定 角 度 和 形 状 的 工 件 的 模 具 。c.拉 深 模 是 把 板 料 毛 坯 制 成 开 口 空 心 件 ， 或 使 空 心 件 进 一 步 改 变 形 状 和 尺寸 的 模 具 。d.成 形 模 是 将 毛 坯 或 半 成 品 工 件 按 图 凸 、 凹 模 的 形 状 直 接 复 制 成 形 ， 而材 料 本 身 仅 产 生 局 部 塑 性 变 形 的 模 具 。 如 胀 形 模 、 缩 口 模 、 扩 口 模 、 起 伏 成 形模 、 翻
24、 边 模 、 整 形 模 等 。1.1.2 根据供需组合程度分类a.单 工 序 模 在 压 力 机 的 一 次 行 程 中 ， 只 完 成 一 道 冲 压 工 序 的 模 具 。b.复 合 模 只 有 一 个 工 位 ， 在 压 力 机 的 一 次 行 程 中 ， 在 同 一 工 位 上 同 时 完成 两 道 或 两 道 以 上 冲 压 工 序 的 模 具 。c.级 进 模 （ 也 称 连 续 模 ） 在 毛 坯 的 送 进 方 向 上 ， 具 有 两 个 或 更 多 的 工 位， 在 压 力 机 的 一 次 行 程 中 ， 在 不 同 的 工 位 上 逐 次 完 成 两 道 或 两 道 以
25、上 冲 压 工 序的 模 具 。1.1.3 依 产 品 的 加 工 方 法 分 类依 产 品 加 工 方 法 的 不 同 ， 可 将 模 具 分 成 冲 剪 模 具 、 弯 曲 模 具 、 抽 制 模 具 、成 形 模 具 和 压 缩 模 具 等 五 大 类 。4a.冲 剪 模 具 ： 是 以 剪 切 作 用 完 成 工 作 的 ， 常 用 的 形 式 有 剪 断 冲 模 、 下 料 冲模 、 冲 孔 冲 模 、 修 边 冲 模 、 整 缘 冲 模 、 拉 孔 冲 模 和 冲 切 模 具 。b.弯 曲 模 具 ： 是 将 平 整 的 毛 胚 弯 成 一 个 角 度 的 形 状 ， 视 零 件
26、的 形 状 、 精 度及 生 产 量 的 多 寡 ， 乃 有 多 种 不 同 形 式 的 模 具 ， 如 普 通 弯 曲 冲 模 、 凸 轮 弯 曲 冲 模、 卷 边 冲 模 、 圆 弧 弯 曲 冲 模 、 折 弯 冲 缝 冲 模 与 扭 曲 冲 模 等 。c.抽 制 模 具 ： 抽 制 模 具 是 将 平 面 毛 胚 制 成 有 底 无 缝 容 器 。d.成 形 模 具 ： 指 用 各 种 局 部 变 形 的 方 法 来 改 变 毛 胚 的 形 状 ， 其 形 式 有 凸 张成 形 冲 模 、 卷 缘 成 形 冲 模 、 颈 缩 成 形 冲 模 、 孔 凸 缘 成 形 冲 模 、 圆 缘 成
27、 形 冲 模 。e.压 缩 模 具 ： 是 利 用 强 大 的 压 力 ， 使 金 属 毛 胚 流 动 变 形 ， 成 为 所 需 的 形 状 ，其 种 类 有 挤 制 冲 模 、 压 花 冲 模 、 压 印 冲 模 、 端 压 冲 模 。1.2 冲压的发展改 革 开 放 以 来 ， 随 着 国 民 经 济 的 高 速 发 展 ， 市 场 对 模 具 的 需 求 量 不 断 增 长。 近 年 来 ， 模 具 工 业 一 直 以 15%左 右 的 增 长 速 度 快 速 发 展 ， 模 具 工 业 企 业 的 所有 制 成 分 也 发 生 了 巨 大 变 化 ， 除 了 国 有 专 业 模 具
28、厂 外 ， 集 体 、 合 资 、 独 资 和 私营 也 得 到 了 快 速 发 展 。 浙 江 宁 波 和 黄 岩 地 区 的 “模 具 之 乡 ”； 广 东 一 些 大 集团 公 司 和 迅 速 崛 起 的 乡 镇 企 业 ， 科 龙 、 美 的 、 康 佳 等 集 团 纷 纷 建 立 了 自 己 的 模具 制 造 中 心 ； 中 外 合 资 和 外 商 独 资 的 模 具 企 业 现 已 有 几 千 家 。 随 着 与 国 际接 轨 的 脚 步 不 断 加 快 ， 市 场 竞 争 的 日 益 加 剧 ， 人 们 已 经 越 来 越 认 识 到 产 品 质 量、 成 本 和 新 产 品 的
