導語：如何才能寫好一篇沖壓模具，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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1沖壓模具的基本概況

（1）沖壓指的是借助外力的幫助，讓原始材料改變其原有外形的過程，經過對外形、尺寸和功能的加工，獲得企業所需要的各種零部件。沖壓的原始材料包括帶材和板材。在沖壓的工序之中有許多步驟是需要模具來完成的，包括沖切、沖孔和彎曲等。對于那些比較復雜難做的沖壓零部件來說，就需要增加模具的數量。如果想要大批量的生產，就不能使用那些只是簡單組合成的模具，這樣會降低生產率。

（2）沖壓在其生產的過程中具有較多的優勢：降低了生產成本、制作效果較好以及經濟效益很好。沖壓對其原始材料的利用率很高，在沖壓的生產過程中基本上沒有產生較多的問題，并且通過沖壓所做出的零部件在精確度和尺寸等方面都比較準確，基本上可以滿足企業所要求的標準。企業的內部組織得到了一系列的改變，提高了機械性的功能，促使沖壓在其外形上也發生了一些改變。

（3）沖壓在其設計之后，所生產的零部件都具有剛度較好和質量較輕的特點，這些零部件在我國的汽車行業和摩托車行業具有較深的影響，并且正在向空調行業、冰箱行業和電梯行業邁進。在今后的經濟時代，沖壓行業將會快速的發展，沖壓模具的設計也會不斷的變革，達到高效率的效果。

2沖壓模具設計

從沖壓行業角度來看，由于現代化零部件的設計越來越復雜，所以連續的沖壓技術即將成為重要領域。連續模是指經過一種模具在兩個或兩個以上的工位上來完成許多種工序的過程。它具有相對比較容易、模具使用時間更長、更加容易形成自動化及存在生產效率較高的特點。通過連續模的沖壓工序可以得到一些完整的零部件和半成品。盡管會出現許多個沖壓工序，但是也是可以利用一些連續模來沖壓完成這些零部件。由于計算機信息技術的逐漸發展，使Pro/E軟件能夠對多個科技領域產生積極的影響。Pro/E軟件具有很多優勢：降低了制圖工作人員的工作數量，提高了設計水平和效果，且可以精確的分析模型、分析運動和干涉檢測等。利用Pro/E軟件設計的沖壓模具，可以使零部件在設計、加工和配置等方面更加標準，降低了生產成本、縮短了設計時間，提高了生產效率。

3沖壓模具所存在的典型組合

在結構方面，沖壓模具具有較大的差異，只有采用典型的模具結構組合，才能建設較好的沖壓模具。運用典型的結構組合能夠明確模具結構組合的形式，并且分析了由沖壓模具各種零部件的配置和尺寸之間的關系。通常使用的沖壓模具所存在的典型組合包括復合模的組合、固定卸料的組合、導板模的組合以及彈壓卸料的組合等。沖壓模具的標準化與標準化的零部件緊密相連，而且在標準的環境下，沖壓模具的零部件可以使用自下向上或是自上向下的設計方法來實施設計。

4正確選擇沖壓模具的設計材料

（1）在沖壓模具的設計過程中，最關鍵的問題是正確的選擇沖壓模具的原始材料。任何一種沖壓模具的種類和工作條件都會存在不同的觀點，處于不一樣的運用環境，需要提出不同硬度和強度的要求，并且這對沖壓模具的耐沖擊性、耐疲勞性以及耐磨性等方面都要提出相應的要求。若想大批量的生產產品，那么就需要使用質量較高的原始材料。

（2）沖壓模具在設計的過程中，要求其原始材料能夠滿足經濟方面的要求，同時要求具有較好的加工工藝功能，可以充分的滿足設計要求以及能夠較好的進行加工處理。

（3）沖壓模具所使用的原始材料包括：鋼結硬質合金、合金鋼和碳鋼等材料，沖壓模具利用模具鋼材所制作的零部件通常有合金工具鋼和碳素工具鋼等。沖壓模具加工熱處理的方法包括調質、退火和淬火等技術，需要依據不同的技術要求，對原材料進行加工和處理。

5在計算機幫助下實現沖壓模具的設計

沖壓模具設計的過程中，凹凸模在其配置和尺寸等方面與其他的沖壓模具相比，受到更多困難的阻礙。若想利用此凹凸模具生產大批量的產品，那么對模具要求非常高，凹凸模的使用壽命要比其他模具較長，并且在維修方面要更加的快捷方便。運用計算機科技軟件進行設計的時候，需要精準的計算設計和尺寸的輸入，只有這樣才能使產品進行精準的設計。運用Pro/E軟件設計沖壓模具的過程中，可以使用配置設計的方式，其詳細的解釋了自下而上和自上而下的設計方式。首先要對配置進行系統性的設計，然后再針對每一個零部件進行詳細的設計。其設計的過程為：創建沖壓模具的設計工程；利用分割曲面對零部件進行修改，制造出精準的零部件；利用配置軟件對零部件的尺寸和功能方面進行全面的檢測，防止在設計的過程中產生廢品等問題。

