裂纹是发生于凸缘延伸拐角处。当进行凸缘延伸加工时，为了保证形状精度，或将凸缘尽量增大，或者用拉深筋进行拉伸。
　　为此，当超出材料所具有的延伸率及拉伸极限时，就会发生内裂纹或壁裂纹。

　　原因及消除方法

　　①制品深度偏大。

　　首先，变更一下其他加工条件，如仍不能控制裂纹发生，就要将深度降低。

　　②拐角处的凸模圆角半径(rcp)太小。

　　当延伸集中于拐角处的凸模圆角半径(rcp)上而发生裂纹时，需要稍微增大凸模圆角半径。将rcp稍微增大，就会制止内裂纹的产生。

　　③润滑油方面的原因。

　　如过多使用粘度高的润滑油，其结果是材料的流动就会太大，这时就容易发生裂纹。采取的措施是：或者改变成低粘度的润滑油，或者使用适量的高粘度润滑油，并进行试拉伸。

　　④材质的变化。

　　如果材料的塑性各向异性(r)值，加工硬化指数(n)值不足，就要改换成两值均高的材料。

    新模具在使用时应当特别小心，因为模具虽然经过仔细的出厂检验，但是由于所冲制的冲片数量很少，并不能完全检验出模具的所有性能。
　　为此，您应当注意一下几点：

　　1)模具上的模柄螺钉、打料螺钉是否松动。

　　2)导柱、导套是否干净清洁，有无润滑油；否则应清理干净后，加入清洁的润滑油。应选择粘度较高的润滑油，如50#机械油。模具在使用时，每2小时应给导柱加油一次。

　　3)由于电机冷冲模具是精密模具，模架上下平面应无毛刺和杂物，否则，将导致模架上、下平面平行度超差，从而引起冲片毛刺超差。

　　4)如果由于上次装模时，模柄上平面没有和滑块的底平面紧密接触，极易产生裂缝，如果有裂纹，请更换模柄。否则，一旦发生模柄断裂将导致模具报废或损坏冲床。

　　5)在冲床上安装模具前还要确认以下内容：冲床漏料孔直径Φ是否大于模架漏料孔直径Φd＋50或超过凹模模芯直径。如果满足上面的条件，这时应考虑减小漏料孔Φ的直径，防止由于系统刚性太差，长时间冲裁引起模架变形，导致冲片毛刺超差，从而影响模具的使用寿命。

　　减小漏料孔尺寸的方法有两种：

　　一、在冲床闭合高度允许的情况下，可以在模具下面加入一块垫板，垫板中心漏料孔一般取Φd＋10～20mm；垫板上下两平面平行度在0.02/300mm。

　　二、直接改造冲床漏料孔直径，将漏料孔直径改至要求尺寸。

    后几年，高速加工，更确切地说是硬加工在工具和模具制造的加工工艺所占的比重将增长20%，这一评估并不是来源于一些有利益关联的机床制造厂，而是Fraunhofer(弗劳恩霍夫)生产技术研究所在2004年对德国600家模具制造企业进行调查后所得出的令人兴奋的结论！　　

    目前，硬铣加工已在工具、模具制造业的较大范围内获得应用，工具和模具制造企业面对日益加大的竞争压力，应通过采用快速和柔性的加工工艺来应对。大多数情况下，这种竞争压力并非是加工时间本身。因为加工时间是可以通过采用现代化机床和铣刀技术来缩短的。而问题却在于安排在前面和中间的工艺过程，例如淬火，淬火处理需要很多时间，而且会增多物料的后勤工作，这在模具制造时会延长生产时间。通过各种不同的实验表明，经过硬铣的工件表面可以大大减少人工修磨，也就是可以减少例如抛光这样的作业。这样的效果，主要在于硬铣可以获得比磨削加工更均匀的微观几何表面，此外，硬铣时还不会出现表面层的热影响，而这种表面层热影响，在电火花加工中被称之为“白色表层”，且这种白色表层必须通过人工的修磨才来去除。　　

    这些例子表明，与模具制造业中的传统生产工艺流程相比，硬铣具有很大的应用潜力。所以对于本文开头所述硬铣的应用增长20%是完全可以实现的。尽管如此，也不是所有的情况采用硬铣都是可行的或是有效果的。因为所有的加工都存在着是否经济的问题。如果加工高强度特殊材料，加工花纹图案和极小的零件或是几何形状特别复杂的零件。即使在今天，对于可以采用的加工工艺还是有一定的适用范围。因此，本文根据当前一些实例对目前硬铣的可行性、当今开发的重点和其今后的发展前景作一概述。　　愈来愈小的模具——不断小型化的发展趋势　　如今，压铸件上狭小和微小的模腔数量明显在增多，要是同整个微型系统的技术产品加在一起来看，这种小型模具加工则是一个强劲

    增长的领域。此外，由于模具对精度和表面质量要求极高，这是一种精密的壁龛产品。如果采用有效的加工工艺来加工这类产品，那么对于德国和欧洲的企业来说，恰恰是在未来提供了一个很大的潜在市场。基于某些基本的考虑，硬铣工艺对于制造微型结构的模具来说，有着很大的优势。仅仅一个事实是，构件可以在一次装夹下完成加工，从而显著提高加工精度。按这种加工方式，可明显减少为了工件换夹所需附加的加工余量。由于机床领域的新发展，在当今即使加工大型模腔，可以可靠地保持小于±0.01mm的公差。对于特殊的应用情况，机床也能较好地确保1μm的精度。在今天，直径为0.1mm的硬质合金铣刀已列入产品目录，个别也有更小直径的产品。对于淬硬材料的加工，当然是采用涂层刀具，这已经通过很多实验得到了确认。　　