29、 开 发 能 力 的 重 要 性 。 而 模 具 制 造 是 整 个 链 条 中 最 基 础 的 要 素之 一 。 近 年 许 多 模 具 企 业 加 大 了 用 于 技 术 进 步 的 投 资 力 度 ， 将 技 术 进 步 视 为 企业 发 展 的 重 要 动 力 。 一 些 国 内 模 具 企 业 已 普 及 了 二 维 CAD， 并 陆 续 开 始 使 用UG、 Pro/Engineer、 I-DEAS、 Euclid-IS 等 国 际 通 用 软 件 ， 个 别 厂 家 还 引 进 了Mold flow、 C-Flow、 DYNAFORM、 Optris 和 MAGMASOFT 等
30、CAE 软 件 ，并 成 功 应 用 于 冲 压 模 的 设 计 中 。 以 汽 车 覆 盖 件 模 具 为 代 表 的 大 型 冲 压 模 具 的 制 造 技 术 已 取 得 很 大 进 步 ， 东风 汽 车 公 司 模 具 厂 、 一 汽 模 具 中 心 等 模 具 厂 家 已 能 生 产 部 分 轿 车 覆 盖 件 模 具 。此 外 ， 许 多 研 究 机 构 和 大 专 院 校 开 展 模 具 技 术 的 研 究 和 开 发 。 经 过 多 年 的 努 力， 在 模 具 CAD/CAE/CAM 技 术 方 面 取 得 了 显 著 进 步 ； 在 提 高 模 具 质 量 和 缩 短模 具
31、 设 计 制 造 周 期 等 方 面 做 出 了 贡 献 。 5例 如 ， 吉 林 大 学 汽 车 覆 盖 件 成 型 技 术 所 独 立 研 制 的 汽 车 覆 盖 件 冲 压 成 型 分析 KMAS 软 件 ， 华 中 理 工 大 学 模 具 技 术 国 家 重 点 实 验 室 开 发 的 注 塑 模 、 汽 车覆 盖 件 模 具 和 级 进 模 CAD/CAE/CAM 软 件 ， 上 海 交 通 大 学 模 具 CAD 国 家 工程 研 究 中 心 开 发 的 冷 冲 模 和 精 冲 研 究 中 心 开 发 的 冷 冲 模 和 精 冲 模 CAD 软 件等 在 国 内 模 具 行 业 拥
32、 有 不 少 的 用 户 。 虽 然 中 国 模 具 工 业 在 过 去 十 多 年 中 取 得 了 令 人 瞩 目 的 发 展 ， 但 许 多 方 面 与工 业 发 达 国 家 相 比 仍 有 较 大 的 差 距 。 例 如 ， 精 密 加 工 设 备 在 模 具 加 工 设 备 中 的比 重 比 较 低 ； CAD/CAE/CAM 技 术 的 普 及 率 不 高 ； 许 多 先 进 的 模 具 技 术 应 用不 够 广 泛 等 等 ， 致 使 相 当 一 部 分 大 型 、 精 密 、 复 杂 和 长 寿 命 模 具 依 赖 进 口 。冲压模具先进制造工艺及设备模具制造技术现代化是模具工业
33、发展的基础。随着科学技术的发展，计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术正不断向传统制造技术渗透、交叉、融合，对其实施改造，形成先进制造技术 。1模具先进制造技术的发展主要体现在：（1）高速铣削加工普通铣削加工采用低的进给速度和大的切削参数，而高速铣削加工则采用高的进给速度和小的切削参数，高速铣削加工相对于普通铣削加工具有如下特点：a.高效 高速铣削的主轴转速一般为 15000r/min40000r/min ，最高可达100000r/min。在切削钢时，其切削速度约为 400m/min，比传统的铣削加工高510 倍；在加工模具型腔时与传统的加工方法(传统铣削、电火花成形加工等)相比其效率提高