6沖壓模具在未來的發展狀況

雖然沖壓模具的設計在我國許多企業中已經得到了認可，但是沖壓模具仍然存在著許多問題，并且沖壓模具在其制造市場中占據著重要的位置。在未來的經濟時代，沖壓模具的設計將會越來越重要，并將會擴大其規模，確定更精準的尺寸，設計出更加復雜的沖壓模具，繼續占領更大的市場。但在設計的過程中，沖壓模具需要考慮到其技術的先進性以及與之相匹配的設計設備，實現了由人工控制向自動化控制轉變的設計模式。如果在未來的發展中出現問題，那么將會對整個制造行業帶來不利的影響。所以，沖壓模具在以后的設計過程中不能急于求成，應該穩步的進行。一方面，由于國外的制造企業不斷地進入我國市場，使我國的沖壓模具在設計領域承受了巨大的壓力。如果想與國外的制造企業進行正面的競爭，我國的制造企業就應該提高自身的生產效率、選擇使用較好質量的原始材料和沖壓模具設計。另一方面，使用沖壓模具的企業數量越來越多，在沖壓模具設計的過程中，工作人員需要時刻秉著降低成本的理念進行產品的加工和設計。只有設計出高質量的沖壓模具，才能與國外的制造企業進行競爭。

7結語

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的原因進行了具體分析，提出了相應的預防及解決措施。

關鍵詞：沖壓模具；失效形式；分析；措施

1 前言

隨著我國現代工業技術的不斷發展，沖壓模具在工業生產中起到了越來越廣泛的應用。沖壓模具質量的好壞直接決定了所沖產品質量的優劣。然而，沖壓模具在使用過程中，常常出現各種形式的失效情況，應對這些失效，往往需要耗費一定的時間、人力、物力以及財力資源，嚴重影響到了工業生產的進度，不利于企業經濟效益的提高。因此，如何有效地預防沖壓模具的失效，最大限度的提高其使用壽命，是很多企業共同面臨的一個技術難題。只有對沖壓模具的失效形式做出正確分析，歸屬其失效類型，才能精準地找出其失效的原因，采取相應的技術措施對其修復或預防，延長其使用壽命。

2 沖壓模具失效形式概述

2.1 沖壓模具失效的涵義

沖壓模具在使用過程中，因各種原因如結構形狀、尺寸的變化以及零部件組織與性能的變化等，使得沖壓模具沖不出合格的沖壓件，同時也無法再修復的情形就叫做沖壓模具的失效。鑒定模具是否失效的判據有三種：一是模具已經完全喪失工作能力；二是模具雖然可以工作，但無法完成設定的功能；三是模具因結構受到嚴重損害，使用時存在安全隱患。

2.2 沖壓模具失效的形式

沖壓模具在使用過程中，因模具本身類型、結構、材料的不同以及實際工作條件的不同，會表現出不同的失效形式，主要可分為以下四種。

（1）磨損失效。沖壓模具在正常工作過程中，往往會與加工的成形坯料直接接觸，二者之間因相對運動而產生摩擦，造成沖壓模具表面磨損。當磨損程度達到一定限度時，模具表面失去原來的狀態，使之無法沖出合格的沖壓件，這就是磨損失效。磨損在任何機械的使用過程中是不可避免的，因此是一種正常的失效形式，也是沖壓模具失效形式中最為主要的一種。根據磨損機理，可將磨損失效細分為四種：①磨粒磨損失效。當坯料與模具接觸的表面間存在硬質顆粒，亦或坯料加工前未打磨完全，其表面存在堅硬的突出物時，會摩擦并刮劃模具的表面，嚴重時就會使模具表面材料脫落，造成磨粒磨損失效。②黏著磨損失效。沖壓模具作用于坯料時，彼此之間存在相互作用力，有時黏著部分會因受力不均而發生斷裂，造成模具表面物質脫落或轉移，這種失效形式就是黏著磨損失效。③疲勞磨損失效。模具的有些部位經過長時間的使用，在與坯料摩擦力的循環作用下，難免會產生一些細小的裂紋，隨著使用時間的推移，細紋逐漸加深，加深到一定尺度時，造成模具表面物質發生脫落，甚至模具因承載力不足而斷裂。④腐蝕磨損失效。沖壓模具在使用過程中，模具表面物質很容易與周圍介質（如空氣、水等）發生化學腐蝕或電化學腐蝕，加上摩擦力的作用，時間久了，就會造成模具表面物質侵蝕變質，發生脫落。

