关于冲压模具设计的探究

摘要：虽然冲压模具设计中对机械运动的控制和运用各方面技术较成熟，在我国应用也很广泛，但是其依然存在着很多问题，所以加强对该方面的研究非常具有现实意义。本文就主要对冲压模具设计相关问题进行了简要分析。

关键词：冲压模具；设计；应用

中图分类号：B819文献标识码： A

引言

冲压工艺对整个钢材加工制作有着重要的影响。尽管随着技术研究的深入和经验的总结，冲压工艺取得了较快发展，但在实际加工和运用中仍然存在着一些值得进一步研究和改进的地方，未来应该进一步加强研究工作，注重经验的总结，提高工艺水平，节约冲压工艺成本，提高其工艺性和经济性。

一、冲压工艺的种类及优势

1、冲压工艺的种类

在对冲压进行分类的时候，主要是按照工艺的不同进行，主要将其分为分离工序和成形工序，这两类不同的工艺各有着自己的特点。分离工序又被称为冲裁，通过该道工序，能够使冲压件沿着一定的轮廓线从板料上分离，还能够确保分离断面的质量要求。成形工序与此有着不同的特点，其主要目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，然后根据所需要的工件形状和尺寸完成加工，满足工件制作的尺寸和形状要求。事实上，在实际制作工作中，通常是多种工序综合运用于一个工件，每道工序发挥不同的作用，从而完成工件的加工制造，满足设计和制造的要求。冲裁、弯曲、剪切、拉伸、矫正是最为重要的几种工艺，必须做好每道工序的加工制作，以确保整个模具制造质量。同时为了提高制作质量，还要确保冲压用板料的表面和内在性能良好，冲压材料厚度应该精确、均匀，材料表面光洁，没有斑痕，没有擦伤与表面裂纹，以确保加工制作工件的质量和美观。另外，用板料的屈服强度应该均匀，没有明显的方向性，均匀延伸率高，屈服强度比低，加工硬化性低。只有所用的板料达到上述质量要求，才能更好的进行加工制造，提高工件质量。

2、冲压工艺的优势

冲压工艺适应了钢材加工制造的需要，在实际运用中有着显著的优势，具体来说，这些优势主要体现在以下几个方面。第一、操作简单。冲压工艺通过冲压模具、冲压设备来完成各项工序，操作简单方便，并且容易实现机械自动化。普通压力机每分钟行程量只有几十次，而高速压力机每分钟行程量能够达到几百甚至上千，同时压力机的每次行程都可能获取一个冲件，从而实现了加工的顺利进行，并且大大提高了加工工艺的生产效率。第二、质量稳定。冲压工艺具有良好的稳定性，在进行加工的时候利用冲压模具，从而有利于保证冲压件的形状尺寸和精度。一般来说，冲压件表面的质量会得到较好的保护，同时利用冲压模具制造的工件质量较好，使用寿命长。并且利用同一冲压模具制造的冲压件形状和尺寸能够一模一样，有利于确保冲压件的标准化，满足加工制造的需要。第三、性能良好。冲压工艺能够加工出形状复杂，尺度跨度大的零件，同时板料在加工过程中有冷变形硬化效应，从而提高了冲压件的硬度和刚度，确保冲压件的质量。第四、省料节能。冲压工艺既能够节能，又能够省料，在整个加工过程中几乎没有碎料产生，大大提高了材料的利用效率。另外加工中不需要其他设备，也降低了加工的成本，提高了加工效益。

二、冲压模具设计

1、冲压模具设计结构的基本原则

（1）安全原则

在设计冲压模具的结构的时候第一要考虑到的就是安全，绝对不能因为冲压模具的结构设计出现错误而引起事故。即使是冲压模具的实际操作人员也绝对不允许将自己置于危险境界中。在冲压模具结构的设计过程中，一定保证设计操作人员的安全感。在加工时，模具也应该具有一定承受强度。

（2）基本要求

这个结构框架的要有均匀的厚度；模具工作的部分的厚度要保持均匀，不能太薄；冲压模具的设计要达到承受力的标准；所采用的冲压模具的结构的质量要保持平衡；冲压模具结构的框架的材质、工作部分的材质也要注意选择，因为这些东西都是容易磨损的，所以要算好成本；冲压模具结构的承受能力；零部件的结构最好用计算的方法来计量。