    如果加工深槽，就需采用小直径的刀具，这样，铣削加工与电火花加工骤然发生了竞争。在这种情况下，在典型的模具制造中，大多数情况都会因为有利因素使得企业决定采用铣削替代电火花加工。但是，小型模腔铣削的优点首先在于可获得较好的表面质量和简化的生产工艺流程。这对于小型模具的加工显然是非常有益的。

    1、引言

　　面对二十一世纪的国内建设形势，企业要适应市场经济的发展，作为国家支拄产业的汽车工业将加大轻、微、轿车的产量，因而对模锻件的精度提出了更高的要求。在生产过程中，提高模具寿命是一个复杂的综合性问题。所有锻压工艺，特别是净形和近似净形加工工艺，在很大程度上取决于模具的精度和品质，取决于模具的技术水平。模具技术反映在模具设计和制造上，而模具寿命除与上述两个环节有关外，还与使用环节有关。

　　提高模具寿命有极大的经济效益，一般在试生产阶段模具工装费用占生产成本的25%左右，而定型生产时仅为10%。

　　模具的早期失效形式，多为凸模断裂、模膛边缘堆塌、飞边遭桥部龟裂、模腔底部发生裂纹。影响模具寿命的因素较多，涉及面广，模具设计是模具寿命的基础。模具设计环节是指模具的结构设计、成形模腔设计和确定模具钢种、模具硬度等。模具制造环节是指制模工艺、热处理规范和表面处理技术等。本文仅从模具设计和模具制造两个方面探讨提高模具寿命的措施。

　　2、合理设计精密体积成形件(精锻件)

　　模锻件应尽量避免带小孔、窄槽、夹角，形状要尽量对称，即使不能做到轴对称，也希望达到上、下对称或左、右对称。要设计拔模斜度，避免应力集中和模锻单位压力增大，克服偏心受载和模具磨损不均等缺陷。

　　对于锻模模腔边缘和底部圆角半径R，设计时应从保证锻件型腔容易充满的前提下尽可能放大。若圆角半径过小，模腔边缘很容易在高温高压下堆塌，严重者会形成倒锥，影响模锻件出模。如底部圆角半径R过小而又不是光滑过渡，则容易产生裂纹且会不断扩大。

　　设计模具时应充分利用CAD系统功能对产品进行二维和三维设计，保证产品原始信息的统一性和精确性，避免人为因素造成的错误，提高模具的设计质量。产品三维立体的造型过程以在锻造前全面反映出产品的外部形状，及时发现原始设计中可能存在的问题，同时根据产品信息，用电脑设计出加工模具型腔的电极，为后续模具加工做好准备。

　　采用CAM技术可以将设计的电极精确地按指定方式生产。采用数控铣床(或加工中心)加工电极，可保证电极的加工精度，减小试模时间，减少模具的废品率和返修率，减少钳工劳动量。

　　对于一些外形复杂，精度要求高的锻件，靠模具钳工采用常规模具制造方法保证某些外形尺寸而采用CAD/CAM技术可以对这些复杂的锻件进行精确的尺寸描述，确定合理的分模面，保证合模精度，从模具制造这一环节确保产品精度。

    1、引言

　　面对二十一世纪的国内建设形势，企业要适应市场经济的发展，作为国家支拄产业的汽车工业将加大轻、微、轿车的产量，因而对模锻件的精度提出了更高的要求。在生产过程中，提高模具寿命是一个复杂的综合性问题。所有锻压工艺，特别是净形和近似净形加工工艺，在很大程度上取决于模具的精度和品质，取决于模具的技术水平。模具技术反映在模具设计和制造上，而模具寿命除与上述两个环节有关外，还与使用环节有关。

　　提高模具寿命有极大的经济效益，一般在试生产阶段模具工装费用占生产成本的25%左右，而定型生产时仅为10%。

　　模具的早期失效形式，多为凸模断裂、模膛边缘堆塌、飞边遭桥部龟裂、模腔底部发生裂纹。影响模具寿命的因素较多，涉及面广，模具设计是模具寿命的基础。模具设计环节是指模具的结构设计、成形模腔设计和确定模具钢种、模具硬度等。模具制造环节是指制模工艺、热处理规范和表面处理技术等。本文仅从模具设计和模具制造两个方面探讨提高模具寿命的措施。

　　2、合理设计精密体积成形件(精锻件)

　　模锻件应尽量避免带小孔、窄槽、夹角，形状要尽量对称，即使不能做到轴对称，也希望达到上、下对称或左、右对称。要设计拔模斜度，避免应力集中和模锻单位压力增大，克服偏心受载和模具磨损不均等缺陷。

　　对于锻模模腔边缘和底部圆角半径R，设计时应从保证锻件型腔容易充满的前提下尽可能放大。若圆角半径过小，模腔边缘很容易在高温高压下堆塌，严重者会形成倒锥，影响模锻件出模。如底部圆角半径R过小而又不是光滑过渡，则容易产生裂纹且会不断扩大。

　　设计模具时应充分利用CAD系统功能对产品进行二维和三维设计，保证产品原始信息的统一性和精确性，避免人为因素造成的错误，提高模具的设计质量。产品三维立体的造型过程以在锻造前全面反映出产品的外部形状，及时发现原始设计中可能存在的问题，同时根据产品信息，用电脑设计出加工模具型腔的电极，为后续模具加工做好准备。

　　采用CAM技术可以将设计的电极精确地按指定方式生产。采用数控铣床(或加工中心)加工电极，可保证电极的加工精度，减小试模时间，减少模具的废品率和返修率，减少钳工劳动量。

　　对于一些外形复杂，精度要求高的锻件，靠模具钳工采用常规模具制造方法保证某些外形尺寸而采用CAD/CAM技术可以对这些复杂的锻件进行精确的尺寸描述，确定合理的分模面，保证合模精度，从模具制造这一环节确保产品精度。