實際上，磨具與坯料作用時，磨具表面受到的磨損是極其復雜并且難以預測的，不可能僅僅只受某種磨損方式的影響，因此，實際生產加工中反映出來的磨損失效形式可能是多種形式相互作用的結果。

（2）斷裂失效。所謂的斷裂失效是指沖壓模具因產生較大裂紋或者斷裂為兩部分（數部分）。斷裂可分為兩種：早期斷裂（一次性斷裂）以及疲勞斷裂。早期斷裂指的是沖壓模具表面受到沖擊載荷的壓力過大，超出其負荷能力，造成迅速斷裂。相反，造成疲勞斷裂的應力通常較低，在模具的承受范圍之內，但由于這種應力的頻繁作用，細小裂紋開始逐漸擴展，最后引發斷裂。

（3）變形失效。沖壓模具在工作過程當中，若是零件所受到的應力超出其彎曲極限，就會發生塑性變形。當塑性形變形達到一定程度時，會造成模具內零件的尺寸和形狀發生顯著變化，模具無法再正常使用，也就是變形失效。變形失效的外表現為彎曲、塌陷、鐓粗等。

（4）啃傷失效。沖壓模具因一些客觀原因致使其凸、凹模互相啃刃，造成沖壓模具崩裂。

3失效原因及措施

沖壓模具失效后，應及時對其進行檢查分析，找準失效的原因，并對癥下藥，采取相應的解決措施，延長沖壓模具的使用壽命，提高其經濟效益。以下分析了造成以上幾種失效形式的主要原因，并針對每種失效形式提出了相應的改善措施。

3.1 磨損失效的原因及措施

造成沖壓模具因過度磨損而失效的原因很多，歸結起來可以從三方面來考慮：一是沖壓模具本身的原因，如模具自身的耐磨性能不好；其工作零件的硬度太低；模架的精度偏低等。二是被沖材料的原因，包括坯料硬度太大，對模具表面產生過的摩擦力；被沖材料表面發生氧化作用，造成摩擦力增大等。三是其他因素的影響。如所添加劑效果不好等。

針對以上原因造成的磨損失效，可以從以下幾個方面加以改善：

（1）選擇合適的模具材料。模具材料的選擇會因模具用途的不同、生產沖壓件的數量不同而有所差異。表1給出的是不同用途的模具對材料的選擇。

表1 不同用途的模具對材料的選擇

模具用途 生產量 使用模具材料

生產低薄板以及有色金屬 小批量 T10A或T8A等較為低廉的碳素工具鋼

生產厚度≤2nm的鋼材 小批量 9GCr15、9Mn2V、9SiCr等合金工具鋼

生產厚度≥2nm的鋼材 大批量 Gr12MoV、Gr12工具鋼以及集體鋼、高速鋼、鋼結硬質合金等

（2）對沖壓模具表面進行強化處理。可以在加熱淬火以前，向模具表面進行滲雜處理，包括滲硼、滲碳、滲硫、滲氮或碳氮共滲，或在淬火后采用離子滲氮或者氣體軟氮化的技術對磨具表面進行改性處理，以此來提高沖壓模具刃口的各種性能，比如耐熱性、耐磨性、抗腐蝕性等。通過對沖壓模具表面進行化學或物理氣相沉淀、電火花強化以及激光強化等工藝技術處理，可以大大提高模具表面的硬度，獲得更好的耐磨性質及抗腐蝕、抗粘黏性質，從而很大程度地改善磨具的整體性能，極大地提高模具的使用壽命。

除以上措施外，還應該對模具表面適時進行處理，減小模具與被沖器件的摩擦；時刻關注生產中容易發熱的部位，并采取必要的冷卻措施；生產加工前，應認真檢查坯料的狀態，對表面不良的坯料應進行及時清理或其他預先處理；調整模具凸凹模的合理間隙。

3.2 斷裂失效的原因及措施

造成斷裂失效的原因主要有兩種：一種是過載斷裂，另一種是擴展斷裂。

當凸凹模同軸度相差較大，間隙分布不均勻，模架精度偏低時，會造成凸模在沖壓過程中因受到過大的側向力而發生斷裂；凸模表面各個截面的過渡部位圓角過于尖銳，產生高于平均應力十倍之上的集中應力，造成模具承載后發生斷裂。對于這種因過載而產生的斷裂失效，可采取以下措施加以解決：

（1）改進設計結構。對于沖孔直徑在2.5mm以下，斷面積在52mm2，長度在12.5mm以上的異型孔凸模，應對桿部進行適當加粗處理，可用導向圈等工具進行加固，加大圓角半徑，確保凸模各部位的過渡平滑，同時可采用其他結構如鑲拼或預應力結構來減少模具應力集中的情況。

