淺論幾種冷壓模具的結(jié)構(gòu)

【摘 要】本文簡(jiǎn)述了幾種冷沖壓模具的結(jié)構(gòu)，并通過分析、比較，說明了在何種情況下，選用什么樣的模具結(jié)構(gòu)形式，更合理、更實(shí)用。

【關(guān)鍵詞】冷卻壓模具；結(jié)構(gòu)

過去由于被加工材料的單一化和沖床加工速度的放慢，大多數(shù)的模具失效現(xiàn)象不經(jīng)常出現(xiàn)。近來生產(chǎn)技術(shù)已有了顯著地提高，為了改進(jìn)產(chǎn)品精度及生產(chǎn)效率，人們對(duì)機(jī)器設(shè)備和工廠設(shè)置已越來越注重。并對(duì)降低生產(chǎn)成本和提高利潤(rùn)非常強(qiáng)調(diào)。用高速?zèng)_床迅速將不易加工材料即時(shí)制成零件的現(xiàn)象已很普遍。模具設(shè)計(jì)、模具制作方法、模具材料及被加工材料是增進(jìn)生產(chǎn)效率和減少生產(chǎn)成本的重大因素。為獲得最佳生產(chǎn)效率，同時(shí)掌握模具材料選擇和模具制造方面知識(shí)也是必不可少的。

一、沖壓模具概述

沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備（主要是壓力機(jī)）上的模具對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件（俗稱沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對(duì)材料進(jìn)行變形加工，且主要采用板料來加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于材料成型工程。

沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡(jiǎn)稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行；沒有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝就無法實(shí)現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素，只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件。與機(jī)械加工及塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。主要表現(xiàn)如下。

1、沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化。

2、沖壓時(shí)由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量，而模具的壽命一般較長(zhǎng)，所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定，互換性好，具有“一模一樣”的特征。

3、沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復(fù)雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時(shí)材料的冷變形硬化效應(yīng)，沖壓的強(qiáng)度和剛度均較高。

4、沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設(shè)備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。

由于沖壓加工的零件種類繁多，各類零件的形狀、尺寸和精度要求又各不相同，因而生產(chǎn)中采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。概括起來，可分為分離工序和成形工序兩大類；分離工序是指使坯料沿一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和斷面質(zhì)量的沖壓（俗稱沖裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。

二、何時(shí)選用正裝模具結(jié)構(gòu)

（一）正裝模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。正裝模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是凹模安裝在下模座上。故無論是工件的落料、沖孔，還是其它一些工序，工件或廢物能非常方便的落進(jìn)沖床工作臺(tái)上的廢物孔中。因此在設(shè)計(jì)正裝模具時(shí)，就不必考慮工件或廢物的流向。因而使設(shè)計(jì)出的模具結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，非常實(shí)用。

（二）正裝模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。1、因模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可縮短模具制造周期，有利于新產(chǎn)品的研制與開發(fā)。2、使用及維修都較方便。3、安裝與調(diào)整凸、凹模間隙較方便（相對(duì)倒裝模具而言）。4、模具制造本錢低，有利于進(jìn)步企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。5、由于在整個(gè)拉伸過程中，始終存在著壓邊力，所以適用于非旋轉(zhuǎn)體件的拉抻。

（三）正裝模具結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)。1、由于工件或廢物在凹模孔內(nèi)的積聚，增加了凹?？變?nèi)的小組漲力。因此凹必須增加壁厚，以進(jìn)步強(qiáng)度。2、由于工件或廢物在凹模孔內(nèi)的積聚，所以在一般情況下，凹模刃口就必須要加工落料斜度。在有些情況下，還要加工凹模刃口的反面孔（出料孔）。因而即延長(zhǎng)了模具的制作周期，又嗇了模具的加工用度。

（四）正裝模具結(jié)構(gòu)的選用原則。在設(shè)計(jì)沖模時(shí)，應(yīng)遵循的設(shè)計(jì)原則是：應(yīng)優(yōu)先選用正裝模具結(jié)構(gòu)。只有在正裝模具結(jié)構(gòu)下能滿足工件技術(shù)要求時(shí)，才可以考慮采用其它形式的模具結(jié)構(gòu)。

三、冷沖模具的發(fā)展方向

發(fā)展模具工業(yè)的關(guān)鍵是制造模具的技術(shù)、相關(guān)人才以及模具材料。模具技術(shù)的發(fā)展是模具工業(yè)發(fā)展最關(guān)鍵的—個(gè)因素，其發(fā)展方向應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、質(zhì)量好”和“價(jià)格低”的要求服務(wù)。為此，急需發(fā)展如下幾項(xiàng)：

1、全面推廣模具CAD/CAM/CAE技術(shù)：隨著微機(jī)軟件發(fā)展和進(jìn)步，普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)需要加大CAD/CAM技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度，同時(shí)進(jìn)一步擴(kuò)大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展可以促進(jìn)CAD/CAM/CAE技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個(gè)行業(yè)中推廣，實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源重新整合。使虛擬制造成為可能。

2、模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)：高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)具備從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，這樣可以大大縮短模具研制制造周期。將快速掃描系統(tǒng)安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，可以實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的CAD數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。

3、電火花加工：電火花加工（EDM）雖然已受到高速銑削的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，但其固有特性和獨(dú)特的加工方法是高速銑削所不能完全替代的。例如對(duì)模具的復(fù)雜型面、深窄小型腔、尖角、窄縫、溝槽、深坑等處的加工，EDM有其無可比擬的優(yōu)點(diǎn)。復(fù)雜、精密小型腔及微細(xì)型腔和去除刀痕、完成尖角、窄縫、溝槽、深坑加工及花紋加工等，將是今后EDM應(yīng)用的重點(diǎn)。為了在模具加工中進(jìn)一步發(fā)揮其獨(dú)特的作用，今后將不斷提高EDM的效率、自動(dòng)化程度、加工的表面完整性和設(shè)備的精密化和大型化，作為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，綠色EDM新技術(shù)是未來重要發(fā)展趨勢(shì)。

4、優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù)：選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。

5、模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化：模具表面的質(zhì)量對(duì)模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動(dòng)化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢(shì)。模具的失效原因有很多。材料方面的原因占較大的比重，據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，因選材和用材不當(dāng)，致使模具過早失效。大約占失效模具的45%以上。另一方面，在整個(gè)模具價(jià)格構(gòu)成中，材料所占比重不大，一般在20%一30%。因此，十分有必要選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用表面處理技術(shù)來提高模具的壽命。模具用鋼要采用電渣重熔工藝。如采用粉末冶金工藝制造的粉末高速鋼等。目前，模具鋼品種規(guī)格多樣化、產(chǎn)品精細(xì)化、制品化，盡量縮短供貨時(shí)間亦是模具行業(yè)的重要發(fā)展趨勢(shì)。

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