    1.首先考虑哪些壁厚处需要注气掏空，然后再决定如何用气道将它们连接起来

　　2.气道应均衡布置，并不能形成回路

　　3.气道的布置应与主要的料流方向一致，转角处应采用较大的圆角半径

　　4.气体喷嘴应置于距塑料最后充填处最远的地方，并置于壁厚处，要与浇口保持20以上的距离

　　5.气体注入时要有明确的流动方向，并能窜至气道末端

　　6.气道的大小很重要，一般为壁厚的2~4倍，气道太大会产生融合线及气陷，太小会使气体流动失去控制

　　7.冷却要尽量均匀，内外壁温差要尽量小

　　8.在流道上放置合理流道半径的截流块，控制不同方向上气体流动的速度

三坐标测量机以其高精度高柔性以及优异的数字化能力，成为现代制造业尤其是模具工业设计、开发、加工制造和质量保证的重要手段。

三坐标测量机是模具质量保证的有效工具　　三坐标测量机在模具行业中的应用相当广泛，它是一种设计开发、检测、统计分析的现代化的智能工具，更是模具产品无与伦比的质量技术保障的有效工具。当今主要使用的三坐标测量机有桥式测量机、龙门式测量机、水平臂式测量机和便携式测量机。测量方式大致可分为接触式与非接触式两种，目前Metris LK的测量机在两项技术上位居世界前列。

模具的型芯型腔与导柱导套的匹配如果出现偏差，可以通过三坐标测量机找出偏差值以便纠正。在模具的型芯型腔轮廓加工成型后，很多镶件和局部的曲面要通过电极在电脉冲上加工成形，从而电极加工的质量和非标准的曲面质量成为模具质量的关键。因此，用三坐标测量机测量电极的形状必不可少。三坐标测量机可以应用3D数模的输入，将成品模具与数模上的定位、尺寸、相关的形位公差、曲线、曲面进行测量比较，输出图形化报告，直观清晰的反映模具质量，从而形成完整的模具成品检测报告。在某些模具使用了一段时间出现磨损要进行修正，但又无原始设计数据(即数模)的情况下，可以用截面法采集点云，用规定格式输出，探针半径补偿后造型，从而达到完好如初的修复效果。当一些曲面轮廓既非圆弧，又非抛物线，而是一些不规则的曲面时，可用油泥或石膏手工做出曲面作为底胚。然后用三坐标测量机测出各个截面上的截线、特征线和分型线，用规定格式输出，探针半径补偿后造型，在造型过程中圆滑曲线，从而设计制造出全新的模具。

正确使用三坐标测量机对其使用寿命、精度起到关键作用，应注意以下几点。

(1)工件吊装前，要将探针退回坐标原点，为吊装位置预留较大的空间；工件吊装要平稳，不可撞击三坐标测量机任何构件。(2)正确安装零件，安装前确保符合零件与测量机的等温要求。(3)建立正确的坐标系，保证所建的坐标系符合图纸的要求，才能确保所测数据准确。(4)当编好程序自动运行时，要防止探针与工件的干涉，故需注意要增加拐点。(5)对于一些大型较重的模具、检具，测量结束后应及时吊下工作台，以避免工作台长时间处于承载状态。

三坐标测量机是模具理想的数字化工具

1974年美国Brown&Sharpe推出全球第一台数控测量机，之后PC-DMIS率先把强大的CAD功能引入测量软件，从此三坐标测量机就以其高精度高柔性以及优异的数字化能力，成为现代制造业尤其是模具工业设计、开发、加工制造和质量保证的重要手段。我侧重谈一下测量机对于模具工业的两个重要作用。

第一，测量机能够为模具工业提供质量保证，是模具制造企业测量和检测的最好选择。测量机在处理不同工作方面的灵活性以及自身的高精度，使其成为一个主仲裁者。在为过程控制提供尺寸数据的同时，测量机可提供入厂产品检验、机床的校验、客户质量认证、量规检验、加工试验以及优化机床设置等附加性能。高度柔性的三坐标测量机可以配置在车间环境，并直接参与到模具加工、装配、试模、修模的各个阶段，提供必要的检测反馈，减少返工的次数并缩短模具开发周期，从而最终降低模具的制造成本并将生产纳入控制。

第二，测量机具备强大的逆向工程能力，是一个理想的数字化工具。通过不同类型测头和不同结构形式测量机的组合，能够快速、精确的获取工件表面的三维数据和几何特征，这对于模具的设计、样品的复制、损坏模具的修复特别有用。此外，测量机还可以配备接触式和非接触式扫描测头，并利用PC-DMIS测量软件提供的强大的扫描功能，完成具备自由曲面形状特征的复杂工件CAD模型的复制。无需经过任何转换，可以被各种CAD软件直接识别和编程，从而大大提高了模具设计的效率。

具体来说，在模具制造企业中应用测量机完成设计和检测任务时，要密切关注测量基准的选择、测头的标定和选择、测点数及测量位置的规划、坐标系的建立、环境的影响、局部几何特征的影响、CNC控制参数等多方面的因素。这当中的每一个因素，都足以影响测量结果的精确和效率。海克斯康在中国拥有3000余家客户操作培训的长期经验，形成了一整套从初级、中级到高级培训的完整体系，我们对于正确使用测量机的理解如下。

