探究冷沖壓工藝與模具制造技術的發展

王 杰 邢文成 單寶喜

（山東科樂收金億農業機械有限公司）

探究冷沖壓工藝與模具制造技術的發展

王 杰 邢文成 單寶喜

（山東科樂收金億農業機械有限公司）

冷沖壓技術在大批量工件的制造上有著廣泛的運用，只要制造好模具，生產效率和生產成本就會大大提高。在此工藝中模具的制造成為制約冷沖壓工藝發展的主要因素。我國模具生產行業普遍存在著制作的模具精密度低，使用壽命短等確定，不少大型模具依賴進口。冷沖壓工藝和模具制造技術的發展只有依靠對模具制造工藝的改進，計算機技術的使用，自動化和智能化設備的研制和投入等。

冷沖壓工藝；模具制造技術；發展

模具工業是整個工業中不可缺少的環節，因為精密化的工業設備無不需要精密的模具產品。模具的設計和制造關系到整個工業水平的提高。

1 冷沖壓工藝概要

1.1 冷沖壓工藝簡介

冷沖壓，或板料沖壓，是利用壓力機對模具施壓，使板料在常溫下發生一定尺寸、一定外形的物理形變，從而對板料進行塑性加工的一種工藝。模具是冷沖壓技術的關鍵，其大小尺寸將決定工件的尺寸。

1.2 冷沖壓工藝的應用

冷沖壓工業的應用非常廣泛，不僅在家電生產和汽車制造上，還包括航空航天、導彈武器等高科技項目生產制造商有著重要的作用。如縱梁、覆蓋件等大型工件難以用其他工藝制造，冷沖壓技術就有了用武之地。隨著工業機械化的發展，無論是發展中國家還是發達國家，對冷沖壓技術的應用也越來越廣。

1.3 冷沖壓的工序

冷沖壓的工序通常可以按照技術特點大致分成兩個部分，也就是分離工序和變形工序。前者即指通過以超過金屬板料承受強度的沖擊力作用金屬板料，使之斷裂分離。后者則只以大于金屬板料屈服強度而不超過極限的沖擊力，使金屬板料僅發生形變而不發生斷裂。這兩項工藝完成板料的分隔和塑形。

1.4 常用的沖壓設備和剪裁設備

常用沖壓設備有曲柄壓力機、摩擦壓力機和液壓機三種。曲柄壓力機包括曲軸式曲柄壓力機和偏心式曲柄壓力機兩種，傳動系統、工作機構和床身是構成其結構的三大組分。作為一種重要而有效的沖壓設備，對沖裁、擠壓和彎曲等多種沖壓工藝都能勝任。摩擦壓力機則有單盤式摩擦壓力機、雙盤式摩擦壓力機和三盤式摩擦壓力機三種，其中雙盤式摩擦壓力機的應用最為廣發。作為一種螺旋壓力機，比曲柄壓力機多一個附屬裝置。液壓機由三部分組成，即本體裝置、動力裝置和操縱裝置三部分。液壓機的規格則較多，能夠進行成型、擠壓和拉延等工藝，其操作方便，工作節奏也可以任意調整，生產效率也比較高。

剪裁就是按一定線路分離材料的某個部分，是沖壓工藝的預備工藝，十分重要。主要包括龍門剪、輥剪和振動剪。

2 冷沖壓工藝的特點

冷沖壓工藝對金屬板料和非金屬板料都具有良好的適應性，對材料的要求不高，它便于自動化和機械化生產，對于提高生產效率和材料的綜合使用率方面很有幫助。這是由于沖壓技術對材料的利用率非常高。通過對模具的運用可實現零件的大批量制造和生產。

但同時，作為關鍵的模具的制造也因為工藝復雜而成為沖壓成功與否的決定因素。模具的制造成本很高，其生產時間也比較長。另一方面，冷沖壓技術所需要的機械壓力機由于滑塊飛快的運轉速度，為達到安全生產管理，必須有較多的工作人員。因此冷沖壓工藝通常只適合大批量零件的生產制造。

