冷沖壓模具改進(jìn)設(shè)計實例分析

侯晨陽

摘要：隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，企業(yè)發(fā)展越來越注重生產(chǎn)效率，而冷沖壓模具在提高企業(yè)機械零部件的批量生產(chǎn)上有著重要的作用。為了追求企業(yè)利益最大化，企業(yè)都不惜花重金來改進(jìn)冷沖壓模具來最大的提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，以實現(xiàn)企業(yè)長遠(yuǎn)發(fā)展。對冷沖壓模具改進(jìn)設(shè)計研究，要從冷沖壓模具改進(jìn)的步驟、原則、現(xiàn)狀及改進(jìn)前后的對比分析等方面進(jìn)行研究分析，從而獲得完善的結(jié)論與改進(jìn)方案。

關(guān)鍵詞：冷沖壓；冷沖壓模具設(shè)計；改進(jìn)設(shè)計實例分析

引言

現(xiàn)代工業(yè)不斷發(fā)展，各種產(chǎn)品也變得越來越復(fù)雜，而耐高溫、耐摩擦、耐腐蝕的高性能的材料越來越受市場的歡迎了，為了滿足市場需求和提高企業(yè)生產(chǎn)效率，企業(yè)不斷地對倍受青睞的高效率冷沖壓生產(chǎn)方式進(jìn)行了改進(jìn)，更好的提高了生產(chǎn)出的機械部件的性能與精度從而提高產(chǎn)品的耐高溫、耐摩擦、耐腐蝕。本文對冷沖壓模具改進(jìn)設(shè)計實例進(jìn)行分析，研究其設(shè)計工藝與改進(jìn)的方法。

1.冷沖壓及冷沖壓模具

1.1.冷沖壓

冷沖壓在常溫的環(huán)境里，通過沖壓模具擠壓將產(chǎn)生的壓力施加給所需加工的材料，利用這種的壓力使材料慢慢變形，向著生產(chǎn)所需的形狀和大小轉(zhuǎn)變的生產(chǎn)加工方法。冷沖壓這種方法一般分兩工序：一是分離工序，另一個為成形工序。

1.2.冷沖壓模具

冷沖壓模具是冷沖壓生產(chǎn)方式在生產(chǎn)過程中所要的必不可少的工具，是改變材料形狀，獲得所需形狀、大小、性能產(chǎn)品的特殊專用工具。按其工藝性質(zhì)可分為沖裁模、彎曲模、拉伸模、成形模；按工序組合程度可分為單工序模、復(fù)合模、級進(jìn)模等類型，冷沖壓模具一般安裝在壓力機上。

2.冷沖壓模具改進(jìn)設(shè)計的原則

2.1.精準(zhǔn)原則

冷沖壓模具設(shè)計的精準(zhǔn)度直接關(guān)系到利用冷沖壓模具生產(chǎn)出來的產(chǎn)品的質(zhì)量與精準(zhǔn)度。冷沖壓模具設(shè)計精準(zhǔn)度影響材料分離，變形的效率，也影響產(chǎn)品的形狀、大小和性能等方面。因此在改進(jìn)冷沖壓模具設(shè)計時，要特別把握冷沖壓模具的精準(zhǔn)度，不多不少適當(dāng)即可。

2.2.簡單方便原則

冷沖壓模具改進(jìn)設(shè)計的目的是提高在生產(chǎn)過程中的效率，但在改進(jìn)冷沖壓模具設(shè)計時不能單單考慮生產(chǎn)效率，也要考慮到制作簡單，操作方便。在對冷沖壓模具改進(jìn)設(shè)計時要將模具結(jié)構(gòu)簡單緊湊化以方便在冷沖壓模具制造過程中加工便捷，在保證冷沖壓模具質(zhì)量的情況下，改進(jìn)設(shè)計要盡量的節(jié)約模具制造材料，以降低生產(chǎn)成本。同時，在改進(jìn)冷沖壓模具設(shè)計時，要考慮到模具操作人員操作方便問題如要方便操作人員維修、拆卸與更換。因此在冷沖壓模具改進(jìn)設(shè)計時要遵循簡單方便的原則。