（2）在沖壓模具設計過程中，應對模具強度進行校核，然后選擇高一級強度的模具材料，確保模具具有足夠的承載力；對熱處理件要進行抽樣檢查，確保其強度，韌性符合標準。

沖壓模具在生產工作中，造成模具擴展斷裂的裂紋有很多種，包括淬火裂紋、回火裂紋、磨削裂紋、自發裂紋、脫碳裂紋、電加工裂紋等。針對不同的裂紋有不同的預防措施。

對于淬火裂紋的預防，主要是要對零件的形狀進行合理設計。要將壁厚設計得盡可能相等，壁厚相差較遠的兩部分不能設計成一體，采用鑲拼結構時應確保各模塊強度盡量一致；轉角部分圓角應該有較大的半徑，杜絕尖角的情況；對于熱處理工藝，應根據制件的實際情況包括其形狀、大小以及材質等，選擇適宜的工藝。

對于回火裂紋的預防，應做到零件在加熱至300℃以前，采取緩慢加熱的方式進行，不能加熱過急，否則會因熱應力過大而造成開裂；回火時也不能急劇冷卻，應進行空冷處理，因為急冷會產生馬氏體相變應力，造成開裂。

對于自發裂紋的預防，采用的措施是：淬火后馬上進行回火，若是在常溫下放置時間過長，零件會因受到相變應力而造成開裂。通常淬火到回火的間隔時間不能超過3小時，如果因某些原因不能馬上回火，可以先置于100℃介質中進行保溫處理，以此來延長間隔時間。

對于磨削裂紋的預防，若是淬火零件較多，磨削量較大，可以先進行低溫回火（150℃）或中溫回火（300℃）；砂輪整修時，應確保砂輪足夠鋒利并且粒度合適，以此來降低磨削熱，減小磨削燒傷。

對于脫碳開裂的預防，可采取的措施是用真空加熱或保護氣加熱的方法控制加熱溫度，防止工件因受熱溫度過高而發生開裂。

對于電火花加工裂紋的預防，應在加工過程中，盡量采用較小的電規準，防止電火花產生的瞬時高溫在淬火件表面產生裂紋；加工后應對變質表面層進行拋光操作。

3.3 變形失效的原因及措施

造成模具變形失效的原因主要是模具表面的負荷過大。對于這種失效形式，可以從材料選擇或強化處理等方面提高受力部位的強度。

3.4 啃傷失效的原因及措施

造成啃傷失效的原因主要有裝配質量不過關、安裝不當、壓力機的導向精度不高、送料出現誤差等。對啃傷失效可用高導向精度裝置的模具進行生產加工，確保零件位置的精度，減小側向力，避免凹凸模相互啃傷。

4結語

沖壓模具失效與其結構、使用材料、工作條件等都有關系。實際生產中，模具失效是一個普遍又復雜的綜合性問題，受到很多因素的共同影響。因此，必須根據具體實際情況，進行具體分析，找出造成模具失效的原因，并采取相應行之有效的措施來加以預防或解決。只有這樣，才能使沖壓模具的使用壽命得到最大限度地延長，經濟效益得到顯著增加。

參考文獻：

[1]徐斌，樓白楊，羅康淳. 冷沖模的開裂失效分析[J]. 煤礦機械，2007（11）.

[2]劉曉飛，關連峰. 模具的壽命及其影響因素[J]. 金屬材料與冶金工程， 2009（03）.

[3]蘇以人. 冷作模具失效分析及改進措施[J]. 機械制造，2010（05）.

[4]傅建紅. 模具失效分析與對策[J]. 新余高專學報，2005（02）.

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關鍵詞：沖壓模具；教學方法；教改實踐

中圖分類號：G712 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）08-0054-02

我國加入WTO以后，國內機械加工行業和電子技術行業得到快速發展。國內機電技術的革新和產業結構的調整成為一種發展趨勢。因此，近年來企業對機電人才的需求量逐年上升，對技術工人的專業知識和操作技能也提出了更高的要求。相應地，為滿足機電行業對人才的需求，職業學校的機電類專業的招生規模也在不斷擴大，因此，如果我們還是使用以前傳統的教學方法，將不能滿足學生以及社會的需要，所以我在教授《沖壓模具設計》的過程中有了一些新的嘗試。

一、分析傳統教學方法

在傳統的教學過程中，教師將每一節課的重點、難點及主要的知識點匯集起來，在嚴格遵守教材的原則下準備講課內容，形成教案。在整個教學過程中，只注重教師教，根本沒有注意學生學了多少，使學生的學習非常被動，缺乏積極性與創造能力。像這樣沒有根據學生的實際情況準備的課程當然不會收到良好的效果，學生的學習積極性也不會提高。因此，我們應該采用以學生為主導，教師為輔助的形式。

