冲压模具零件的品质维护与改善

　　现在市场竞争愈发地激烈，对于产品来说，它是否可以很早地在市场里发售决定了其成败。模具本身是一种产品生产工具，具备较好的效率以及质量，在生产产品的过程里，模具开发需要耗费特别多的时间。所以很多客户都希望模具开发能够具备更小的开发周期，大多数客户最为重视的就是模具交货期，其次为价格以及质量。这也同时造成了大部分加工商为了赶交期而忽略了模具本身的品质问题，从而严重的影响了模具产品的生产质量要求，将模具的修模期无限制拉长而耽误生产。因此模具的加工品质也变得尤为重要。本文便针对模具的加工时因加工工艺的相关问题而影响模具加工品质做出了相关系列的分析。前半文主要介绍常见的相关加工工艺，后半文叙述加工工艺之间的常见问题原因及解决措施。

　　电火花线切割加工（Wire cut Electrical Discharge Machining，简称WEDM），有时又称线切割。其基本工作原理是利用连续移动的细金属丝（称为电极丝）作电极，对工件进行脉冲火花放电蚀除金属、切割成型。

　　就特种加工来说，电火花线切割技术是其特别关键的一个组成部分，它跟以前的传统加工技术有很大的区别，即必须借助机械能以及机械力才能实现切除操作，大体上是通过电能来完成相关材料的制作工作。因此，上述技术可以避免材料特点对其的影响，能够对不同脆性、强度以及刚度的材料进行加工，在当今的机械加工里占据了特别关键的地位。

　　由于工业生产行业得到了技术的发展，线切割技术现在已经成为了一个较为关键的技术，由于其具备较大的生产效率、较小的能耗、较低的生成成本等特征，在机械加工生产这一行业里获得了众多的认可。尤其在模具加工这一产里，很多挤压模加工工艺里都运用到了电火花线切割这一个技术，调整了此前通过曲线磨削一级分开模来生产的技术，降低了制造说需要花费的时间，目前线切割技术变成了当今特别重要的一项技术。

　　它的加工原理主要是，借助电火花本身存在的放电现象来就零件开展加工。当脉冲电源的正极跟工件进行了连接，选取铜丝或者钼丝来当做一个切割金属丝，把高频脉冲电源的负极跟金属丝进行相连，使其成为一个工具电极，采取火花放点的模式来对相关的零件展开加工以及切割。通过脉冲电源，能够获得加工能量，在加工的时候采取特定的线切割工作液来对这个阶段里出现的碎屑进行清理。由于电场的作用，使得阳极以及阴极表面都得到了离子流以及电子流的影响，导致电极间隙里会出现温度很高的热源，从而使得金属得到局部的气化以及熔化。此时的工件材料以及得到气化的工作液会很快地膨胀，由于此类膨胀力的作用，得到气化以及熔化的工件材料会在放电通道外部被抛出，如此就实现了一个顺利的火花放电过程。

　　如果出现了下一个脉冲，就应该将上述的火花放电过程进行反复的操作，才能使得工件具备形状，这是通过切割技术得到的。借助数控变成，能够对其的切割轨迹展开有效的管控。

　　在中国，高速走丝电火花线切割机是其具备创新性的一个机种，现在在数控机床产业里占据了最大的销量。通过数据收集可知，一共有超过10000台的切割机得到了广泛的运用，主要在零件加工以及模具生产等行业。因为高速走丝能够很大程度对排屑条件进行优化，从而能够在一些电流以及厚度较大的情况下切割，其高性价比得到了众多使用者的认可。所以在未来的发展时期里，中国电加工产业里使用频率最高的机型仍是高速走丝电火花线切割机。