2.3.效率原則

企業(yè)改進(jìn)冷沖壓模具設(shè)計是為了改進(jìn)生產(chǎn)過程中的效率，提高了生產(chǎn)效率也就提高了企業(yè)效益，因此效率原則是改進(jìn)冷沖壓模具設(shè)計重要原則。在冷沖壓模具改進(jìn)設(shè)計時，要找準(zhǔn)影響生產(chǎn)效率和材料利用率的因素，改進(jìn)模具的脫模、取件、定位方式，如可以采用按料脫模、多方位導(dǎo)料方式及面刃定距的方法定位。同時要通過多種排樣方式進(jìn)行排樣如混合交叉排樣方式、無雜物排樣方式等，來提高材料的利用率。

2.4.安全原則

安全原則是任何工序都要首先考慮的原則。冷沖壓模具生產(chǎn)有一定的危險，若冷沖壓模具結(jié)構(gòu)設(shè)計出現(xiàn)誤差，必然會在操作時出現(xiàn)錯誤從而引發(fā)事故。因此在進(jìn)行冷沖壓模具改進(jìn)設(shè)計時要遵循安全原則，在改進(jìn)冷沖壓模具設(shè)計時要精確把握冷沖壓模具的承受度，切勿追求速度盲目設(shè)計，忽視冷沖壓模具的承受能力，從而切實保證設(shè)計人員與操作人員的安全。

3.冷沖壓模具設(shè)計步驟的改進(jìn)

具體來說，冷沖壓模具設(shè)計步驟的改進(jìn)主要有以下幾點：

3.1.改進(jìn)冷沖壓模具設(shè)計資料的搜集和深度

設(shè)計冷沖壓模具資料涉及設(shè)計計劃書、參考文獻(xiàn)、樣品圖。改進(jìn)冷沖壓模具設(shè)計要充分了解產(chǎn)品視圖的完整性與技術(shù)的要求；了解生產(chǎn)性質(zhì)及冷沖壓模具結(jié)構(gòu)的性質(zhì)；了解冷沖壓模具材質(zhì)的性質(zhì)及利用的方式，確定合理的沖裁空隙和壓力供應(yīng)方式；精確明了冷沖壓模具及所需的設(shè)備的的相關(guān)數(shù)據(jù)，準(zhǔn)確的把握設(shè)備與冷沖壓模具的適應(yīng)性；要不斷收集技術(shù)資料與相關(guān)資料，為標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品提供重要依據(jù)。

3.2.改進(jìn)冷沖壓模具設(shè)計工藝性

冷沖壓模具設(shè)計的工藝是指對合格材質(zhì)進(jìn)行冷沖壓的難易程度。要改進(jìn)冷沖壓模具設(shè)計的工藝性就要充分了解材質(zhì)的性能特點、加工精度要求，在改進(jìn)時要符合冷沖壓的條件，提供較高的冷沖壓工藝性。

3.3.改進(jìn)冷沖壓模具設(shè)計的方案

要準(zhǔn)確無誤的冷沖壓的基本工序，包括工序步驟的數(shù)目及順序；要精確地進(jìn)行工序的組合與協(xié)調(diào)；要綜合分析工序過程，準(zhǔn)確的進(jìn)行成本預(yù)算及冷沖壓的結(jié)構(gòu)、大小、類型。

3.4.改進(jìn)冷沖壓模具設(shè)計工藝的計算

在對冷沖壓模具設(shè)計改進(jìn)時務(wù)必把握精確度。要精確計算材質(zhì)用料、冷沖壓的壓力和設(shè)備承受度、排樣計算、及零件內(nèi)部間隙計算。

3.5.改進(jìn)冷沖壓模具設(shè)計圖紙

要改進(jìn)冷沖壓模具圖紙精密度，對于細(xì)節(jié)上的要嚴(yán)格把握，保證冷沖壓模具的精確度。

4.冷沖壓模具改進(jìn)設(shè)計實例對比分析

4.1.改進(jìn)前的冷沖壓模具設(shè)計

4.1.1.冷沖壓模具設(shè)計工藝分析。改進(jìn)前的冷沖壓模具為方形，在2處較窄的地方有個圓孔，加大了兩側(cè)的寬度。冷沖壓模具的制作材料多為材質(zhì)較好的金屬鋼材質(zhì)，它的寬為10mm長為8mm高5mm厚度為3mm。此模具外形大，若采用簡單的沖壓成形，會加大冷沖壓模具制作的不便性，降低了它的精準(zhǔn)度與穩(wěn)定性，易引起變形。