二、以學生為主導，采用多種教學手法

由于中職學校的學生大多數都是初中畢業，學習的自覺性不高，而且各個學生的知識水平參差不齊，在機械行業中的沖壓模具這個課程中又有太多的結構需要明白，而且每個結構都是比較復雜的，所以為了保證學生能夠很好了解掌握又不至于感覺枯燥，我們就必須對教學方法進行改革，讓學生變被動為主動參與、主動學習，提高學生的積極性。

1.自學形式。首先在講新課之前，我給學生下達任務，要求學生在課余時間通過互聯網尋找一些相關的知識，讓學生在尋找的過程中明白一些淺顯的道理，以便在新課的學習中能更深刻地掌握知識點。例如，講解“沖壓設備”這個課題時，我就讓學生自己在課前通過網絡或是書籍收集不同的沖壓設備，并讓學生找出沖壓設備的組成部分有哪些，壓力機的主要參數哪些是比較重要的。這樣我只需要在課堂上起引導作用，其他都是學生自己查資料和課本尋找答案，每個學生所找的內容都有不同，采用這樣的方式既能夠很好地激發學生探知的興趣，又能夠讓學生在別人的知識中獲取知識，以便更好地完善自己。

2.討論形式。當然《沖壓模具設計》不但內容復雜，還有有大量的圖形需要分析和掌握，如果在課堂上只讓教師單獨分析、滿堂灌輸，不但耽誤教學時間而且還讓學生感覺枯燥、掌握不牢靠，在這樣的情況下，我們可以選擇使用學生以小組討論的方式。讓他們根據自己所學的知識探討，提出自己的相同或不同的觀點，最后讓大家一起總結，得出正確的分析方法。在這樣的方式下，很多在一年級制圖學得不好的同學有了提高，還對增強和鞏固學生的看圖分析能力有了幫助，同時也能讓學生在以后進入社會能成為單位所喜歡的技術人才。

3.多媒體形式。《沖壓模具設計》中還有很多運用情況需要學生理解和掌握，因此在上課的時候，可以采用動畫效果或是視頻錄像，讓學生觀看整個加工過程。多媒體動態的教學可以給學生帶來強烈的視覺沖擊，而豐富的色彩和新鮮感可以讓他們產生濃厚的求知欲望。例如在講解到沖壓模具結構的時候，由于學生對整個結構及運動情況不了解，在機器設備上也不容易觀察，采用動畫的效果，學生可以清楚明白每個運動過程以及每個結構所起的作用。

4.競賽形式。在學習過程中教師也可以通過競賽的形式了解學生掌握知識的情況，教師可以在課堂上給出一些問題，學生思考后舉手回答，給每次回答對的學生記一次成績，然后在一個學期完以后，獲得分值最高的學生可以得到適當的獎勵，通過這樣的方式鼓勵他們再接再厲，同時可以調動每個學生的學習積極性，然后培養他們主動學習的能力和不斷鉆研的精神。

5.實驗形式。在理論課的講授中，即使口才很好的老師，都很難在學生的腦海中建立一個模具的模型。如果教師在這個時候繼續講解其結構和原理，那么學生就只能是云里霧里，不知所以了。在這樣的情況下，教師可以將學生帶到實驗室，利用真實的實物邊講解，邊拆裝，學生可以看得見，摸得著，感覺真實，對知識的理解也會更深刻。例如：在講解沖壓模的結構的時候，一邊用實物演示講解和拆開各個零部件，還可以拓展一些課外的知識，讓學生學得更加明白，然后再讓學生自己動手拆裝，逐個掌握每個零件的名稱和作用，加深他們的印象。

6.校企合作形式。《沖壓模具設計》不但需要學生能夠知道每個部分的組成，還需要學生能自己設計一副實用的模具，那么在學校實習條件有限的情況下，學校可以跟一些模具企業聯系，讓學生在最后一學期到廠里學習，了解一副模具所需要的所有步驟，通過實際的操作并向師傅的學習，把對不同零件應該在哪些機床上加工這些問題一一落實清楚，通過這樣的深刻體會與了解，讓學生進一步掌握沖壓模具的知識，最后再讓學生幾個人一組完成一副小型模具的制作。這樣不但可以讓學生詳細了解整個模具的制作過程，還能讓學生知道目前社會上對模具的需求是什么，可謂是一舉兩得。

三、總結

通過對《沖壓模具》這門課的教學嘗試，能夠看出學生的掌握程度還是比傳統教學掌握得強，同時也恰當地處理了課程的知識、能力、素質之間的關系。主要體現了各個內容之間的相互滲透和緊密聯系；重點和難點突出，實用性強；理論和實踐緊密結合，突出工程實踐性內容知識，充分體現和反映了《沖壓模具》專業應用性人才能力和素質培養的要求。

經過幾年的教學實踐，以上多形式的教學方法嘗試，大大激發了學生的學習積極性，加強了對專業知識的理解和接受，養成了學生愛鉆研、愛動手的好習慣。當然還有很多的不足之處，我會在今后的教學過程中進一步探索和嘗試，以便取得更好的效果，同時也希望為其他專業課程的教學提供有益的借鑒。

