不锈钢薄板高密度小孔冲压加工及模具优化设计策略分析

王丽

摘  要：不锈钢真空吸滤网是真空吸滤机组成的中重要零件之一。文章对真空不锈钢真空吸滤网加工中运用的加工方式进行说明，并在现有的加工设备条件下，结合生产成本和技术推广复杂程度的情況，提出运用冲压的方式进行加工，并针对薄板冲裁的情况，分析出冲裁变形的过程，并要根据大量的实践过程研究的基础，对真空吸滤网的冲压技术和模具结构进行科学的设计。

关键词：不锈钢薄板;小孔冲压加工技术;模具优化设计

中图分类号：TG386 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2019）05-0078-02

不锈钢具有非常好的抗腐蚀功能，以及较高的强度、硬度和韧性等性能。其中的薄壁不锈钢EGR波纹管已经广泛的运用在与欧美发达的国家启程排气系统中，在满足于排放标准且发动机改动不大的情况下，EGR波纹管产品将成为汽车发动机排气系统的首要选择[1]。而我国国内市场对于EGR波纹管产品的需要也在逐渐增长，EGR波纹管运用的是薄壁不锈钢管液压成型工艺。而薄壁不锈钢管，现有的技术运用的是钨极惰性气体保护焊（TIG焊）进行焊接制作

的，但是其焊接工艺技术速度很低（一般小于6m/min左

右），如果提高速度的话，会对工艺质量造成很大的影响，会出现咬边、骆驼焊道等形状上的缺陷，这样会严重约束共计生产的效率。综合以上的情况，这对工程进行低成本、优质、高品质的不锈钢焊接技术提出了很高的需求。

1 小孔加工技术策略现状和发展方向

在常有的机械加工过程当中，孔加工所占有的加工比例是非常大的，具有效的数据收集，孔加工约占有了整体机械零件加工的总量的三分之一左右，且还占有机械加工总时间的四分之一左右，在孔加工的过程中，特别是微小孔的加工是难度最大的[2]。就目前的现有技术来看，不论是国内还是国外，对于微小孔技术并没有统一的定义，一般将直径小于刀的孔统称为微孔，将直径的孔统称为小孔，随着社会科技的不断发展，出现了越来越多的带有微小孔的机械零件，比如汽车、摩托车的燃料喷油嘴、汽化器、航空航天惯性陀陀螺中的仪表元件、电子打印机打印头、印刷电路板等等，都需要微小孔零件。由于产品性能的不断提高，对于孔的精确度等方面的要求也越来越高，所采用的材料也越发的多元化，其中包括硬质合金、精钢石等硬度较强不容易切割的材料，这都在无形间增加了微小孔工艺的加工的难度，微小孔的加工方式可以按照原理分成机械加工和特种加工的两类加工方法，又可分为粗加工和精加工。

1.1 小孔钻削

在钟表的铸造中，是最开始采用钻头来制作小孔的，但是由于加工方式的不断进步，后期创造出了电火花加工、激光加工等微小孔的制造方式，当下，对孔的精确度要求非常高的时候，而且对孔的深度也有很高的要求的时候，钻削微小孔在资金控制上和工艺精确度上还是比较优秀的，因此，在很多的工厂车间在进行钻削方法就还是采用的微小孔的工艺方式，在对微孔进行工艺制作的时候，因为钻头的尺寸比较小，所以在钻削的时候不能像普通钻孔那样使用钻套，横向稳定性不好，故钻头易折断。因此，小孔的钻削机理和钻削过程与普通钻削有着本质的区别。

1.2 接种加工

随着近几年材料工艺向着高强度、硬度发展，材料进行加工的时候，经常会需要在一些因为硬度和强度较高，所以难于加工的材料，例如：陶瓷材料、硬质合金、磨具钢、精钢石等等，在这些材料上进行小孔和深孔的加工。如果这些材料要运用到传统加工的方法的话，交工效率会很低甚至无法加工，所以由于当下工程生产的需求，特种加工技术在轻度和硬度过高的材料上的小孔加工方面就具有自己独特的优势。这些小孔的特种加工方法主要包括电火花加工、电解加工、激光加工、超声波加工、电子束加工等。

2 模具结构

全长导向是小孔冲模的凸膜的全长导向结构。该结构可以给凸膜可靠的导向，其主要特点如下[3]。

（1）具有较高精度的导向。图1所示的卸料板6刚性较高，因为卸料板6内装配有导套7，所以卸料板6可以保持与模座的平行角度，这样一来，装配于卸料板6里的凸膜护套4就能相当准确的和凸膜3进行滑配，而且当凸膜受到意外的侧向力的时候，可以防止凸膜3不至于发生弯曲。

