关于冲压模具设计过程中的关键要素

摘 要： 本文通过对冲压过程中对于模具的设计与生产要求的详尽描述，并辅以相关设计与生产的事例，并通过对国家标准的衡量，对冲压生产过程中的各种要求与生产要素进行分析与讲解。

关键词： 冲压模具；设计生产；关键要素

1 对冲压模具设计的要求与原则

1.1 出于安全性的要求

（1） 首先由于模具在实际中用途不同，很多部件在日常生活中关乎人们的安全问题，所以其本身的质量与性能是非常关键的一个属性。那么我们在设计与生产的过程中，要将安全性放在第一位，坚决的按照最为安全合理的标准来进行模具的设计与生产，将实际生活中发生危险的概率降到最低。

（2） 在生产过程中，不允许出现因为设计原理上的缺陷而导致的部分部件再生产中会对操作员发生危险的情况，而且模具内部结构一定要足够稳定，这样在其使用过程中不会因为自身结构的缺陷而造成事故。

（3） 在模具的生产过程中，因为部分模具要经过冲压或者转向的处理，所以这就要求生产者在操作过程中不允许将身体的任意部位深入到可能有危险的区域内，这样就要求在设计时要充分地考虑这个问题。

（4） 模具在外形与其质量的要求上，不能对使用者或生产者产生其具有不稳定性的感觉。

1.2 模具设计安全的理念要求

（1） 框架内受力部分的厚度不应过薄，同时受力面的直接接触面积不易过小，要充分的考虑各部位受力情况与具体施力的大小范围，并对其受力是否具有反转性进行验证。

（2） 在模具的材料选择上不要过分的追求低成本，而质量较差的材料，这会在使用过程中对材料的寿命有着直接的影响，进而减少使用时间和用户体验。

（3） 在连接部位的紧固螺钉尺寸应该合理，否则在安装过程中会导致整体结构的不稳定性，同样用于吊挂等部分的构件也要保持一定的强度，否则在使用过程中容易造成危险与不稳定。

（4） 在设计上，原则上要求模具的整体都在要在加工设备的工作范围内，不要将部分模具露出设备，如果露出后模具稍微有所振动会对加工人员的人身安全造成较大的危害，同时对有危险的部分要进行警示标记处理。

（5） 在模具的生产过程中，要尽量的设计成让操作员可以清晰的看清模具内部的工作状态形式，这样才能让其在一个充分安全的环境下进行操作。同时，在制造过程中，应该架设防护板以防止过程中有零碎的废物料飞出的情况。

（6） 在模具的大小与加工平台的选取上也要有一定的原则，充分考虑到操作员的可操作性与安全性，同时在平台上架设多个安全操控台，这样可以有效的保护操作员的安全与易操作性。

2 对模具结构的几点设计要求

2.1 双层模具的排布要点

（1） 现今一般情况的双层模具连接方式有添加导向柱、导向板与导腿三种方式，在上下层的模具进行组合之前，应该在连接处进行压边、注心以及充分接入以保证稳定性的处理过程，之后大型模具的导入量最小极限为90毫米，中型模具的导入极限为50毫米，而小模具的为30毫米，其整个结构如下图所示。

（2）同时，由于很多情况下，上下两层的模具较为相似，所以有装反的危险，那么我们就要在导体接入面上设置方向导向标。通过导柱进行连接的分体，我们一般在安装孔中心线上的Y轴方向错开15毫米进行安装，这样能够有效的防止装反，同时也可以通过配加不同尺寸的导轨套来进行上下层的分辨。对于大型的模具我们一般要求安装板与错位孔之间相隔10毫米以上进行安装。

2.2 模具导向与压板槽的作用

（1） 在加工大中小型冲裁类模具的时候，我们往往需要用到导板导向，其主要作用是通过对各种不同类型的模具进行边沿拉伸与翻板的作用，而导板导向在其加工过程中也有着保证加工精度与准确性的重要功效，其示意图如下所示。

图2.3 导板导向示意图

（2） 在模具的冲压过程中也需要配备相应的压板槽，其数量与作用方式主要是根据客户的基本要求设计的，其安防的主要依据是让整个模具在加工过程中尽量的保持稳定，同时其位置的选择也应该尽量的避开压板槽的接口，避免落下的废料对后续的操作过程有影响。

2.3 作用部件的尺寸标准与要求

（1） 对于一般的镶嵌块，其主要类别分为锻件与铸造件，通常情况下我们要求锻件的质量要小于16公斤，同时因为其形状的特殊性，长度一般在160毫米到320毫米之间，高度在50到90毫米之间，宽度在1至1.5倍的高度范围内即可，特殊情况下铸件的质量上限可以小于25公斤。对于铸造镶嵌块的要求与前者类似，但是其用途较为单一，主要适用于薄板类的冲压件。

（2） 其他种类的非标准件的组织机构滑动组成与模具尺寸的也有着较为复杂的关系，这类标准件主要是为了对造型较为独特的模具所设计，其一般构型为轮廓较长，冲裁部分加多，而工作组成结构较为单一。

2.3 压料芯组成与其固定结构适用条件

（1） 通常情况下，我们常用的压料芯材料为铸铁焊件，因为这可以让焊件在最小的空间占有度下具备足够的强度与刚性的需求，同时也可以满足在冲压过程中的受力，同时具备可调整与操控性，这个部件主要适用于大中型的模具结构。

（2）同时我们一般在压料芯的表面冲钻上小孔以为冲压过程中压料板的安装与调试加工做好准备，在实际的模具加工过程中，这两个小孔一方面可以做安装定位来使用，同时可以减少安装振动过程中模具的抖动情况，因此在实际操作中，要充分的发挥这些小孔的作用。

（3） 在压料板的设计中，我们通常要考虑大、中型模具结构的限制性，在其翻转过程中其他部位的状态分析，因为在整个模具的翻转过程中，部分的安装限位块的位置与强度可以影响到整个部件的性能与强度，同时也可以根据其加工与调试的性能，将滑块设计与模具内表面的底部平面上，这样一方面可以利于冲压过程的进行，同时也更方便于冲后部件的平整度与水平性校准。

参考文献

[1]史茂华.冲压模具设计过程中的关键要素[J].汽车工艺与材料，2011，03：44-58.

[2]张庆江.基于知识工程的汽车冲压模具设计推理技术的研究[J].黑龙江科技信息，2011，36：42.

[3]朱文博，李爱平，刘雪梅.基于知识的冲压产品集成建模[J].同济大学学报（自然科学版），2006，04：528-533.

[4]苏欣，张繁.对汽车冲压模具设计制造及其维修分析[J].时代农机，2015，04：32+37.