　　2000年，中国具备最高销量的低速走丝线切割机床销量的制造机构在当年仅仅售卖了100多台，占据了整个市场的1/9，不过两年后，它的销量已经占据了全国市场的1/5，而且上述产品在科学的合资下已经对技术进行了更新，从而使得产品质量得到了提升，跟全球1990年嗲左右的水平特别接近。例如其切割速度能够超过200m㎡/min，加工精度能够精确到5微米，粗糙度也能小于1个微米，不过其销售价格也较为实惠，仅仅为五十万元人民币，而其同样性能的进口机器需要接近一百万元人民币，这些都给其发展带来了很好的开端，并且具备很好的前景。由于模具产业的持续发展，民众对于精密零件有了更多的诉求，低速走丝线切割机床的市场价格也降低了，并且由于民众对上述加工技术认知的不断深入，可以估计其销量还会得到大幅度提升，并且中国制造的切割机床也会占据更大的市场份额，甚至还有可能销售到其他国家。而线切割加工类型常见有三种，分别为：慢走丝线切割加工、中走丝线切割加工和快走丝线切割加工。

　　①慢走丝线切割加工

　　慢走丝线切割加工（低速走丝电火花线切割加工）的切割速度一般为0.2m/s，精度可达0.001mm级，通常以铜线作为电极丝。电极丝在运动的时候，往往是单向的，并且速度很小，就加工表面具备的质量而言，它跟磨削操作特别接近，它具备较为平稳的工作性能，生产的产品质量也比较优异，效率也较为优异，能够达到350/min。对于慢走丝线切割加工机床而言，它使用的主要方法就是电极连续供丝，在这个过程里，会对电极产生较大的损耗，并且也能获得有效的补充，因此能够增加加工精度。对于慢走丝线切割机床来说，通过其进行加工得到的工件能够具备超过Ra0.8微米的粗糙度，并且在跟快走丝线切割机床对比后可知，它的直线以及圆度误差等都相对较大。

　　②中走丝线切割加工

　　中走丝线切割加工属往复高速走丝电火花线切割，是在高速往复走丝电火花线切割机上实现多次切割的功能。所谓的“中走丝”并非是走丝的速度快，而是指中走丝线切割借鉴了一些慢走丝线切割的加工工艺方法，而且能够完成多次以及无条文切割等操作。现在走丝控制能够完成多次的切割操作，最多为7次，其中最为关键的就是首次切割，这能够给下次的切割任务打好基础，便于对工件展开全方位的精修操作，从而使其能够在稳定以及高速的环境下切割，剩下的仅仅能通过抛磨修光等措施来增加精度。因此中走丝线切割兼具慢走丝线切割和快走丝线切割的优点，不过在进行切割操作的时候，一定要对变形处理进行格外的重视。由于热应力的存在，会造成材料产生一些不规整的变形，并且无定向的，这就会造成切割吃倒量分配不均匀，使得切割精度降低。因此在切割的时候，应该按照材料的不一，来设定不一的加工余量，从而来对其内部的变形以及内应力进行最大限度的释放。

　　③快走丝线切割加工

　　快走丝线切割加工（又称往复走丝电火花线切割加工）电极丝一般采用钼丝，一般加工速度可达6~12m/s。加工时通过电极丝接脉冲电源负极，工件接脉冲电源正极，高频脉冲电源使工作液击穿形成放电通道，粒子在电场力的作用下轰击被加工件的表面，使得工件表面被瞬间熔化。并且电极丝能够以最大的速度在凹坑里通过，因此工件会有比电极更大的蚀除量，降低了电极丝的磨损。不过因为加工的时候电极丝一般都是来回走丝的，并且加工机床无法就电极丝本身提供平稳的张力来进行管理和控制，因此很多时候都会产生电极丝抖动的情况，导致断丝。并且，来回走丝会造成电极丝得到很大的破坏，最终生产出来的工件质量也不如从前。

　　研磨是在精加工基础上用研具和磨料从工件表面磨去一层极薄金属的一种磨料精密加工方法。它利用涂敷或压嵌在研具上的磨料颗粒，通过研具与工件在一定压力下的相对运动对加工表面进行的精整加工。研磨可用于加工各种金属和非金属材料，加工的表面形状有平面，内、外圆柱面和圆锥面，凸、凹球面，螺纹，齿面及其他型面。Ra值一般可达0.1～0.008μm之内。