3 沖壓模具工藝的現狀及存在的問題

3.1 沖壓模具工藝的現狀

目前，我國在制造沖壓模具的技術方面已經有了較大的進步，富康、夏利等汽車的覆蓋件作為大型沖壓模具的代表，已經實現了設計、實驗方面的計算機輔助，并實現了一體化和自動化。由于先進的應用軟件、制造技術的加入，模具加工設備也得到了發展，我國沖壓模和塑料成型等工藝在設計開發和制造能力方面也有了較大提高。各大大專院校和研究機構有關模具技術的研究也有了很大的進展，具體有吉林大學模具技術國家實驗室的汽車覆蓋件和相關軟件，華中理工大學國家工程研究中心的冷沖模和精沖模軟件，上海交通大學的汽車覆蓋件沖壓成型分析軟件等等。國內各模具企業對技術的開發也投入了大量的資金，步伐在加快，規模在擴大。

3.2 沖壓模具工藝存在的問題

盡管模沖壓具工藝有著許多好處，但由于我國模具企業普遍專業化程度比較低，其主要工作依賴模具的制造。由于許多復雜程度高，精密、高效和使用壽命長的模具無法由我國企業自主生產，因此對國外企業的依賴程度較高。企業管理在體制的束縛下，也往往不能發揮應有的潛力，工藝技術的落后，自動化程度不高，生產效率的低下，造成生產周期過長，難以形成足夠的競爭力。

4 沖壓工藝與模具制造技術的發展

沖壓模具工藝必然向高精密度、強性能、更長的使用壽命等方向發展，工藝不斷發展，生產效率不斷提高，價格不斷降低是其發展目標。

4.1 模具大型化和精密化

我國企業應當盡可能地擺脫模具制造依靠進口，致力于精密、高效和大型的模具的生產，使模具制造行業向大型化和精密化發展。

4.2 模具標準件的應用

要想減少工件制造時間，提高使用壽命，降低生產成本，最為有效的方法就是盡可能地運用模具標準件。要想應用模具標準件提高生產的效率，首先就要求國家標準能夠嚴格統一，并能依照此標準生產。標準件的規格和品種也要按照需要增加，令企業因此形成規模化生產。

4.3 模具材料的質量

在模具的成本中，材料價格往往占到1/3以上。雖然這是一筆較大的成本，但如果能夠使用更加耐磨，使用壽命更長的材料，從長久看來，恰恰能夠降低成本，并能夠提高模具產品的質量。因此應當重視提高模具材料的質量，并能夠引入更為先進的模具處理技術。

4.4 高速銑削在模具制造中的應用

高速銑削的優點在于工作中溫度變化小，因此對板料變形的影響也較小。大多工業發達國家往往采用高速銑削，其主軸轉速可達到5萬～12萬r/min，而我國目前采用的則往往只有數千轉。鑒于高速銑削的各種優點，提高其在我國模具制造行業中的應用是今后的趨勢。

4.5 研磨拋光的自動化和智能化

模具表面的拋光研磨同樣也是模具質量的關鍵因素，對模具的使用壽命也極有影響。但目前我國模具制造過程中，模具表面的拋光和研磨仍然依靠手工加工，質量控制很不穩定，而且也具有較高的勞動強度。這無疑是提升模具制造工藝的障礙。手工研磨應當被數控研磨機所替代，以實現拋光研磨的自動化和智能化，以此提高品控程度，進而制造出高質量的模具。

[1]李煥芳.冷沖壓模具發展現狀[J].中國高新技術企業，2010（15）.

[2]黃悅馴，鄭平平《.冷沖壓工藝與模具設計》課教學改革初探[J].職業教育研究，2012，06：137～139.

[3]李毅.芻議冷沖壓工藝與模具制造技術的發展[J].科技信息，2013，21：449.

TG386

A

1004-7344（2016）24-0228-01

2016-8-7

王杰（1982-），男，本科。