首先，选用适宜的设备和正确的检测策略。并且要经过必要的论证，从精度、效率和测量手段等方面衡量测量机是否满足工作目标的需要。

其次，测量人员要经过必要的培训，熟悉测量目标并能够胜任工作的需要。此外，应当对所有的测量设备和测量过程的技术指标进行定期评价和总结。

最后，论证测量结果的一致性。模具工业必不可少的关键设备随着现代制造业的迅猛发展，特别是汽车制造业的发展，对模具设计和制造的要求也日益提高，三坐标测量机已成为模具制造中必不可少的关键设备。

三坐标测量机是精密的数控检测设备，其精度高于一般的数控机床，被广泛应用在模具、汽车、航空、航天、机械等制造业，可对产品的几何尺寸和形位公差进行精确检测。在美国和欧洲的工业发达国家，测量机已经非常普及，大约每七台数控机床要配备一台三坐标测量机。

三坐标测量机除了具备常规的几何尺寸和形位公差检测功能外，在逆向工程技术和曲面坐标检测方面具有特殊的优势，非常适于模具制造业。逆向工程技术是根据已经存在的产品模型或样品，经过三坐标测量机对各项几何尺寸和曲面的测量，反向推出产品设计数据(数字模型或设计图纸)的过程。因此利用逆向工程技术，就可以根据客户提供的样件很方便地制造出模具或直接加工出产品，这在模具制造、汽车、摩托车等行业中有广泛的应用。

三坐标测量机作为数字化的测量设备，通过曲线和曲面的测量可获取工件表面的三维坐标数据，再利用逆向工程CAD技术获得产品的CAD数学模型，进而利用CAM系统完成产品的制造。逆向工程技术用先进的计算机数字图形技术表达复杂的工件形状，可取代以实物为基础的传统的外形传递方法，缩短产品的开发试制周期，降低成本。在模具制造业，大多数模具都是按照CAD数学模型在数控机床上制造完成的，它与原CAD数学模型相比，确定其在加工制造中产生的误差，就需用三坐标测量机进行测量。在三坐标测量机的软件系统中可以用图形方式显示原CAD数学模型，再按照可视化方式从图形上确定被测点，得到被测点的X、Y、Z坐标值及法向矢量，便可生成自动测量程序。三坐标测量机可按法线方向对工件进行精确测量，获得准确的坐标测量结果，也可与原CAD数学模型进行比较并以图形方式显示，生成坐标检测报告(包括文本报告和图表报告)，全过程直观快捷，而用传统的检测方法则无法完成。

    模具包括冲压模、塑料模、压铸模、玻璃模、铸造模、锻造模等等。性能良好，高精度的模具能保证大量生产同一产品，使其生产效率大幅度提高，产品信赖性提高，而成本则大为下降，故模具工业常被成为“机械工业之母”。

近年来，世界模具工业发展很快，我国也奋起直追。国内模具公司、工厂的规模，数量和生产水平都不断提高。同时各模具企业之间互相围绕着产品质量、生产周期和价格三方面进行着激烈的竞争，实际上，谁能在短生产周期中，向客户提供高质量、高精度、低成本、低价格的模具，谁就能在竞争中取胜和发展。为此，各企业需要优秀的人才；先进的CAD/CAM/CAE为代表的设计制造技术；材料技术；拥有五轴数控、高速数控等设备；还要求先进精良的最终切削加工执行工具-刀具。

模具精加工所耗费的时间占模具总加工时间比例甚大。广义地说，模具精加工应包括精切削加工与研磨加工，若能提高精切削加工的效率与精度，不仅能缩短精切削加工的时间，还可能缩短或甚至无需以后的研磨工序。从而提高本企业的竞争能力。

以IT产业为主体的精密冲压模具、塑料模具近年来需要量急速上升。这些模具的组成零件精密且复杂的居多，为加工这些零件，对切削刀具要求品质超常精良，形状多种多样。

据统计，加工这类精密小型模具主要使用整体硬质合金小型立铣刀(占所需刀具的70%)，而这些小型立铣刀直径大部分都在6mm以下。

三菱综合材料公司，三菱综合材料神户切削工具公司历来就生产加工精密零件与精密模具的各类立铣刀。近年来为满足精密小型模具达到更高效、更精密的加工要求，开发了MSTAR(三菱之星)小型立铣刀系列。

MSTAR系列立铣刀在基体材料上使用了三菱引以为荣的超微粒硬质合金TF15，在涂层采用三菱神户工具公司优异PVD技术(MIRACLE)生成的MS涂层(AlTiN)MSTAR共14种品种，各尺寸规格共746种。这14品种包括：

直角头立铣刀

1. 2刃短刃直角头立铣刀MS2MS(ф0.2-12mm)2. 2刃长刃直角头立铣刀MS2JS(ф1-12mm)3. 2刃长颈直角头立铣刀MS2XL(ф0.2-6mm)4. 2刃长颈直角头立铣刀MS2XL6(6mm柄)(ф0.3-2.5mm)5. 4刃短刃直角头立铣刀MS4MC(ф1-12mm)6. 4刃长刃直角头立铣刀MS4JC(ф1-12mm)

球头立铣刀

7. 2刃短刃球头立铣刀MS2SB(R0.1-6mm)8. 2刃中长刃球头立铣刀MS2MB(R0.25-6mm)9. 2刃长颈球头立铣刀MS2XLB(R0.1-3mm)10. 2刃长颈球头立铣刀MS2XLB6(6mm柄)(R0.1-1.25mm)11. 2刃锥刃球头立铣刀MS2MTB(R0.2-1.5mm)

圆弧头立铣刀

12. 2刃圆弧头立铣刀MS2MRB(R1-6mm)13. 2刃长颈圆弧头立铣刀MS2XLRB(R1-6mm)

筋槽立铣刀

14. 4刃锥形筋槽加工立铣刀MS4LT(ф0.2-3mm)

