王龍英 涂霞

重慶海德世拉索系統(tǒng)（集團(tuán)）有限公司 重慶 401120

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，市場(chǎng)對(duì)沖壓模具提出了更高的要求，傳統(tǒng)的模具制造方法在效率、精度和使用壽命等方面暴露出許多不足。在高新技術(shù)的支撐下，將各種新技術(shù)應(yīng)用到?jīng)_壓模具的設(shè)計(jì)制造中，以促進(jìn)沖壓模具設(shè)計(jì)制造業(yè)的發(fā)展，改善過去存在的問題，不斷提高模具加工制造效率。

1 沖壓工藝的前景

沖壓模具即在通過模具和壓力機(jī)對(duì)材料施加外力進(jìn)行處理與加工，獲得需要的形狀與尺寸。生活中不少機(jī)械制造都需要用到?jīng)_壓加工，比如汽車的車身、底盤等多個(gè)零件都需要使用，因此沖壓工藝和沖壓模具的重要性不言而喻，必須要做好沖壓工作，規(guī)劃好沖壓工藝的制作流程，包括設(shè)計(jì)與制造，對(duì)于沖壓模具則需要根據(jù)現(xiàn)有的沖壓工藝進(jìn)行模具的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與制造。目前中國(guó)的模具制造生產(chǎn)率并不能滿足國(guó)人的需求，還需要進(jìn)口，也無法滿足中大型企業(yè)的高標(biāo)準(zhǔn)、高利用率、高效率、多品類、個(gè)性化的要求，因此沖壓模具需要進(jìn)行改革，從設(shè)計(jì)方面到制造方面都需要緊跟社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)—綠色制造和數(shù)字化[1]。

2 沖壓模具的設(shè)計(jì)分析

2.1 確定產(chǎn)品的尺寸

設(shè)計(jì)師需要根據(jù)實(shí)際的需求、產(chǎn)品材料與工藝等多方面來衡量產(chǎn)品的尺寸大小，要給產(chǎn)品留一個(gè)公差范圍，要考慮產(chǎn)品的后期磨損等因素，決定產(chǎn)品的取值。確定尺寸的大小是設(shè)計(jì)師來決定，因此需要設(shè)計(jì)師有豐富的經(jīng)驗(yàn)，能夠非常精確的估計(jì)出合適的尺寸，對(duì)于沖壓工藝非常了解，能夠預(yù)判產(chǎn)品的未來變化，豐富的經(jīng)驗(yàn)可以幫助設(shè)計(jì)師減少調(diào)整的次數(shù)和時(shí)間，使得產(chǎn)品盡快投入生產(chǎn)[2]。

2.2 排樣圖設(shè)計(jì)

精確度越高的產(chǎn)品尺寸設(shè)計(jì)越需要放在靠后的工步里，這種精妙的設(shè)計(jì)需要大量的時(shí)間去計(jì)算核實(shí)是否符合實(shí)際生產(chǎn)。因此設(shè)計(jì)過程中需要繪制出排樣圖，根據(jù)排樣圖的各種成形等工步，去計(jì)算力學(xué)，了解模具的承受外力壓力區(qū)間范圍，根據(jù)這個(gè)范圍來確定彈簧力、卸料力，保證數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)計(jì)算。

2.3 總裝圖繪制

排樣圖的設(shè)計(jì)完成之后，可以開始選擇沖壓設(shè)備，并根據(jù)不同設(shè)備的參數(shù)，進(jìn)行總裝圖的繪制。需要繪制的有沖壓設(shè)備的安裝尺寸、合模等高度，同時(shí)需要繪制出模具的詳細(xì)結(jié)構(gòu)。因?yàn)楝F(xiàn)在已經(jīng)不再采用人工手繪，而是采用電腦分層繪圖，因此需要注意分清圖層，有利于零件的拆分。

2.4 部件圖繪制

總裝圖的完成之后需要進(jìn)行分層，完成部分零件模具圖的繪制，用標(biāo)準(zhǔn)視圖標(biāo)出零件的形狀、結(jié)構(gòu)。部件圖的繪制主要考慮因素為是否能夠在實(shí)際過程中完成加工過程，如何降低成本的加工。