參考文獻：

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影響汽車沖壓模具壽命的因素很多，本文主要通過對模具結構、材料、使用及保養來分析模具壽命，并且提出有效提高沖壓模具壽命的措施。

【關鍵詞】沖壓模具壽命 模具結構 模具材料 模具使用及保養

現代汽車行業的迅猛發展，使得人們對汽車各個方面的要求也越來越高，故而要求汽車沖壓件結構復雜，且能在高溫、高速、高摩擦劑腐蝕性工作環境中正常工作[1]，也隨之提高了對沖壓模具的要求。沖壓模具使用壽命一直是企業關注的重要問題，但目前我國企業生產的模具使用壽命僅相當于發達國家的1/3―1/5[2]。為了提高模具壽命，降低成本，必須分析影響模具使用壽命的因素，獲得提高模具壽命的方法。通過分析模具失效原因發現，合理設計模具結構，恰當的選用材料及熱處理，正確使用和維護模具，對模具使用壽命的提高是有重大意義的。

1. 模具結構

沖壓模具結構是影響模具壽命最主要的因素。因此模具設計者要需對沖壓模具有較好的認識，同時具備基本的鑄造和機加工相關知識，并能將這三者結合在一起來設計模具。

模具設計最基本原則是安全性，其次是經濟性，考慮這個因素節省成本，為企業帶來效益。所以設計模具過程中，在合理安排模具沖壓間隙，沖壓工序及沖壓工位之后，還須做到以下幾點保證模具的壽命達到預期：

1.1整個模具框架結構的厚度需均勻合理

根據模具的大小及生產要求確定模具框架筋、結構筋和工作部分結構的厚度，確保模具足夠的強度，保證使用壽命。

1.2模具結構必須受力均衡，避免應力集中而導致模具局部開裂

要求模具壓力源選擇和布置合理，并且在承載力的部位設計支撐筋；承受側向力的必須有防側機構。

1.3必須慎重考慮起吊部件

將起吊部件選擇比實際起吊重量大一級，起吊部件周圍保證有足夠的鑄件厚度，以防斷裂。

1.4模具防松部件及緊固螺釘必須大小適宜，防止在生產過程中震落，損壞模具。

1.5模具的導向必須合理

一般情況下，導向基本上用導板導向，導向精度要求高的情況下使用導板加導柱的導向形式。準確可靠地導向減少模具工作零件的磨損，避免凸凹模啃傷。

1.6模具結構讓空必須合理

鑄件與鑄件之間最小距離為15mm，鑄件與非鑄件之間最小距離為10mm，以免鑄造偏差產生干涉而造成模具損壞。需特別注意沖頭與壓料芯的讓空，若讓空不足，可能導致沖頭與壓料芯碰撞致斷裂而報廢壓料芯或沖頭，甚至造成重大安全事故。此外凸凹模之間的間隙對于模具的磨損及壽命也有極大的影響，精度要求高的，兩者之間的間隙應該較小，反之，則可適當加大間隙，提高模具壽命[3]。

1.7自制件的結構必須設計合理，以便于熱處理。

2. 模具材料及熱處理

正確的選擇模具材料是提高沖壓模具使用壽命的基礎，根據生產零件的不同要求選擇相對應的材料。一般常用的模具材料有：鑄件材料：MoCr鑄鐵，球磨鑄鐵，HT300等；鍛件材料：T10A，Cr12MoV，7CrSiMnMoV等。其中常用的凸凹模材料有T10A、CrWMn、Cr12MoV、Cr12 等[4]。模具設計者選擇材料時應該將材料的性能，作用和經濟性相結合來考慮。

從模具的失效分析可知，45%的模具失效原因是熱處理不當[5]。模具的磨損、粘結和疲勞斷裂往往都發生在表面，因此模具表面的加工質量對于提高模具壽命是非常重要的。對不同的材質，不同的性能進行合理的熱處理是提高模具使用壽命的一個關鍵因素[6].。熱處理工藝應制作嚴謹，模具設計者在制作自制件時必須標明零件的熱處理，熱處理效果直接影響著模具生產零件的合格性，安全性及模具使用壽命。此外，熱處理過程中應該掌控溫度，若淬火溫度過高，會使零件淬火過硬，造成脆性過大而易折斷脆裂；若溫度不夠，淬硬性和淬透性達不到工藝技術要求，將導致零件變形[7]。淬火時若不注意采取保護措施，會使模具表面氧化和脫碳，降低耐磨性，疲勞強度和抗咬合能力，影響使用壽命。淬火冷卻速度過快或油溫過低，容易產生淬火裂紋[8]。采用熱處理新技術：強韌化和表面強化處理，可以經濟而有效的提高模具性能[9]。