立铣刀的螺旋角常用的有30o，45o，60o。30o的立铣刀适加工硬度HRC20左右的碳钢、合金钢、铸铁和石墨等。45o的立铣刀后刀面磨损，加工表面质量比30o的好，切削力也低，适加工硬度HRC40的碳钢、合金钢、予硬钢、不锈钢、铸铁、铝和铜合金等。

基体材料与MIRACLE涂层性质如左表：

MSTAR系列主铣刀的制造公差：

直角头立铣刀制造公差

D≤3为-0.005～0.028. D≤6为-0.015～-0.038 8≤D为0～0.020

球头主铣刀的制造公差

R为±0.01，D<6为0～0.028，D=6为0～-0.038 8≤D，为0～-0.020

圆弧头主铣刀的制造公差

D≤3，为-0.005～-0.028. 3≤D≤6，为-0.015～-0.038

筋槽加工用立铣刀制造公差

D<0.5，为0～-0.02 D≥0.5，为0～-0.04.

斜角公差为±5’。

整体立铣刀自身的制造公差越高，加工精度亦越高，越易达到最终加工要求，这样可以大大缩短模具交货期，提高工厂竞争力。

至今为止，精加工型腔成型部分的表面，仍主要采用整体球头立铣刀加工，因它富于柔性，适应仿形加工、等高线加工等而被广泛使用。为能高精度加工模具，对刀具要求如下：

①球头R部位精度必须高，且刀刃锋利，若R精度低，按程序加工模具，就难于保证尺寸精度。②一般球头中心部位切削速度为零，该处不是在切削，而是在挤压啃咬工件，造成精加工表面质量恶化，这部位是刀具设计改进最重要之处。③在精加工中，要求换刀是不可能的，因此要求刀具寿命长且稳定，为了不致产生突发性损伤，除开发最好的刀具材料与涂层外，也要设计制造可靠性高的刀刃形状.

    一、覆盖件冲模
　　1.拉延模

　　拉延模是保证制成合格覆盖件最主要的装备。其作用是将平板状毛料经过拉延工序使之成型为立体空间工件。

　　拉延模有正装和倒装两种型式。正装拉延模和凸模和压料圈在上，凹模在下，它使用双动压力机，凸模安装在内滑块上，压料圈安装在外滑块上，成型时外滑块首先下行，压料圈将毛料紧紧压在凹模面上，然后内滑块下行，凸模将毛料引伸到凹模腔内，毛料在凸模、凹模和压料圈的作用下进行大塑性变形。倒装拉延模的凸模和压料圈在下，凹模在上，它使用单动压力机，凸模直接装在下工作台上，压料圈则使用压力机下面的顶出缸，通过顶杆获得所需的压料力。倒装型式拉延模只有在顶出压力能够满足压料需要的情况下方可采用。

　　2.修边模

　　修边模用于将拉延件的工艺补充部分和压料凸缘的多余料切除，为翻边和整形准备条件。在小批量生产时，可以用手工和其他简单装备代替。修边模修边往往兼冲孔。

　　修边模在修边的同时，要将废料切成若干段，每段长在200～300mm之间，分割后的废料便于打包外运。

　　3.翻边模

　　翻边模是将半成品工件的一部分材料相对另一部分材料发生翻转，根据翻边的冲压方向不同，翻边模可分为垂直翻边模和水平翻边模两大类。水平翻边(含倾斜翻边)则需要斜楔结构完成翻边成型工作。番边模也是制成合格覆盖件的必要装备。

　　二、覆盖件夹具

　　1.焊装夹具是覆盖件总成焊装的重要装备，按照总成的内容和层次，可分为若干种类夹具，通常冠以各种总成的名称。

　　2.检验夹具

　　检验夹具是对覆盖件及其总成件进行综合性检测的主体量具，其检测内容主要是立体型面、轮廓形状和尺寸。检测数据和检查基准书内规定的公差要求进行对照，用来判断工件是否合格。

　　三、模型

　　1.实体模型

　　传统的冲模加工方法是采用实体模型作为加工依据。实体模型具有直观、采集数据可靠、加工设备要求低等优点。因此，目前国内大多数厂家仍采用实体模型加工方法。

　　工艺模型通常利用主模型按冲压工序的需要，高速冲压方向，并增加工艺补充部分改制而成。由于工艺模型的型面都取覆盖件的内表面，所以工艺模型可直接用来仿型或数控仿型加工拉延模的凸模和压料圈。至于拉延模的凹模加工，目前有两种方法：其一是按凸模的工艺模型反制一个凹的工艺模型，再按凹的工艺模型由计算机直接生成凹模的加工程序，这种方法正逐渐取代前一种方法。由此可见，实体模型只需制造一个具有凸模形状的正工艺模型，即要满足模具加工的需要，工艺样架等过渡模型已不再采用。

　　2.数学模型

　　应用电子计算机建立覆盖件的数学模型，为汽车模具的计算机辅助设计与制造创造了条件，数学模型可以在计算机的屏幕上进行模拟装配、调整冲压方向，这是实体模型无法实现的。因此，采用数学模型加工模具代表了模具工业的发展方向，它将彻底改变模具质量依靠工匠技艺的状态。

    随着工业的发展，模具的需求量越来越大，模具寿命也愈来愈引起人们的重视。在生产中，很多模具存在易损伤，需频繁刃磨、修理等现象，严重地影响生产进度和产品质量。
　　823模具专用抗磨剂是北京邮电大学化学防护研究所彭道儒教授发明的《djb—823固体薄膜保护剂》(国家军用标准gjb—1300—91)系列产品之一。该产品抗腐蚀，具有良好的润滑性能和耐磨性能，可使模具寿命提高3~10倍，而且成本低、操作简单、周期短、见效快。

