精密體積成形模具的設計制造

1、引言

面對二十一世紀的國內建設形勢，企業要適應市場經濟的發展，作為國家支拄產業的汽車工業將加大輕、微、轎車的產量，因而對模鍛件的精度提出了更高的要求。在生產過程中，提高模具壽命是一個復雜的綜合性問題。所有鍛壓工藝，特別是凈形和近似凈形加工工藝，在很大程度上取決于模具的精度和品質，取決于模具的技術水平。模具技術反映在模具設計和制造上，而模具壽命除與上述兩個環節有關外，還與使用環節有關。

提高模具壽命有極大的經濟效益，一般在試生產階段模具工裝費用占生產成本的25%左右，而定型生產時僅為10%。

模具的早期失效形式，多為凸模斷裂、模膛邊緣堆塌、飛邊遭橋部龜裂、模腔底部發生裂紋。影響模具壽命的因素較多，涉及面廣，模具設計是模具壽命的基礎。模具設計環節是指模具的結構設計、成形模腔設計和確定模具鋼種、模具硬度等。模具制造環節是指制模工藝、熱處理規范和表面處理技術等。本文僅從模具設計和模具制造兩個方面探討提高模具壽命的措施。

2、合理設計精密體積成形件(精鍛件)

模鍛件應盡量避免帶小孔、窄槽、夾角，形狀要盡量對稱，即使不能做到軸對稱，也希望達到上、下對稱或左、右對稱。要設計拔模斜度，避免應力集中和模鍛單位壓力增大，克服偏心受載和模具磨損不均等缺陷。

對于鍛模模腔邊緣和底部圓角半徑R，設計時應從保證鍛件型腔容易充滿的前提下盡可能放大。若圓角半徑過小，模腔邊緣很容易在高溫高壓下堆塌，嚴重者會形成倒錐，影響模鍛件出模。如底部圓角半徑R過小而又不是光滑過渡，則容易產生裂紋且會不斷擴大。

設計模具時應充分利用CAD系統功能對產品進行二維和三維設計，保證產品原始信息的統一性和精確性，避免人為因素造成的錯誤，提高模具的設計質量。產品三維立體的造型過程以在鍛造前全面反映出產品的外部形狀，及時發現原始設計中可能存在的問題，同時根據產品信息，用電腦設計出加工模具型腔的電極，為后續模具加工做好準備。

采用CAM技術可以將設計的電極精確地按指定方式生產。采用數控銑床(或加工中心)加工電極，可保證電極的加工精度，減小試模時間，減少模具的廢品率和返修率，減少鉗工勞動量。

對于一些外形復雜，精度要求高的鍛件，靠模具鉗工采用常規模具制造方法保證某些外形尺寸而采用CAD/CAM技術可以對這些復雜的鍛件進行精確的尺寸描述，確定合理的分模面，保證合模精度，從模具制造這一環節確保產品精度。