　　研磨加工一般可分为手工研磨和机械研磨。

　　①手工研磨：

　　手工研磨一般在研磨平板上进行。平板为方形,尺寸为300×300mm或350×350mm,材料采用铸铁,精度等级应不低于—级。平板一般三块一组,使用中必须定期检查确保精度。研磨工件时要均匀使用研磨乎板表面,修复对应三块平板互相对研校准,只有经常保持乎板的精度,才能获得较好的研磨质量。

　　②机械研磨

　　机械研磨一般是在进行批量生产较大的情况下使用研磨机研磨,而研磨机是研磨平面的一种专用设备,按其结构型式分机械研磨机和电磁振动研磨机等。在机械研磨机中有单面研磨机、双面研磨机。一些自动化程度较高的研磨机,还可以自动加压和自动测量工作厚度,研磨效率较高。

　　CNC又叫做电脑锣、CNCCH或数控机床其实是香港那边的一种叫法，后来传入大陆珠三角，其实就是数控铣床，在广、江浙沪一带有人叫“CNC加工中心”是一种装有程序控制系统的自动化机床。，(数控机床)是计算机数字控制机床(Computer numerical control)的简称，是一种由程序控制的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，通过计算机将其译码，从而使机床动作并加工零件。通过刀具切削将毛坯料加工成半成品成品零件等。一般CNC加工通常是指精密机械加工、CNC加工车床、CNC加工铣床、CNC加工镗铣床等。是指用数控的加工工具进行的加工。CNC指数控机床由数控加工语言进行编程控制，通常为G代码。数控加工G代码语言告诉数控机床的加工刀具采用何种笛卡尔位置坐标，并控制刀具的进给速度和主轴转速，以及工具变换器、冷却剂等功能。数控加工相对手动加工具有很大的优势，如数控加工生产出的零件非常精确并具有可重复性；数控加工可以生产手动加工无法完成的具有复杂外形的零件。数控加工技术现已普遍推广，大多数的机加工车间都具有数控加工能力，典型的机加工车间中最常见的数控加工方式有数控铣、数控车和数控EDM线切割（电火花线切割）。进行数控铣的工具叫做数控铣床或数控加工中心。进行数控车削加工的车床叫做数控车工中心。数控加工G代码可以人工编程，但通常机加工车间用CAM（计算机辅助制造）软件自动读取CAD（计算机辅助设计）文件并生成G代码程序，对数控机床进行控制。

　　放电加工是特种加工技术的一种，广泛应用在模具制造、机械加工行业。放电加工可以用来加工传统切削方法难以加工的超硬材料和复杂形状的工件，通常用于加工导电的材料，可以在诸如钛合金、工具钢、碳钢和硬质合金等难加工材料上加工复杂的型腔或者轮廓。其原理是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电蚀作用蚀除导电材料的特殊加工方法。我们都有这样的生活经验，电器开关在经过一段时间的使用之后，往往会出现触点部分的表面被电火花电蚀得粗糙不平的现象，这就是电火花电蚀现象。电火花加工就是利用这一原理(如下图)，在一定介质中，通过工具电极和工件电极之间的脉冲放电的电蚀作用，对工件进行加工的方法。实现这一加工的基本方式是这样的：把工具电极和工件全部浸在工作介质(电解液)中，在两极间产生多次火花放电，有意识地控制工件的蚀除量，最后就可使工件达到一定的尺寸和粗糙度要求。

　　放电加工的特点在于可以加工任何硬、脆、韧、软、高熔点的导电材料，在一定条件下，还可以加工半导体材料和非导电材料。加工时“无切削力”，有利于小孔、薄壁、窄槽以及各种复杂形状的孔、螺旋孔、型腔等工件的加工，也适合于精密微细加工。且当脉冲宽度不大时，对整个工件而言，几乎不受热的影响，因此可以减少热影响层，提高加工后的表面质量，也适用于加工热敏感的材料。

　　同时脉冲参数可以任意调节，可以在一台机床上连续进行粗加工、半精加工和精加工。精加工时精度为0.01mm，表面粗糙度Rα值为0.8μm;精微加工时精度可达0.002～0.004mm，表面粗糙度Rα值为0.1～0.05μm。

