機械沖壓模具設計應用發展分析

王瑞 寶雞技師學院

機械沖壓模具設計應用發展分析

王瑞 寶雞技師學院

一直以來，工業模具在工業生產中都起著重要的作用，是工業領域能夠不斷進行創新并實現大規模生產的搖籃，正所謂工欲善其事必先利其器，模具的科技水平在很大程度上決定了工業生產水平，要想提高工業生產的專業性與技術性，提升生產效率，有必要不斷做好模具的設計工作，使其更廣泛的應用到工業生產中去。本文主要對機械模具中的沖壓技術進行分析，從模具設計中存在的問題出發，探究如何進行創新發展。

機械沖壓 模具設計 應用 分析

查閱2011年中國模具發展相關資料，國內模具企業實現銷售額1240億元，年增長率達到10.7%，其中沖壓模具的比例達到37%，生產的沖壓模具數量1050萬套，消耗鋼材172萬噸，實現銷售額458.8億元。從世界范圍來看，中國的模具發展規模僅次于日本、美國，排在第三，可以預見，在未來工業發展過程中，模具的發展重要性越來越凸顯。在模具行業，根據使用的材料以及成型的特點可以將其細分為沖壓模具、粉末冶金模具、鑄造模具、壓鑄模具、注塑模具等不同類型，沖壓模具無論是數量還是銷售額都占據了很大的比例，做好沖壓模具設計應用工作意義重大。

一、沖壓工藝

（一）沖壓工藝定義

沖壓工藝指的是在借助金屬塑性變形的性能，通過相關的輔助工具，比如說模具和沖壓設備向板料施壓，使得板料按照事先設計好的形狀與尺寸進行變形，形成需要的產品，這種工藝主要應用于對金屬材料進行加工。

（二）沖壓工藝的特點

沖壓工藝在機械模具生產過程中得到大范圍的應用，主要具備以下特點：1.通過實現機械化與自動化生產，更有效的提高生產效率，與時代接軌；2.沖壓工藝生產出來的設備精準度非常高，表面質量高，因此并不再需要二次加工，對材料造成的損耗小，有效降低生產成本；3.通過沖壓工藝生產出來的模具具有更廣泛的適用性；4.形狀復雜的零件設備通過沖壓工藝也能夠進行高精準的生產。

二、機械模具應用的問題

1.可靠性。在進行模具的制作過程中要注意工作間隙的選擇，把控好間距的大小，這在很大程度上會直接影響到模具的質量，從而對設備的可靠性產生影響，需要在進行模具設計過程中不斷進行優化，確定最終的設計標準。

2.安全性。設計過程中的小問題會影響到機械設備操作過程中的安全性，比如對裝卸設備需要在卸料過程中開槽，從而避免操作人員受傷，因此在進行模具設計過程中就需要對相關零件預留回轉的空間。

3.使用壽命。模具的設計也會影響到機械設備的整體使用壽命，比如設備在運行過程中會產生震動，這對模座影響很大，因此在實際設計過程中要考慮到這一點，將模座的厚度進行加大處理，避免頻繁震動影響到模座的使用壽命。

三、沖壓模具可持續發展的創新路徑

機械沖壓模具設計的創新發展可以從材料創新、工藝創新、結構創新、制造工藝及裝備、生產模式創新以及模塊化創新等路徑尋求更多的發展方向。

1.模具材料創新。隨著技術的不斷發展，越來越多的新型材料被廣泛的應用到機械模具生產制作中，這些新材料大都具有高強度、高硬度等特性，在生產過程中會對模具造成不可恢復的損傷，使得模具的生產效率低，同時生產出來的產品精準度也會降低，因此需要做好模具材料的創新，制作模具的材料需要有更高的性能。各種合金、陶瓷材料是未來材料發展的主要方向。

2.沖壓工藝創新。沖壓工藝與沖壓模具有著密不可分的關系，要想更好的應用沖壓模具，就需要做好沖壓工藝創新工作，復合落料模、連續模等能夠有效提升生產效率，同時還能夠對工人減負，除了這些工藝之外，還可對現有的工藝進行重新組合，通過減少工序或者模具數量的途徑來降低成本。在現有的工藝基礎上不斷創新沖壓工藝也是工藝創新的重要渠道。

3.模具結構創新。現代工業生產中，越來越多的三維造型零件需求對傳統的只能夠往復直線運動的模具造成了極大地沖擊，要想生產三維零件，需要配合進行輔助模具的機械運動，對模具結構進行創新。在未來機械模具發展過程中，越來越多的機械原理會運用到設計中去，以滿足更多個性化的生產需求。

4.模具制造工藝及裝備創新。要想獲得更好的精準度，就需要在模具設計與制造過程中做好制造工藝與生產裝備的工作。現階段我國機械模具生產中主要采用的工藝有平面磨削、火花放電成型加工、線切割、切削加工、圓形磨削等，每一種制造工藝都需要用到相應的制造設備，并且不同的工藝生產出來模具的精準度都是不一樣的。為了獲得更高的精準度，未來模具將會朝著數控技術方向發展，能夠實現對模具三維加工的磨床設備將會得到更廣泛的應用，同時為了更好的提升模具的機械性能，相關的模具表面處理以及熱處理工藝也會得到重視。

5.針對生產模式進行創新。由于模具大都是單件生產，而模具單件生產又包括設計、加工、外協采購等環節，每一個環節都有相當長的流程，因此通常情況下模具生產存在周期長、效率低的問題，需要針對實際的模具生產模式進行創新，簡化流程。

6.對模具進行模塊化創新。顧名思義，模具模塊化就是把模具根據其具體的功能、是否可重復使用等重新進行組合拆分，提升整體生產效率，更便于開展模具維護工作，同時能夠降低生產成本，但是也會存在模具生產的前期準備時間過程的問題，現階段我國已經實現模塊化的模具主要有墊鐵、凹凸模鑲件等，在未來可以繼續朝著功能性的組件等可持續使用的模具方向發展。

隨著我國經濟的快速發展，工業依然是我國產業結構中的重要組成部分，而作為工業生產的重要環節，模具的設計應用工作一直都是行業研究人員的研究重點與熱點。高技術的工業沖壓模具不僅使用壽命更長，而且能獲得更好的使用效果。為了實現工業生產效率的提高，減少不必要的工業生產成本，需要不斷開展機械模具設計研究工作，積極應用推廣到更多的工業生產領域。

[1]張康.農機沖壓模具設計應特別注意的問題[J].農業裝備技術,2003(6):38.

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[3]張桂俠.提高沖壓模具使用壽命的方法探討[J].鍛壓技術,2011(6):90-94.