　　一、产品特点1.有机合成物: 823抗磨剂是两种具有特殊结构的物质以润滑剂与金属缓蚀剂相结合的一种人工有机合成物。该合成物是具有永久偶极矩的强极性分子，能通过分子端基所具有的静电场力和配位场力与金属原子的空轨道形成化学键结合，其结合力为30~150千卡/mol，比分子间结合力大11~300倍。2.极性分子：极性分子由头和尾组成，极性分子头内有密集的电子云团，其中能量较大的电子进入金属表面原子的空轨道与金属原子形成化学键结合(共价键和配位键)，具有很强的极性。整个分子长度约35~37?(图一)，尾部有很强的自润滑特性，起着润滑耐磨作用。3.作用机理:a.防腐性:涂敷823抗磨剂的金属表面，可以形成一层完整的保护膜。这层膜由无数个极性分子定行排列而成(图二)，构成了一层固体薄膜，隔绝了空气和水分等介质对金属表面的接触，显示出优良的防腐蚀性能。b.润滑性：涂敷823抗磨剂的两个金属的相互运动实际上是铆在金属表面上的823抗磨剂极性分子尾与尾之间的摩擦(图三)，形成非金属与金属之间的摩擦。c.耐磨性：涂敷823抗磨剂的金属表面可以形成多分子结构，一般有3~4层(图四),厚度约200?(20nm)。如超过4层，823抗磨剂分子不能定向排列，形成物理吸附层(图五)。多分子结构的823抗磨剂涂层，形成摩擦为薄膜与薄膜之间的摩擦，涂与不涂提高耐磨性11.09倍。d.使用方便：823抗磨剂工艺简单，将工件处理后放进823溶液中浸泡1~3分钟取出烘干即可形成一层致密的干性保护膜，厚约1~2微米。该膜层不影响工件的尺寸精度与固有的物理特性。e.成本低廉：500ml溶液可涂敷5~7平方米的表面积，涂敷成本每平方分米约0.2~0.5元。f.应用广泛：823抗磨剂的工艺适用于各种金属材料，不仅能在钢铁制品表面而且在粉末冶金和铸铁件表面形成厚度均匀、组织致密的保护层。广泛用于钢铁、铸铁、钢管、钢板以及金、银、铜等有色金属和非金属材料的表面处理。g.结合强度高：823抗磨剂与金属基件结合强度高，不起皮、不脱落、不生锈；既保持了金属基件原机械性能，而且增加了耐磨性与耐腐蚀性。h.涂层均匀：823抗磨剂涂层均匀致密。不论是浅孔、深孔、管道内壁、制品拐角等形状复杂的表面，都能进涂层均匀行表面处理，无麻点、无气孔。823抗磨剂可以同时满足润滑、耐磨、导电、绝缘、防潮湿、防霉菌、防盐雾、防手汗、耐冲击、防工业大气、耐高低温等十六个性能指标。其综合性能指标达到或超过了通过国家专利局和国家科委情报中心检索的、世界专利收集到的文献资料上的技术性能指标，居国际先进水平。

　　二.提高模具的耐磨性冲裁、拉伸等模具在生产中处于反复縻擦状态，必须提高它们的耐磨性来延长使用寿命。如采用新材料、表面处理新工艺等方法，存在成本高、工艺复杂、生产周期长等缺点。823抗磨剂与cr12、crmov、t10a等黑色金属原子形成共价键结合，其结合力为30~150千卡/摩尔，比分子间结合力(即范德法力)大11~300倍，在冲压过程中虽然承受了强大的工艺力，也不会使涂层脱落。涂敷823抗磨剂的金属表面可以形成定向排列的多分子结构，一般3~4层，厚度约20nm。多分子结构的823抗磨剂涂层形成摩擦为薄膜与薄膜之间的摩擦；应用于冲裁、拉伸、弯曲、压铸等冷冲模具上，可大大提高它们的耐磨性，效果显著。a.减少模具刃磨次数；省工、省时，减轻劳动强度。b.使工件尺寸稳定，大大提高产品的合格率。c.延长模具寿命3~10倍，降低模具材料成本和制造成本。

　　三.保证良好的润滑在冲压过程中，由于存在着强大的摩擦力，需要添加高强度专用润滑油来降低摩擦系数从而减少摩擦力以提高工件质量和延长模具寿命。目前有很多方法可以提高模具表面的硬度，如表面淬火、镀硬铬、氮化处理等，但这些方法都存在着一个共同的缺点，即只能提高模具表面的硬度，却不能降低表面摩擦系数和减少摩擦力。当模具表面涂敷823抗磨剂后，在其表面形成一层完整的保护膜，这层膜由无数个抗磨剂的极性分子定行排列而成。涂敷823抗磨剂的两个金属的相互运动实际上是铆在金属表面上的823保护剂极性分子尾与尾之间的摩擦，具有良好的自润滑特性，抗咬合(粘结)，可降低工件与模具之间的摩擦系数5~10倍和减少摩擦力1/3以上。a.提高工件断面质量，减少毛刺。b.降低表面粗糙度，使产品表面光亮，不拉花，也不起龟裂。c.可使落料顺畅，避免出现堵塞。d.对用于批量生产的模具效果显著。

　　四.抗腐蚀及防锈823抗磨剂具有优良的防护性能，强疏水性；防潮湿、盐雾以及so2、h2s、co2等对金属的腐蚀氧化。该保护膜耐单一溶剂的擦洗。涂敷823抗磨剂的模具在使用或库存中无需防锈处理，也会长期保持不氧化生锈。