　　⑴现象

　　模具零件的加工工艺排序顺序不合理，导致下一个工艺无法进行，或者导致最终加工的零件有瑕疵，品质不过关，甚至报废等。

　　⑵原因

　　①现场模修给出的模具零件要求不明确；

　　②设计给出零件加工图档标注不明确；

　　③生管排工艺因工艺之间可先可后却未考虑实际加工条件。

　　⑶解决方法

　　①设计要及时跟现场模修明确需求原因及相应要求；

　　②生管接收图档排工艺时因先明确图档有无问题，如有问题应及时跟设计协调尽快的更新图档；

　　③生管在排工艺时应优先了解并考虑加工各部门间的实际情况在安排；

　　④加工部在收到工艺排序时，如有一切问题应及时和生管沟通，寻找妥善处理的方法。

　　⑴现象

　　模具零件加工工艺与实际加工工艺不符，影响模具零件的品质和交期。

　　⑵原因

　　①生管排工艺时，排错工艺，或者在原本的工艺排序中漏排了一道工艺；

　　②生管在排工艺时因模具零件交期比较紧致，在考虑耽误生产的损失后，相应的提高了成本更改了原加工工艺；

　　③生管在排工艺时发现成本太高，考虑到可以节约成本的原因更改了原加工工艺。

　　⑶解决方法

　　加工部在发现工艺与原工艺不符等问题时，应及时找生管沟通问清原由，如排错或者漏排应及时更改，不可延误模具零件的交期，不可影响模具零件品质；若另有原因，如因为加工成本或者零件交期较紧等，则要事先找相关人员明确这样的更改是否会影响零件的品质和交货日期。如不影响则可保留相应的更改，如影响则不可更改，只能另寻他法。

　　⑴现象

　　模具零件要求复杂，加工工序较多且加工工艺重复，加工难度较大，难以实现，导致加工零件始终出不了货，耽误模具打样生产。

　　⑵原因

　　模具零件加工要求复杂、加工工序重复多样。加工难度高，难以实现

　　⑶解决方法

　　找相关设计沟通，寻求是否可以将此零件分体或者变更模具相关结构等方法降低加工难度，并与现场模修协调一致，以免影响生产等。

　　3.4模具零件加工异常及返工

　　⑴现象

　　模具零件加工异常或者检测品质不过关，但可安排加工返工补救。

　　⑵原因

　　可能因为加工失误，或者相应加工精度达不到零件品质的要求等。

　　⑶解决方法

　　先跟品检确认品质不合格的原因，或者找相应加工单位了解情况，在可返修使用的情况下，事先确定能完成返修相关要求的相关工艺，给出其返修时应注意的相关要求和加工要求不可再影响相关品质要求，并及时安排返修出货。

　　任何问题的出现，不在于问题的本身，也不在于问题出现的时间和地点，而在于它出现后该如何解决。人们常说“方法总比问题多。”在模具零件因各加工工艺之间而突发的任何状况时而产生的品质问题，甚至更进一步拖延交期时。逃避、纠纷并不是它妥善的处理方法，而协调、帮助便变的尤为尊贵，尤为重要。就想兄弟之间永远也说不完故事，情人之间永远也说不完的情话一般，没有协调不了的矛盾，也没处理不了的问题。所以，在现代社会里，模具的问题是不间断的，是不可避免的，多的也只是彼此之间的相互协调，相互理解和相互帮助罢了！

　　感谢南京信息职业技术学院！

　　诚挚感谢我的导师在我做论文期间对我的悉心指导。同时也要感谢李XX和周至今辅导员对我们的默默支持。

　　在三年的大学生涯里，得到了很多老师的关系以及支持，再次，我要向他们表达我最真挚的谢意！祝福所有老师们在今后的工作中百尺竿头更进一步。

　　感谢昆山科森科技股份有限公司提供给我这两年来的实习场所，感谢我最最敬爱的师傅刘建对我的教导，同事也感谢厂里所有人在我实习期间对我的帮助。

　　最后，感谢我的父母及其我的亲人们给我的支持和关怀！