在确定冲压模具的结构之前一定要先确定冲压模具的送料方式，还有卸料方式，以及冲压模具的模架形式。

2、冲压模具设计的基本思路

作为一种技术密集型产品的冲压模具是冲压工艺中的关键要素，其结构和精度直接影响着冲压件的成形和精度，直接关系到冲压件质量的优劣，因此对于冲压模具的设计需要严格的专业控制要求。本文将冲压模具设计的基本思路简介如下。

（1）转换图纸。所谓的转换图纸（或图纸转换工序）就是将任何所给定的零件图或产品测绘出来，进而转换成国内企业中所使用的国家标准零件图纸。

（2）绘制零件图。对于所给定的零件图绘制，通常运用三维软件来实现，将所绘制的零件图转换为带有展开图的工程图，并将其存储为CAD制图的dwg格式作为相关的参考图进行调用。

（3）设计工艺图。根据工程图中的展开图，将其排样图（或单工序图）绘制出来之后，再根据相关的展开排样图将其各步骤的产品零件图即工艺图进行有效的设计。

（4）转换工程图。将CAD排样图导入三维软件中画出排样图的实体之后，再转换成相应的工程图并另存为CAD的dwg格式留作参考图进行调用。

（5）绘制模具图。根据相关的参考图/工艺图将各零件工艺图的模具图进行有效的设计。

（6）设计模具的零件图。根据相关的模具图对每个模具零件的模具零件图进行相应的设计。

三、汽车零件冲压模具设计在制造业中的应用

1、冲压模具的现状及发展

近几年来，我国的汽车生产企业开始越来越多的和国际接轨，加快了市场上的竞争，人们逐渐的认识到了汽车产品的质量、成本和产品研发技术的重要性。对于冲压模具的发展，主要表现在以下几方面：（1）模具CAD/CAM技术是模具技术中的主要的发展趋势，随着网络技术的发展，使得CAD/CAM/CAE技术不断的实现跨企业、跨地区在整个行业中逐渐得到使用，最终实现整个行业间的技术资源的整合，将虚拟化为现实。（2）模具“逆向工程”的发展很迅速，模具的扫描系统使得从模型开始一直到加工出期望的模型所需要的很多方面的可能，很大程度上缩短了模具研发制造的时间。同时一些快速扫描的系统，能够迅速的安装在加工中心上，最终能够实现自动生成各种数控系统和快速的收集数据的加工系统，使模具的逆向工程广泛的应用于汽车等行业中。近几年来很多的模具生产企业加大了技术的投入，一些国内模具企业逐渐普及了二维CAD中，开始使用国际通用软件，成功的用于冲压模型的设计中。

2、模具发展中的关键问题

在我国模具的自动加工生产系统是我国发展中的一项关键问题，模具的自动加工系统需要有多台的机床进行合理的组合，并且需要配备定位盘等装置，需要有完整的刀具数控库和完整的空柔性同步系统，还要有质量监测控制系统。尤其是因为模具行业发展比较成熟，给我国的模具冲压行业带来了很大的挑战，由于在环保方面又有了更高的要求，因此给冲压带来了很大的压力，同时产品集约化生产和个性化的发展，以及环保方面的要求，还有节能方面的控制，需要在冲压行业进行新一轮的技术改造和创新。同时仿真技术的应用是当前冲压技术发展的重要的技术，需要考虑自动化和灵活性方面的要求，使冲压成型更加的数字化、自动化和科学化，在整个行业中冲压模具的发展更加向着技术性的发展靠近。

结束语

总之，冲压工艺对整个钢材加工制作有着重要的影响。尽管随着技术研究的深入和经验的总结，冲压工艺取得了较快发展，但在实际加工和运用中仍然存在着一些值得进一步研究和改进的地方，未来应该进一步加强研究工作，注重经验的总结，提高工艺水平，节约冲压工艺成本，提高其工艺性和经济性。

参考文献

[1]徐政坤.冲压模具设计与制造[J].化学工业出版社，2009，（06）.

[2]刘建超.冲压模具设计与制造[J].高等教育出版社，2010，（04）.

[3]王勇，乔源庆.小型汽车零件冲压模具设计及其发展[J].中国科技博览，2010，（32）.