4.1.2.冷沖壓模具應(yīng)用產(chǎn)生的效果。使用冷沖壓模具生產(chǎn)的產(chǎn)品在凹凸部位有部分的裂縫，而且在一些部位會發(fā)生變形現(xiàn)象。通過分析產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因，可以分析發(fā)現(xiàn)改進(jìn)前的冷沖壓模具承受能力不足，強大壓力在中心部位的擠壓，超出了其承受力，所以變形開裂。

4.1.3.冷沖壓模具結(jié)構(gòu)設(shè)計。改進(jìn)前的冷沖壓模具結(jié)構(gòu)較簡單，采用單動冷沖壓模具，工序單一，冷沖壓模具的結(jié)構(gòu)精密度較低。

4.2.改進(jìn)后冷沖壓模具設(shè)計

4.2.1.冷沖壓模具設(shè)計改進(jìn)后，其工藝較改進(jìn)前有了變化，冷沖壓模具厚度加厚，強度加強，利用金屬釘對其固定拉緊，增強了其穩(wěn)定性。采用了復(fù)雜冷沖壓形成，解決了冷沖壓模具易變形，不穩(wěn)定、不平整的問題。改進(jìn)后的冷沖壓模具加厚了底座，增強了模具的承受度，保證了模具的使用壽命。

4.2.2.改進(jìn)后的冷沖壓模具將模具凸出的邊緣固定，防止了其變形，將內(nèi)外圓孔連通，方便了切割成單件備份。改進(jìn)后的冷沖壓模具在模具凹凸部位圓孔處弄出環(huán)形坡度，減少了材料對圓孔邊緣的摩擦擠壓，緩解了冷沖壓模具的變形與損壞。改進(jìn)后的冷沖壓模具加大凹凸邊緣的寬度，加大了冷沖壓模具外圍的大小和減少內(nèi)部圓環(huán)的直徑，從而加大冷沖壓模具的厚度和強度。改進(jìn)后的冷沖壓模具跟改進(jìn)前的冷沖壓模具無論從外觀還是從性能、安全性上都有了一個質(zhì)的飛躍。

5.結(jié)論

21世紀(jì)是信息化高度發(fā)展的時代，各行各業(yè)都融入了信息化這個時代，冷沖壓模具這一技術(shù)的應(yīng)用也在這一時間得到了發(fā)展，然而面對經(jīng)濟全球化這一大背景，我國與世界對比增多，我國很多技術(shù)都落后于世界水平。冷沖壓技術(shù)也不例外，與世界水平有一定的差距。因此為了更好地適應(yīng)經(jīng)濟全球化，為了企業(yè)更好地發(fā)展，必須要采取有效措施提高水平，縮小差距。在冷沖壓模具設(shè)計改進(jìn)方面要不斷創(chuàng)新，增強自主創(chuàng)新開發(fā)能力，同時也要借鑒世界的先進(jìn)技術(shù)，在學(xué)習(xí)中發(fā)展，在發(fā)展中創(chuàng)新，推動我國冷沖壓模具設(shè)計水平與世界接軌，從而推動我國新型工業(yè)化的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]許發(fā)樾.實用模具設(shè)計與制造手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，1991.

[2]王秀鳳，張永春.冷沖壓模具設(shè)計與制造[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2012.

[3]譚海鷗，陳小艷.并行工程在冷沖壓模具開發(fā)中的應(yīng)用[J].機械管理開發(fā)，2008.

[4]張 鈞.冷沖壓模具設(shè)計與制造[M].西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，1995.

[5]劉曉飛，關(guān)連峰.冷沖壓模具材料的合理選擇[J].裝備制造技術(shù)，2009.