通常，設(shè)計人員對凸、凹模材質(zhì)和淬火硬度的選擇，是根據(jù)沖件批量、精度以及壽命來決定的。對凸、凹模的材質(zhì)選擇可粗分為三檔，將碳素工具鋼、低合金工具鋼歸為一類，如T10、T8A、9Mn2V等。將高合金工具鋼歸為一類，如Cr12Mo1V1、Cr12、Cr12MoV等。再將高速鋼、硬質(zhì)合金歸為一類，如W18Cr4V、W2Mo9Cr4Co8、W6Mo5Cr4V2等。下面每檔各舉一例，說明材質(zhì)、淬火硬度與對應(yīng)沖模的選擇關(guān)系。

凸、凹模材質(zhì)分檔及應(yīng)用沖模選擇低檔類：碳素、低合金工具鋼中檔類：高合金工具鋼高檔類：高速鋼、硬質(zhì)合金舉例國標(biāo)牌號：T10對應(yīng)國外牌號：日本SK3美國W1-1.0C舉例國標(biāo)牌號：Cr12Mo1V1對應(yīng)國外牌號：日本 SKD11 美國 D2舉例國標(biāo)牌號：W18Cr4V對應(yīng)國外牌號：日本 SKH2 美國 T1淬火硬度：HRc 58～60特點：低淬透性，耐磨性差，淬火容易變形和開裂。淬火硬度：HRc 59～64 特點：為高硬度及耐磨性鋼，淬透性強，不會因淬火開裂。淬火硬度：HRc 63～67 特點：紅硬性、強度、韌性、耐磨性均高，更耐沖擊性。有一定強度和韌性，適應(yīng)少量、試制，精度和壽命要求不高的沖件。一般選做小彎曲、卷邊、成型模，輕載拉伸模。薄板、批量生產(chǎn)，模具壽命和制造成本比價適中的模具。適用于復(fù)雜、高精度的高速沖模，抗開裂、深拉伸的拉伸模。高速、中厚板、大批量生產(chǎn)。磨損對沖件精度影響敏感，無潤滑高速沖壓防咬合性，拉伸易粘連處、合金鋼刃口強度不夠部位、冷擠壓等。

2 采用凸模硬、凹模軟的設(shè)計工藝技巧

有時，一味選擇高檔材質(zhì)和高淬火硬度，反而很難滿足沖件所需的精度加工要求。

例如電影膠卷沖孔模，一次沖壓16個孔，上、下兩排各8孔。精度要求在任意2孔之間或16個孔相互之間的間距公差，都小于2微米μm，即千分之二毫米mm，參照一般人的頭發(fā)絲舉例，也就是頭發(fā)絲粗細的1/40那點微細公差，并且要求凸、凹模為無間隙配合，才能保證膠卷沖裁后無毛刺現(xiàn)象，達不到上述公差和間隙要求，沖后的膠卷會不合格，因電影放映時會抖動模糊，影響觀看效果。

在微米制造公差和無間隙刃口配合的條件下沖16個孔，如選擇凸、凹模都是高檔材料，高淬火硬度的話，無論國產(chǎn)和進口設(shè)備都難有精度確保加工，即使有進口設(shè)備能達到上述的加工精度要求，也會因16個孔的加工效率和報廢比率，使電影膠卷沖孔模價格高到難以承受的地步。

然而，采用凸模硬、凹模軟的分步精沖制造工藝，就能解決這一難題。在低成本的加工工藝條件下，實現(xiàn)高精度、無間隙配合的電影膠卷沖孔模制造。

其中，凸模硬是指沖孔凸模采用W18Cr4V高速鋼，淬火硬度HRc67。凹模軟是指采用40Cr低合金結(jié)構(gòu)鋼，調(diào)質(zhì)硬度到HRc28-30。40Cr含有Cr合金成分，精加工后表面不易生銹，也特別適宜做少量切削的精沖修整加工，可得到光潔的凹模刃口精沖表面。在采用電加工工藝加工凹模預(yù)沖孔后，用凸模分步精沖修光凹模孔，每次加工5絲左右精沖修光余量，經(jīng)N道擴孔精沖修光后，達到凹模孔所需的尺寸和精度要求。

詳見圖1A 分步精沖工藝制作的電影膠片沖孔模。

描述分步精沖的加工工藝概念很簡單，但要用分步精沖工藝實際制造出合格產(chǎn)品，并不那樣簡單，因其牽涉到?jīng)_孔模整個加工工藝過程，牽涉到多門學(xué)科知識的集成應(yīng)用。如對鍛打、淬火、高溫回火、定位基準(zhǔn)面加工、電加工凹模預(yù)沖孔、分步精沖等，任何一個工藝環(huán)節(jié)脫離質(zhì)量控制，都有可能否定分步精沖這一加工工藝的可行性。所以，設(shè)計的概念，不是簡單畫張圖紙，標(biāo)下制造尺寸和公差，而要集成模具材質(zhì)、熱處理、加工工藝等多門專業(yè)知識，設(shè)計質(zhì)量控制的關(guān)鍵點，制定可供操作、檢驗的工藝規(guī)范，在實際生產(chǎn)中貫徹自檢、互檢的嚴(yán)格確認程序，才能使分步精沖的加工工藝，在緊扣各環(huán)節(jié)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的共同努力下，最終達到理想的精度要求和實際使用壽命。

為使學(xué)習(xí)借鑒分步精沖加工工藝時不走彎路，特別對可能影響分步精沖工藝的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，作重點的說明，以供參考。

2.1 沖孔凸模選用高速鋼，兼顧硬度、韌性、防變形因素

沖孔尺寸以凸模為準(zhǔn)，2微米制造公差能否實現(xiàn)關(guān)鍵點在于凸模，16個沖孔凸模由8塊拼塊組成(詳見圖1 B)。

拼合面除四緊固螺釘處受力外，其他面積部分可適當(dāng)透空，既減少了研磨加工的有效面積，可提高加工效率，又便于控制小于2微米的制造公差精度。

硬度,淬火,精度