淺談沖壓模具的設計與加工

梁甫

摘 要：沖壓模具的設計對于模具的生產制造來說具有相當重要的作用，如果能夠對沖壓模具進行創新的話可以大量的節約出生產成

本，使得企業盈利增加。在近幾年當中沖壓模具的設計當中很多都運用到了計算機，使得沖壓模具的設計更加科學化，文章主要著重于對沖壓模具設計和加工的研究與探討。

關鍵詞：沖壓模具；設計；加工

中圖分類號：TG385.2 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）28-0110-02

引言

與很多工業發達國家相比，我國的模具工業起步比較晚，底子較為薄弱，無論是設計還是制造方面都與工業發達國家之間存在著很大的差距。同時模具技術涉及到很多的學科知識，對于結構的強度、剛度和表面硬度、粗糙度等都具有很高的要求，所以模具成為了高附加值和技術密集型的一種制件，可以說模具的技術水平已經成為了衡量一個國家創造力水平的重要依據。

1 沖壓工藝的介紹及分類

沖壓是通過壓力機和模具來對板材、帶材和型材等施加外力來使其產生分離或者是塑性變形，以此獲得所需要的形狀和尺寸沖壓件的一種成型加工方法。沖壓的胚料主要分為熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶，在全世界的鋼材當中有百分之六十到七十都是板材，這當中的絕大部分都是經過沖壓而制成的成品。在汽車的制造當中，無論是車身、底盤、散熱器片還是電機、電器、容器的殼體等都是經過了沖壓加工的。與鑄件和鍛件相比，沖壓件具有薄、輕、勻、強的特點，很多其他方法無法制造出來的工件，例如一些帶有加強筋、肋、起伏及翻遍的工件沖壓都可以制成，而且由于采用到的模具精密，可以使得工件的精度達到微米級別，重復的精度和規格都較為一致，孔、凸臺等都可以沖壓出來。一般來說沖壓件都是不需要再經過切削加工的，或者只需要經過少量的切削加工。相較而言熱沖壓件的精度及表面的狀態都不及冷沖壓件，但都遠比鍛件和鑄件需要的切削加工量少很多。可以說沖壓是一種高效的生產方式，提高了生產的效率，降低了生產的成本，對于工業生產來說無疑是一次歷史性的改變。

在沖壓工藝的工藝分類問題上主要可以分為分離和成型兩大工序，分離工序主要的目的就是使得沖壓件能夠沿著一定的輪廓線從板料上分離下來，同時保證分離斷面的質量要求，成型工序主要是使得板料在不破坯的情況之下發生塑性形變，因此制成所需要的形狀和尺寸的工件。但是在實際的生產當中通常都是多種工序綜合用于一個工件之上。沖壓的工藝主要有沖裁、剪切、拉深、矯正等幾種沖壓的工藝。由于沖壓所運用到的板料對于沖壓成品質量的影響很大，所以對于沖壓板各方面都有很高的要求，表面必須光滑、無斑無疤，加工硬化度地、沒有明顯的方向性等。

2 沖壓模具的設計

現代化零部件的設計越來越趨于復雜化，所以連續的沖壓技術會成為一個很重要的發展領域，隨著計算機技術的發展，沖壓模具設計當中也逐漸運用到了計算機，例如對于Pro/E軟件的使用，它不僅僅降低了制圖人員的工作量，同時也提高了設計的水平和效果，能夠更加精準的分析模型、運動和干涉檢測。在Pro/E軟件設計下的沖壓模具會更加的精準，生產成本和時間都會大幅度降低，使得生產效率上升。

在沖壓模具設計的基本思路上可以分為五個步驟：第一步是圖紙的轉換，簡單的來說就是能夠把一個零件精準的轉換成圖紙，也能把圖紙轉換成零件；第二步是用三維的軟件畫出零件圖樣，轉換成帶有展開圖的工程圖，然后再畫成能夠作為自己參考圖來調用；第三步是通過展開的圖畫出排樣圖或者是單工序圖，在根據展開的圖來設計出每一個步驟產品的零件圖樣：第四步是把排樣圖調入三維軟件畫出排樣試題圖再轉化為工程圖，作為自己的參考圖以備調用；最后一步就是根據上面步驟設計出每一個零件工藝圖的模具圖形來。以上這些就是常用模具設計的基本思路和運用到的設計工具。

3 在設計加工當中沖壓模具需要注意到的問題

了解在設計加工當中沖壓模具需要注意到的問題可以更好的設計出沖壓模具，使得沖壓模具在設計和加工的各個環節當中都更加精準，避免一些考慮欠缺和選擇大意導致沖壓模具的生產產生的差異問題，使得沖壓模具規范性受到影響。