3 沖壓模具的制造分析

3.1 沖模材料選擇

沖壓加工方法一般用于鋼板或鋼帶材料加工領(lǐng)域。因此，對(duì)沖壓模具零件的硬度、剛度、熱處理性能和耐磨性都有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。常規(guī)材料包括skh-51、SKD11 和sks；超硬材料包括G5 和G3；超硬鋼包括hpm2t。

3.2 模具零件粗加工

今天的粗加工方法不同于以往的手工銑床、手工鉆床，通常也會(huì)選擇先進(jìn)的精密設(shè)備進(jìn)行粗加工。對(duì)于精度要求不高的零件，可進(jìn)行粗加工，如底板加工工序，并可在加工中心安裝中心鉆進(jìn)行精確定位。對(duì)于精密零件的加工，加工中心可直接加工。設(shè)置好程序和參數(shù)后，安裝設(shè)備開始處理。

3.3 零件熱處理

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，新材料層出不窮，不同的材料有不同的處理方法。為了保證零件的高質(zhì)量，在熱處理過程中應(yīng)滿足以下要求：一是制定熱處理過程的監(jiān)督管理制度，加強(qiáng)技術(shù)人員的專業(yè)技術(shù)水平，明確了熱處理操作的各個(gè)環(huán)節(jié)，為最終的高質(zhì)量零件提供了保證。二是完善加工設(shè)備的維修機(jī)制，定期對(duì)相關(guān)加工設(shè)備進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，確保設(shè)備功能齊全，并建立設(shè)備維修臺(tái)帳，詳細(xì)記錄維修時(shí)間、原因、發(fā)現(xiàn)的問題和采取的措施。三是精細(xì)材料管理，嚴(yán)格控制材料質(zhì)量，對(duì)不同類型的材料區(qū)別對(duì)待，采用適合其特點(diǎn)的加工方法，提高零件質(zhì)量[3]。

3.4 模具零件的精加工

熱處理方式使零件受熱，使零件產(chǎn)生輕微變形。在精加工零件時(shí)，必須將表面研磨，然后再進(jìn)行后續(xù)加工。磨削加工主要采用光學(xué)磨床、平面磨床和內(nèi)外磨床這三種機(jī)械設(shè)備進(jìn)行加工。在磨削零件的過程中，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)裂紋和變形。應(yīng)采取積極措施，嚴(yán)格控制精磨進(jìn)給量，防止零件產(chǎn)生裂紋和變形。磨削淬火硬度較高的材料應(yīng)選用金剛石砂輪，因?yàn)榻饎偸拜喌挠袡C(jī)結(jié)合劑可以提供更大的自磨性。總的來說，要根據(jù)加工材料的特點(diǎn)選擇合適的砂輪，以保持鋒利度，避免高溫?fù)p傷[4]。

3.5 數(shù)字化的技術(shù)

（1）沖壓成型CAE 分析技術(shù)：可以快速找出模具成型中存在的問題，在模具的設(shè)計(jì)階段就可以預(yù)分析模具相關(guān)信息，減少模具設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試的時(shí)間，對(duì)模具的設(shè)計(jì)進(jìn)行評(píng)估，提高模具的質(zhì)量。

（2）快速設(shè)計(jì)技術(shù)：建立模具設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)庫(kù)，錄入目前需要的模具結(jié)構(gòu)的參數(shù)，方便后期設(shè)計(jì)人員的查閱與修正，縮短設(shè)計(jì)周期，盡快進(jìn)入制造過程。

（3）數(shù)字化裝配技術(shù)：數(shù)字化裝配技術(shù)線上測(cè)量并記錄模座導(dǎo)向、導(dǎo)柱的精度，可以及時(shí)調(diào)整出現(xiàn)的誤差。

4 結(jié)語

沖壓模具在生產(chǎn)過程中使得成本降低，企業(yè)的利潤(rùn)穩(wěn)步提升，因此需要緊跟時(shí)代步伐，實(shí)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)與制造的改革創(chuàng)新，秉持綠色環(huán)保的理念，實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，計(jì)算機(jī)輔助性設(shè)計(jì)，深層次地優(yōu)化沖壓技術(shù)和模具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，降低沖壓過程的人工出錯(cuò)概率，提高模具的精度和水準(zhǔn)，延長(zhǎng)模具的壽命，沖壓模具工作的優(yōu)化可以提升企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力。