　　五、应用范围1.汽车工业:a.气缸活塞凸轮轴换档凸轮分离凸轮气门挺杆活塞销b.曲轴铜套轴瓦轴承齿轮连杆高压油泵喷油嘴各种链条2.航空工业: a.各类阀体阀芯接头仪器外表外壳b.表盘指针陀螺螺母螺杆整流罩3.机加工业:a.模具:冲裁模拉伸模拨丝模挤压模压铸模b.量具:卡尺角尺千分尺千分表螺纹塞规螺纹止规高度尺c.刀具:车刀创刀镗刀丝锥板牙铣刀拉刀创齿刀插齿刀4.纺织工业:纺织刮板送料导杆锭子棘轮纺织针喷丝头钢领5.石化工业:各种阀门泵壳抽油泵抽油杆热交换器及各种轴、套、管、叶片等6.其它:a.柱塞式液压泵齿轮泵剪板机导弹导轨机床导轨手表扣b.各种标准件缝纫机零件自行车零件电动工具振动盘刀片

　　六、823抗磨剂在模具方面的应用实例序号使用单位模具名称模具材料硬度工件材料效果比较涂敷前涂敷后1济南生建电机厂75kw电机转子铁芯单槽冲模cr12 hrc60~64 d22钢板δ0.5mm模具刃磨一次可冲4台电机的转子铁芯，冲次10.5万次。刃磨一次可冲8台电机的转子铁芯，模具寿命提高一倍，提高了工件断面质量，毛刺高度上升状况比较平稳。2济南消防器材厂消防筒上盖落料拉伸模t10a hrc50~55 8ai铜板δ1.5mm每套模具冲压500个工件后，凹模圆角严重拉伤及拉伸件表面有划痕。模具每次可冲压拉伸1万多工件，寿命提高近20倍，质量也大大提高。(工件拉伸高度50mm)3济南轻骑摩托车厂油箱口落料拉伸模sdk-11 (cr12mov) o8aiδ0.7mm冲1万个零件后，模具就拉伤，冲件表面产生划痕。冲1.6万个零件，模具无拉伤，表面质量良好。(模具从日本进口)4油箱外壳拉伸模压边圈灰口铸铁镀铬o8aiδ0.7mm模具的凹模及压边圈冲1000多个零件就需修理。冲压7500多个零件，也无需修理。(模具从日本进口)5喇叭固定板落料冲孔复合模cr12 a3δ1.6mm冲800多个零件后，模具刃口明显变钝，冲裁过程中板材产生撕裂现象，毛刺高达0.5mm。可冲15000个零件，模具寿命提高了18倍。6泰安电车线厂拔丝模yg8铜tc1110模具每次拉制线材2788m，且首尾尺寸相差大，废品率很高可拉到9644m，尺寸变化仍在公差范围内，无废品，且拨丝表面粗糙度大大降低，寿命提高3~5倍。(电气火车的馈电线)7北京手术器械厂手术刀片冲芯模cr12 hrc60~64冲压3万片，修磨一次，需半天时间，浪费工时，影响进度。可冲10万片，刀片质量有所改善，送歪片也极少损坏模具。8航天航空部139厂自行车托板螺帽冲缺口模cr12 a3冲制每批零件需用30多套模具，模具消耗量大，换装模具次数多，时间长，工人劳动强度大。只用3套模具就可冲制完该批零件。冲制用的3套模具经修刃后可继续使用，寿命提高10倍以上。

1)ESI(Earlier Supplier Evolvement 供应商早期参与)：此阶段主要是客户与供应商之间进行的关于产品设计和模具开发等方面的技术探讨，主要的目的是为了让供应商清楚地领会到产品设计者的设计意图及精度要求，同时也让产品设计者更好地明白模具生产的能力，产品的工艺性能，从而做出更合理的设计。　　

2)报价(Quotation)：包括模具的价格、模具的寿命、周转流程、机器要求吨数以及模具的交货期。(更详细的报价应该包括产品尺寸重量、模具尺寸重量等信息。)　　3)订单(Purchase Order)：客户订单、订金的发出以及供应商订单的接受。　　

4)模具生产计划及排工安排(Production Planning and Schedule Arrangement)：此阶段需要针对模具的交货的具体日期向客户作出回复。　　

5)模具设计(Design)：可能使用的设计软件有Pro/Engineer、UG、Solidworks、AutoCAD、CATIA等　

6)采购材料　　

7)模具加工(Machining)：所涉及的工序大致有车、锣(铣)、热处理、磨、电脑锣(CNC)、电火花(EDM)、线切割(WEDM)、座标磨(JIG GRINGING)、激光刻字、抛光等。　　

8)模具装配(Assembly)　　

9)模具试模(Trial Run)　　

10)样板评估报告(SER)

11)样板评估报告批核(SER Approval)

（一）模具满足工作条件要求
     1、耐磨性
     坯料在模具型腔中塑性变性时，沿型腔表面既流动又滑动，使型腔表面与坯料间产生剧烈的摩擦，从而导致模具因磨损而失效。所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。
     硬度是影响耐磨性的主要因素。一般情况下，模具零件的硬度越高，磨损量越小，耐磨性也越好。另外，耐磨性还与材料中碳化物的种类、数量、形态、大小及分布有关。
     2、强韧性
     模具的工作条件大多十分恶劣，有些常承受较大的冲击负荷，从而导致脆性断裂。为防止模具零件在工作时突然脆断，模具要具有较高的强度和韧性。
     模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。
     3、疲劳断裂性能
     模具工作过程中，在循环应力的长期作用下，往往导致疲劳断裂。其形式有小能量多次冲击疲劳断裂、拉伸疲劳断裂接触疲劳断裂及弯曲疲劳断裂。
     模具的疲劳断裂性能主要取决于其强度、韧性、硬度、以及材料中夹杂物的含量。
     4、高温性能
     当模具的工作温度较高进，会使硬度和强度下降，导致模具早期磨损或产生塑性变形而失效。因此，模具材料应具有较高的抗回火稳定性，以保证模具在工作温度下，具有较高的硬度和强度。
     5、耐冷热疲劳性能
     有些模具在工作过程中处于反复加热和冷却的状态，使型腔表面受拉、压力变应力的作用，引起表面龟裂和剥落，增大摩擦力，阻碍塑性变形，降低了尺寸精度，从而导致模具失效。冷热疲劳是热作模具失效的主要形式之一，帮这类模具应具有较高的耐冷热疲劳性能。
     6、耐蚀性
     有些模具如塑料模在工作时，由于塑料中存在氯、氟等元素，受热后分解析出HCI、HF等强侵蚀性气体，侵蚀模具型腔表面，加大其表面粗糙度，加剧磨损失效。