34、 45 倍。b.高精度 高速铣削加工精度一般为 10m，有的精度还要高。c.高的表面质量 由于高速铣削时工件温升小（约为 3C） ，故表面没有变质层及微裂纹，热变形也小。最好的表面粗糙度 Ra 小于 1m，减少了后续磨削及抛光工作量。d.可加工高硬材料 可铣削(5054)HRC 的钢材，铣削的最高硬度可达60HRC。鉴于高速加工具备上述优点，所以高速加工在模具制造中正得到广泛应用，并逐步替代部分磨削加工和电加工。6（2）电火花铣削加工电火花铣削加工（又称为电火花创成加工）是电火花加工技术的重大发展，这是一种替代传统用成型电极加工模具型腔的新技术。像数控铣削加工一样，电火花铣削加工采用高速旋转的
35、杆状电极对工件进行二维或三维轮廓加工，无需制造复杂、昂贵的成型电极。日本三菱公司最近推出的 EDSCAN8E 电火花创成加工机床，配置有电极损耗自动补偿系统、CAD/CAM 集成系统、在线自动测量系统和动态仿真系统，体现了当今电火花创成加工机床的水平。 （3）慢走丝线切割技术目前，数控慢走丝线切割技术发展水平已相当高，功能相当完善，自动化程度已达到无人看管运行的程度。最大切割速度已达 300mm2/min，加工精度可达到1.5m，加工表面粗糙度 Ra0.10.2m 。直径 0.030.1mm 细丝线切割技术的开发，可实现凹凸模的一次切割完成，并可进行 0.04mm 的窄槽及半径 0.02mm内
36、圆角的切割加工。锥度切割技术已能进行 30以上锥度的精密加工。（4）磨削及抛光加工技术磨削及抛光加工由于精度高、表面质量好、表面粗糙度值低等特点，在精密模具加工中广泛应用。目前，精密模具制造广泛使用数控成形磨床、数控光学曲线磨床、数控连续轨迹坐标磨床及自动抛光机等先进设备和技术。（5）数控测量产品结构的复杂，必然导致模具零件形状的复杂。传统的几何检测手段已无法适应模具的生产。现代模具制造已广泛使用三坐标数控测量机进行模具零件的几何量的测量，模具加工过程的检测手段也取得了很大进展。三坐标数控测量机除了能高精度地测量复杂曲面的数据外，其良好的温度补偿装置、可靠的抗振保护能力、严密的除尘措施以及简便
37、的操作步骤，使得现场自动化检测成为可能。模具先进制造技术的应用改变了传统制模技术模具质量依赖于人为因素，不易控制的状况，使得模具质量依赖于物化因素，整体水平容易控制，模具再现能力强。模具新材料及热、表处理随着产品质量的提高，对模具质量和寿命要求越来越高。而提高模具质量和寿命最有效的办法就是开发和应用模具新材料及热、表处理新工艺,不断提高使用性能, 改善加工性能。7（1）冲压模具材料制造冲压模具的材料有钢材、硬质合金、钢结硬质合金、锌基合金、低熔点合金、铝青铜、高分子材料等等。目前制造冲压模具的材料绝大部分以钢材为主，常用的模具工作部件材料的种类有：碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬或中铬工具钢
38、、中碳合金钢、高速钢、基体钢以及硬质合金、钢结硬质合金等等。a.碳素工具钢在模具中应用较多的碳素工具钢为 T8A、T10A 等，优点为加工性能好，价格便宜。但淬透性和红硬性差，热处理变形大，承载能力较低。b.低合金工具钢低合金工具钢是在碳素工具钢的基础上加入了适量的合金元素。与碳素工具钢相比，减少了淬火变形和开裂倾向，提高了钢的淬透性，耐磨性亦较好。用于制造模具的低合金钢有 CrWMn、9Mn2V、7CrSiMnMoV(代号 CH-1)、6CrNiSiMnMoV(代号 GD)等。c. 高碳高铬工具钢常用的高碳高铬工具钢有 Cr12 和 Cr12MoV、Cr12Mo1V1（代号 D2） ，它们具
39、有较好的淬透性、淬硬性和耐磨性，热处理变形很小，为高耐磨微变形模具钢，承载能力仅次于高速钢。但碳化物偏析严重，必须进行反复镦拔（轴向镦、径向拔）改锻，以降低碳化物的不均匀性，提高使用性能。d. 高碳中铬工具钢 用于模具的高碳中铬工具钢有 Cr4W2MoV、Cr6WV 、Cr5MoV 等，它们的含铬量较低，共晶碳化物少，碳化物分布均匀，热处理变形小，具有良好的淬透性和尺寸稳定性。与碳化物偏析相对较严重的高碳高铬钢相比，性能有所改善。e. 高速钢高速钢具有模具钢中最高的的硬度、耐磨性和抗压强度，承载能力很高。模具中常用的有 W18Cr4V（代号 8-4-1）和含钨量较少的 W6Mo5 Cr4V2（