3.模具的使用及保養

要保證沖壓模具的使用壽命，除了要有合理的結構設計，正確的選擇模具材料，制定良好的熱處理工藝之外，沖壓模具的使用及保養同樣重要。

3.1模具的使用

冷沖壓模具在使用前，應該認真檢查并清掃，檢查模具各部件是否安裝到位，檢查導向裝置的狀況；模具使用時應正確的選擇適宜的、精度較高的沖壓設備、合適的沖壓力[10]（一般不小于成型工件30 % ～ 40 %的重壓力）；可以在模具的凸、凹模和板材上使用恰當的劑，減少磨損；可通過及時刃磨來改善模具在使用的過程中模具凸、凹模刃口的磨損及鈍化狀況。

3.2模具的存放及保養

模具封存期間，需妥善保護；確保模具中彈簧及其他可形變部件處于自由狀態；在刃口，導向部分，型面以及其他一些精度要求高的部位涂油防銹并保持清潔。模具在運輸期間要注意防震，輕拿輕放，決不能亂扔亂碰，且擺放合理，以免損壞模具刃口和導向裝置，防止模具撞裂或磨損。

4.結束語

冷沖壓成型是一種較為復雜的成型工藝，因此冷沖壓模具在使用過程中各方面的損耗也是一個繁雜的過程，在對損耗進行的控制的過程中，需要在成型過程中的各環節要素進行控制，需要各要素之間相互作用方能達到理想的效果。隨著科技的發展，有限元軟件可對模具和工件的應力及形變進行模擬分析，并采取相應的措施來解決問題，從而可提高冷沖壓模具的使用壽命。

參考文獻：

[1] 劉曉飛，關連峰. 冷沖壓模具材料的合理選擇[J]. 裝備制造技術.2009，（6）：153-15.

[2] 高殿奎，劉艷色.Cr12MoV鋼凹模的熱處理工藝改進[J].金屬熱處理.2002，27（2）：34-36 .

[3] 藍衛東.沖壓模具壽命的影響分析，沿海企業與科技[J].2010（5）.

[4] 鄧文英，郭曉鵬. 金屬工藝學[M]. 北京：高等教育出版社.2008.

[5] 李奇.模具材料及熱處理[M].北京：北京理工大學出版社.2007.

[6] 趙昌盛. 模具材料的選用與使用壽命[J]. 模具制造.2003.（10）：52-54.

[7] 張正修，馬新梅，等. 提高沖裁模壽命的工藝技術對策[J].機械工藝師.2001，（4）：30-32.

[8]張桂俠.提高沖壓模具使用壽命的方法探討[J].鍛壓技術.第36卷第6期.

篇5

關鍵詞：沖壓模具材料；熱處理；表面處理；模具材料性能

中圖分類號：TG385

文獻標識碼：A

文章編號：1009-2374（2012）17-0091-02

模具作為工業生產的重要工藝設備，在其實際應用過程中，具有生產效率高、材料利用率高、制件精度高、復雜程度高等優勢，這些是其它加工制造技術無法比擬的。模具生產技術已經廣泛應用在汽車、電子、機械、儀表、家電、航空等行業中。在很長一段時間內，模具作為重要工藝設備極大的促進了生產的發展，但是隨著模具種類的不斷增多，形狀越來越復雜，加工工藝越來越困難，再加上熱處理技術的限制，模具技術的發展速度逐漸緩慢，并出現各種質量問題。在這種情況下，有必要對模具材料的種類進行分析并選取合適的模具材料以及對應的處理技術，確保模具質量。

1　常見沖壓模具材料的種類及性能

1.1　常見沖壓模具材料種類

常見沖壓模具材料主要包括碳素工具鋼、低合金工具鋼、高碳高鉻工具鋼、高速鋼、基體鋼、硬質合金和鋼結硬質合金等。其中，碳素工具鋼價格便宜、加工性能較好，熱處理后硬度高、耐磨性好。一般在尺寸較小、形狀簡單且承受荷較小的模具零件中使用；低合金工具鋼是在碳素工具鋼基礎上加入適量的合金元素而形成的。它的優勢是能有效的降低淬火冷卻速度，將熱應力和組織應力降至最低，同時減小淬火變形和降低開裂傾向；高碳高鉻工具鋼不僅具有高硬度、高強度、高耐磨性優勢，還具有較好的淬透性、淬硬性、高穩定性等優勢，熱處理變形很小；高速鋼硬度較高，還具有較高的抗壓強度和耐磨性，通常采用快速加熱和低溫淬火工藝，在一定程度上改善了材料的韌性。但是高速鋼中的合金元素含量較高、成本高、脆性較大，再加上其工藝性能不佳，不能廣泛應用在工業生產中；基體鋼是在高速鋼的基礎上添加少量的其它元素，在具有高速鋼好的耐磨性和硬度的前提下，其抗彎強度和韌性均有所提高。一般用于制造冷擠壓、冷鐓模具；硬質合金一般具有較高的硬度和耐磨性，而鋼結硬質合金的性能更佳，它是以鐵粉加入少量的合金元素粉末做粘合劑，以碳化鈦、碳化鎢等材料作為硬質相，用粉末冶金的方法燒結而成，用這種材料制作的模具堅固耐用，適合在大批量生產用模具上應用。