3.1 對于加工模具的綜合考慮

加工模具的綜合性考慮包括經濟、質量、服務和周期等各個方面，在高精度模具的要求當中應該使用到高精度的數控機床或者一些電加工設備來對模具的材料、成型工藝等進行把關，然后用計算機來作為輔助設計，確保模具的精度；在有特殊要求的模具當中就需要運用到氣輔成型技術和熱道流技術：在大型的沖壓成型模具當中就需要考慮到壓邊和邊潤滑劑等的加工手段和加工措施，對于沖壓時候的壓力和次數、相關模具的加工輔助裝置等都要考慮到位；在對于協作廠家的考慮當中也需要全面的了解清楚，設備運用、管理水平、加工經驗，還有不同廠家之間對于同一模具報價的差異等問題都要有一個細致的了解，然后綜合考慮，從用戶自身的需求出發來進行衡量，得出最佳選擇。

3.2 模具研發和試制中的問題

在模具的研發和試制當中要注意與模具單位之間的溝通和協調，當產品的初步方案得以確定之后要及時與模具廠商進行接觸討論，保證產品設計的成型工藝良好，同時也不會因為零件的加工難度而修改已經定型的產品設計。在經過充分的討論與溝通協調之后模具制作方可以提前進行材料的準備，也可以防止由于考慮欠缺而使得工期受到影響。在模具的研發和試制當中只有進行了充分的溝通協調才能夠使得雙方配合緊密，達到利益最大化，縮短制作的工期。

3.3 模具零件加工和裝配問題

在零件的加工和配置問題上要盡量保持一條龍方式完成，這樣才能保證模具零件加工的各個部件保持在相同的加工水平之上，避免多個廠家參與責任的不明確、加工水平、人員技術不統一等問題的出現，造成模具零件差異過大。

4 對于沖壓模具加工工藝的選擇

沖壓模具加工工藝的選擇主要有以下三種情況：第一種是根據凹凸模型的尺寸大小來進行選擇；第二種是根據加工的企業設備功能來進行選擇，選用企業現有的加工設備來進行加工可以對生產成本進行節約，如果企業加工當中個別條件不滿足的話可以采用單工序外加工的方法來進行，如果要使得企業生產的模具達到市場的要求就應該根據各產品零件中不同設備的加工能力和水平來進行考慮，更新或者增加相應的設備來達到要求；第三種根據沖件批量和模具的結構來進行加工方法的選擇，在這之中對于相同的壓件生產應該具備備份的模具，對于易受損的零件要選擇更換方便的地方進行加工，需要單獨加工的零件不能采用配做工藝。

5 沖壓模具在未來發展的狀況分析

就我國目前的情況來看，沖壓模具設計已經得到了認可，在制造市場當中沖壓模具也占有了一定的重要性，在未來的發展當中沖壓模具在制造市場當中會越來越重要，規模也會相應得到擴大，制造的精度也會大幅度提升，更多復雜的沖壓模具也會被設計出來，搶占到更大的市場。但是在沖壓模具設計的過程當中還需要考慮技術的先進性和設備的匹配度，這樣才能實現人工控制向自動化控制的一種設計模式之間的轉變，如果在未來這一環節出現問題的話會給整個制造業都帶來極大的不利影響，所以沖壓模具的設計還是應該注重穩中求進，不能急于求成，導致功虧一簣。

要使沖壓模具在未來得以發展還面臨這兩個問題需要解決，一個是于外國制造企業之間的競爭問題使得我國沖壓模具產業受到極大程度的沖擊，如果想要有足夠的能力與國外制造企業進行競爭的話，就應該提升我國制造業自身的生產力，在模具坯料的選用上更加要使用質量更好的原材料來進行沖壓模具的加工。另一個是在我國市場當中沖壓模具的企業越來越多，導致整個企業中制造質量參差不齊，在這種情況之下工作人員要有一種低成本高質量的理念來進行加工設計，這樣才能保持足夠的市場競爭力。

6 結束語

總的來說沖壓模具的設計與加工在未來的發展是比較好的，它是一個時代所產生的新產物，符合時代發展的需求，在不斷提高的生產要求當中沖壓模具的設計與加工也應該與時俱進，這樣才不會被新的產物所取代，毫無競爭優勢而言。確實現在沖壓模具在生產制造當中帶來了很多的好處，使得企業利潤得到有效的提升，但是如果它的發展毫無計劃和方向的話，很可能就會在發展當中被迷失、被遺忘，所以沖壓模具的設計與加工必須秉承創新，緊跟時代發展步伐去改變。

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