40、代号 6-5-4-2，美国牌号为 M2）以及为提高韧性开发的降碳降钒 高速钢 6W6Mo5 Cr4V（代号 6W6 或称低碳 M2） 。高速钢也需要改锻 ，以改善其碳化物分布。f. 基体钢在高速钢的基本成分上添加少量的其它元素，适当增减含碳量，以改善钢的性能。这样的钢种统称基体钢。它们不仅有高速钢的特点，具有一定的耐磨性和8硬度，而且抗疲劳强度和韧性均优于高速钢，为高强韧性冷作模具钢，材料成本却比高速钢低。模具中常用的基体钢有 6Cr4W3Mo2VNb（代号 65Nb） 、7Cr7Mo2V2Si（代号 LD） 、5Cr4Mo3SiMnVAL（代号 012AL）等。 g. 硬质合金和钢结硬质合金
41、 硬质合金的硬度和耐磨性高于其它任何种类的模具钢，但抗弯强度和韧性差。用作模具的硬质合金是钨钴类，对冲击性小而耐磨性要求高的模具，可选用含钴量较低的硬质合金。对冲击性大的模具，可选用含钴量较高的硬质合金。钢结硬质合金是以铁粉加入少量的合金元素粉末（如铬、 钼 、钨、钒等）做粘合剂，以碳化 钛或碳化钨为硬质相 ，用粉末冶金方法烧结而成。钢结硬质合金的基体是钢，克服了硬质合金韧性较差、加工困难的缺点，可以切削、焊接、锻造和热处理。 钢结硬质合金含有大量的碳化物，虽然硬度和耐磨性低于硬质合金，但仍高于其它钢种，经淬火、回火后硬度可达 (68 73)HRC。h.新材料 冲压模具使用的材料属于冷作模具钢
42、，是应用量大、使用面广、种类最多的模具钢。主要性能要求为强度、韧性、耐磨性。目前冷作模具钢的发展趋势是在高合金钢 D2（相当于我国 Cr12MoV）性能基础上，分为两大分支：一种是降低含碳量和合金元素量，提高钢中碳化物分布均匀度，突出提高模具的韧性。如美国钒合金钢公司的 8CrMo2V2Si、日本大同特殊钢公司的 DC53(Cr8Mo2SiV)等。另一种是以提高耐磨性为主要目的，以适应高速、自动化、大批量生产而开发的粉末高速钢。如德国的 320CrVMo13，等。 （2）热处理、表处理新工艺 为了提高模具工作表面的耐磨性、硬度和耐蚀性，必须采用热、表处理新技术，尤其是表面处理新技术。除人们熟悉
43、的镀硬铬、氮化等表面硬化处理方法外，近年来模具表面性能强化技术发展很快，实际应用效果很好。其中，化学气相沉积（CVD ） 、物理气相沉积（PVD ）以及盐浴渗金属（ TD）的方法是几种发展较快，应用最广的表面涂覆硬化处理的新技术。它们对提高模具寿命和减少模具昂贵材料的消耗，有着十分重要的意义。中国模具设计与制造能力状况9在国家产业政策的正确引导下，经过几十年努力，现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平，包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到应用。虽然如此，我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。这一些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆
44、盖件模具及高精度冲模方面，无论在设计还是加工工艺和能力方面，都有较大差距。轿车覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法和手段方面基本达到了国际水平，模具结构周期等方面，与国外相比还存在一定的差距。标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具，已基本达到国际水平。但总体上和国外多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在一定差距。未 来 冲 压 模 具 制 造 技 术 发 展 趋 势 模 具 技 术 的 发 展 应 该 为 适 应