（二）模具满足工艺性能要求
     模具的制造一般都要经过锻造、切削加工、热处理等几道工序。为保证模具的制造质量，降低生产成本，其材料应具有良好的可锻性、切削加工性、淬硬性、淬透性及可磨削性；还应具有小的氧化、脱碳敏感性和淬火变形开裂倾向。
     1、可锻性
     具有较低的热锻变形抗力，塑性好，锻造温度范围宽，锻裂冷裂及析出网状碳化物倾向低。
     2、退火工艺性
     球化退火温度范围宽，退火硬度低且波动范围小，球化率高。
     3、切削加工性
     切削用量大，刀具损耗低，加工表面粗糙度低。
   4氧化、脱碳敏感性
     高温加热时抗氧化怀能好，脱碳速度慢，对加热介质不敏感，产生麻点倾向小。
     5、淬硬性
     淬火后具有均匀而高的表面硬度。
     6、淬透性
     淬火后能获得较深的淬硬层，采用缓和的淬火介质就能淬硬。
     7、淬火变形开裂倾向
     常规淬火体积变化小，形状翘曲、畸变轻微，异常变形倾向低。常规淬火开裂敏感性低，对淬火温度及工件形状不敏感。
     8、可磨削性
     砂轮相对损耗小，无烧伤极限磨削用量大，对砂轮质量及冷却条件不敏感，不易发生磨伤及磨削裂纹。

（三）模具满足经济性要求
     在给模具选材是，必须考虑经济性这一原则，尽可能地降低制造成本。因此，在满足使用性能的前提下，首先选用价格较低的，能用碳钢就不用合金钢，能用国产材料就不用进口材料。
     另外，在选材时还应考虑市场的生产和供应情况，所选钢种应尽量少而集中，易购买。

    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、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（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
    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 ~ 73HRC。

    h.新材料
    冲压模具使用的材料属于冷作模具钢，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。

    常温下的塑性弯曲和其它塑性变形一样，在外力作用下产生的总变形由塑性变形和弹性变形两部分组成。当弯曲结束外力去除后，塑性变形留存下来，而弹性变形则完全消失，弯曲变形区外侧因弹性恢复而缩短，内侧因弹性恢复而伸长，产生了弯曲件的弯曲角度和弯曲半径与模具相应尺寸不一致的现象。这种现象称为弯曲回弹(简称回弹)。

 

　　在弯曲加载过程中，板料变形区内侧与外侧的应力应变性质相反，卸载时内侧与外侧的回弹变形性质也相反，而回弹的方向都是反向于弯曲变形方向的。另外综观整个坯料，不变形区占的比例比变形区大得多，大面积不变形区的惯性影响会加大变形区的回弹，这是弯曲回弹比其它成形工艺回弹严重的另一个原因。它们对弯曲件的形状和尺寸变化影响十分显著，使弯曲件的几何精度受到损害。

　　弯曲件的回弹现象通常表现为两种形式：一是弯曲半径的改变，由回弹前弯曲半径r t变为回弹后的r 0。二是弯曲角度的改变，由回弹前弯曲中心角度αt(凸模的中心角度)变为回弹后的工件实际中心角度α0 。回弹值的确定主要考虑这两个因素。若弯曲中心角α两侧有直边，则应同时保证两侧直边之间的夹角θ(称作弯曲角)的精度。弯曲角θ与弯曲中心角度α之间的换算关系为：θ= 180 o-α，注意两者之间呈反比关系。

　　一.材料的力学性能

　　材料的屈服点σS愈高，弹性模量E愈小，弯曲变形的回弹也愈大。因为材料的屈服点σS愈高，材料在一定的变形程度下，其变形区断面内的应力也愈大，因而引起更大的弹性变形，所以回弹值也大。而弹性模量E愈大，则抵抗弹性变形的能力愈强，所以回弹值愈小。

　　二.相对弯曲半径r / t

　　相对弯曲半径r / t愈小，则回弹值愈小。因为相对弯曲半径r / t愈小，变形程度愈大，变形区总的切向变形程度增大，塑性变形在总变形中占的比例增大，而相应弹性变形的比例则减少，从而回弹值减少。反之，相对弯曲半径r / t愈大，则回弹值愈大。这就是曲率半径很大的工件不易弯曲成形的原因。

　　三.弯曲中心角α

　　弯曲中心角α愈大，表示变形区的长度愈大，回弹累积值愈大，故回弹角愈大，但对曲率半径的回弹没有影响。

　　四.模具间隙

　　弯曲模具的间隙愈大，回弹也愈大。所以板料厚度允差愈大，回弹值愈不稳定。

　　五.弯曲件形状

　　U形件的回弹由于两边互受牵制而小于V形件。形状复杂的弯曲件一次弯成时，由于各部分相互牵制以及弯曲件表面与模具表面之间的摩擦影响，改变了弯曲件各部分的应力状态(一般可以增大弯曲变形区的拉应力)，使回弹困难，因而回弹角减小。