（2）在冲孔周围相对材料进行施压。在冲压的时候，卸料板6不接触材料，而凸膜护套4压紧材料，由于凸模护套4与材料的接触面积比较小，会将强力弹簧8的压力送到材料上，如图1所示，形成材料上冲孔附近受到的所承受的单位面积压力较大，可以让冲出孔的断面比较光洁。

（3）缩短式结构。在进行冲直径零点三到零点八毫米的小孔时，可以运用图2所示的缩短式结构的凸膜护套。在图2所示中，以固定套2可以代替三个扇形块，减掉图1所示中的固定板9，可以使凸膜护套3长度剪短，这样更方便于导向孔的加工。图2所示中的扇形块座1，可以固定套来替换，卸料板5上开有沉孔，凸膜套3尽可能的缩短，固定套2以及凸膜护套可以伸入卸料板5，固定套包住凸膜护套开有扇形槽的一边，可以有效的预防凸膜护套3的径向变形。

3 加工方案的确定

3.1 零件加工技术的分析

冲压技术能够规划出一个冲压产品，通过几道工序冲压完成。以及每一个环节的技术施工进行内容，冲压加工技术、工艺对冲模设计、工艺制造、技术调试的影响都非常大。有效的缩短模具的时长、从而降低模具制造的资金成本、保证冲压件的质量，这三个工艺程序可以起到至关重要的作用，冲压技术的基本设计规则是：材料的利用率要高，材料成本耗损要尽量少，最好让所有的材料都要发挥加工的价值。要结合工厂中具体的条件，设计出的工艺方案要符合当下技术上的可行性。资金方面要合理，技术流程上的组成方式要和技术流程上的排列顺序相互贴切。要能确定冲制质量过关的工件工序步骤尽可能的少，生产的效率达到有效的提高、设计出的工艺方案，要方便工厂中车间的生产步骤。一个科学的冲压技术保证材料的消耗成本变低、节省制造步骤，模具组合结构简单，更方便造作，质量过关使用寿命很长。所以，制定出一个合理的冲压工艺方案是非常重要的。

3.2 加工技术方案的确定

根据以上对于零件的技术说明，结合现有的设备情况，我们可以选用系列数控冲模回转头压力机，来进行零件的冲压加工，型号是机械主传动式数控冲模回转头压力机，采用气动或者是液压式离合制动器，活动式大工作台面、噪音小。这种型号的压力机、方向的工作行程分别是：在方向上，它具有多次自动位移的功能，哪怕是很长的工件，在理论的基础上也可以通过压力机的位移功能，进行反复的移位而实现超长部分的冲孔加工、机床除送进步距精度高外，被冲工件能够在方向上同时准确移动，按照之字形方向送进，这样就能够完全有把握的按照之前编辑的加工程序，从而制造出合格的网版，压力机最高冲孔频率高达三百次min，是一般压力机速度的六到十倍。这样就提供了用冲头数少而且结构小的磨具速度冲制大量小孔零件的可能性。机床通过数控指令，每一次冲孔之前，压料装置事先将冲孔区四周范围的板料牢牢压紧，这样冲孔之后，这样就能大大减少了冲孔的变形量，这样对保证吸滤网的质量大为有利。

4 结束语

综上所述、冷冲压与其他的加工方法相比较，有很多的不同之处，所以在正常的工业生产施工过程里，特别是在大批量生产得到了广泛的使用，工业部门都逐渐的运用冷冲压来进行产品零件的生产。比如：机械零件制造业、车辆大批生产、航空航天工业部门、电子器械厂家、电器生产厂家、以及人民日用品等等行业，冲压件的占比都很多。在以往的年代，很多的铸造业、锻造业、切割加工等厂家的加工方式，制造出来的机械另加，都已经被现在质量比较高、高度也很强的冲压件所代替了。科学的运用冲压加工技术、能够很大程度的提高工厂的生产率、还能够合理的降低资金成本问题，有效的提高零件质量，促进使用率。综合来说，冲压技术的大范围普及是很有必要的，也是必然的。如果不能逐渐的普及冲压技术，诸多的工业部门的产品想要提升生产率、降低成本等等，会很难实现。

参考文献：

[1]曹宇鹏.激光冲击波诱导金属薄板动态响应与残余应力形成机制研究[D].江苏大学，2016.

[2]应业勇.TC4钛合金激光焊接变形与光致等离子体的行为研究

[D].湖南大学，2016.

[3]李凯.铝合金激光深熔焊接气孔缺陷形成过程研究[D].上海交通大学，2016.