45、模 具 产 品 “交 货 期 短 ”、 “精 度 高 ”、 “质量 好 ”、 “价 格 低 ”的 要 求 服 务 。 达 到 这 一 要 求 急 需 发 展 如 下 几 项 ：(1)全 面 推 广 CAD/CAM/CAE 技 术模 具 CAD/CAM/CAE 技 术 是 模 具 设 计 制 造 的 发 展 方 向 。 随 着 微 机 软 件 的发 展 和 进 步 ， 普 及 CAD/CAM/CAE 技 术 的 条 件 已 基 本 成 熟 ， 各 企 业 将 加 大CAD/CAM 技 术 培 训 和 技 术 服 务 的 力 度 ； 进 一 步 扩 大 CAE 技 术 的 应 用 范 围 。计 算
46、 机 和 网 络 的 发 展 正 使 CAD/CAM/CAE 技 术 跨 地 区 、 跨 企 业 、 跨 院 所 地 在整 个 行 业 中 推 广 成 为 可 能 ， 实 现 技 术 资 源 的 重 新 整 合 ， 使 虚 拟 制 造 成 为 可 能 。 (2)高 速 铣 削 加 工 国 外 近 年 来 发 展 的 高 速 铣 削 加 工 ， 大 幅 度 提 高 了 加 工 效 率 ， 并 可 获 得 极 高的 表 面 光 洁 度 。 另 外 ， 还 可 加 工 高 硬 度 模 块 ， 还 具 有 温 升 低 、 热 变 形 小 等 优 点。 高 速 铣 削 加 工 技 术 的 发 展 ， 对
47、 汽 车 、 家 电 行 业 中 大 型 型 腔 模 具 制 造 注 入 了 新的 活 力 。 目 前 它 已 向 更 高 的 敏 捷 化 、 智 能 化 、 集 成 化 方 向 发 展 。 (3)模 具 扫 描 及 数 字 化 系 统 10高 速 扫 描 机 和 模 具 扫 描 系 统 提 供 了 从 模 型 或 实 物 扫 描 到 加 工 出 期 望 的 模 型所 需 的 诸 多 功 能 ， 大 大 缩 短 了 模 具 的 在 研 制 制 造 周 期 。 有 些 快 速 扫 描 系 统 ， 可快 速 安 装 在 已 有 的 数 控 铣 床 及 加 工 中 心 上 ， 实 现 快 速 数 据
48、 采 集 、 自 动 生 成 各 种不 同 数 控 系 统 的 加 工 程 序 、 不 同 格 式 的 CAD 数 据 ， 用 于 模 具 制 造 业 的 “逆向 工 程 ”。 模 具 扫 描 系 统 已 在 汽 车 、 摩 托 车 、 家 电 等 行 业 得 到 成 功 应 用 ， 相 信在 “十 五 ”期 间 将 发 挥 更 大 的 作 用 。 (4)电 火 花 铣 削 加 工 电 火 花 铣 削 加 工 技 术 也 称 为 电 火 花 创 成 加 工 技 术 ， 这 是 一 种 替 代 传 统 的 用成 型 电 极 加 工 型 腔 的 新 技 术 ， 它 是 有 高 速 旋 转 的 简
49、单 的 管 状 电 极 作 三 维 或 二 维轮 廓 加 工 (像 数 控 铣 一 样 )， 因 此 不 再 需 要 制 造 复 杂 的 成 型 电 极 ， 这 显 然 是 电火 花 成 形 加 工 领 域 的 重 大 发 展 。 国 外 已 有 使 用 这 种 技 术 的 机 床 在 模 具 加 工 中 应用 。 预 计 这 一 技 术 将 得 到 发 展 。 (5)提 高 模 具 标 准 化 程 度 我 国 模 具 标 准 化 程 度 正 在 不 断 提 高 ， 估 计 目 前 我 国 模 具 标 准 件 使 用 覆 盖 率已 达 到 30%左 右 。 国 外 发 达 国 家 一 般 为 80%左 右 。(6)优 质 材 料 及 先 进 表 面 处 理 技 术 选 用 优 质 钢 材 和 应 用 相 应 的 表 面 处 理 技 术 来 提 高 模 具 的 寿 命 就 显 得 十 分 必要 。 模 具 热 处 理 和 表 面 处 理 是 否 能 充 分 发 挥 模 具 钢 料 性 能 的 关 键 环 节 。 模 具热 处 理 的 发 展 方 向 是 采 用 真 空 热 处 理 。 模 具 表 面 处 理 除 完 善 应 发 展 工 艺 先 进 的气 相 沉 积 (TiN、 TiC 等 )、 等 离 子 喷 涂 等 技