1.2　模具材料性能

在模具材料的選用過程中，必須充分了解材料的使用性能和工藝性能。模具使用性能主要包括強度、硬度、韌性、耐磨性、抗疲勞性等。強度是材料抵抗變形能力和斷裂能力的指標；硬度的高低將直接影響模具的使用壽命，對模具質量有重要影響；韌性反映材料在較強的沖擊載荷的作用下，抵抗脆性斷裂的能力，也是模具鋼尤其是沖壓用冷作模具鋼的重要性能指標；抗疲勞性是指材料在重復載荷條件下抵抗疲勞破壞的性能指標。工藝性能主要包括鍛造性能和熱處理性能等。鍛造性能是指材料經受鍛壓時的工藝性能；熱處理工藝對模具質量有很大影響，在實際應用過程中，材料必須有較好的淬硬性和較高的淬透性，以保證模具硬度及耐磨性。

2　沖壓模具材料的合理選擇對熱處理的影響

沖壓模具有很多類型，不同的沖壓模具對材料性能的要求也不同。因此，在選用模具材料時，應該以模具工作條件和使用壽命為依據對模具材料和熱處理工藝進行合理選擇，以保證模具質量。某工廠在選擇模具材料過程中，出于經濟角度和熱處理簡便的考慮，最終選擇T10A鋼，在實際應用過程中，該材料熱處理后硬度與要求相符，但熱處理后模具產生較大變形，最終導致模具報廢；為了保證模具熱處理后的性能，熱處理前應該對模具材質進行分析。某工廠新進一批結構較為復雜的沖壓模具，熱處理后，模板上的圓孔變成橢圓形，甚至呈帶狀或塊狀分布。出現這種現象的主要原因是模具鋼中有不均勻的碳化物存在，因碳化物膨脹系數比鋼小，加熱時它阻止模具內孔膨脹，冷卻時又阻止模具內孔收縮，最終出現變形。從上述內容可以看出，沖壓模具材料的合理選擇對熱處理有重要影響。為了保證模具質量和熱處理工藝的順利進行，應該對沖壓模具材料進行合理選擇。

3　沖壓模具的表面處理

模具除要求基體金屬具有足夠高的強度和韌性外，其表面性能對生產效率和模具壽命也有很大影響，包括耐腐蝕性能、耐磨損性能及疲勞性能等。舉例說明，沖壓生產高強度板材時，模具表面易產生劃傷、棱角磨損等缺陷，需要經常下模修理，嚴重影響生產效率。該問題可以通過模具表面處理技術來解決。模具的表面處理技術已經非常成熟，主要分為物理表面處理法和化學表面處理法兩種。

3.1　化學表面處理

從廣義上說，化學表面處理可以分為表面擴散滲入和表面涂覆兩大類型。其中，表面擴散滲入的處理方法是將模具放置在具有特定溫度和特定活性介質的密閉空間里保溫，使特定介質滲入模具表面，改變模具表面的化學成分和組織，從而提高模具材料表面的耐磨性、耐蝕性等，主要包括滲氮、滲碳、碳氮共滲等；表面涂覆是指在模具材料表面涂覆一層新材料的技術，以達到提高模具表面性能的效果，其中化學表面涂覆技術主要包括化學鍍、離子注入、化學氣相沉積等。

3.2　物理表面處理

物理表面處理技術是指用物理的辦法對模具材料的表面進行強化處理，使模具表面獲得較高的力學性能和物理性能。主要包括激光表面淬火、高頻淬火等技術，可以有效的提高模具表面的硬度、耐磨性、耐疲勞性能等。

4　結語

模具憑借其獨特優勢在工業領域中廣泛應用，然而在生產制造過程中，模具容易因材料選擇錯誤或處理技術不合適等出現相應問題，在一定程度上影響模具質量和使用壽命。文中通過對常用沖壓模具材料的種類進行分析，并采取合適的熱處理、表面處理技術，使沖壓模具的性能得到改良，在生產中更好的發揮其作用。隨著經濟和科學技術的發展，工業生產對模具的性能和精度要求將會進一步提高。為了更好的滿足時展需求，我們要不斷對沖壓模具材料、熱處理技術、表面處理技術進行改良。

參考文獻

[1]　張越．論沖壓模具的選擇[J]．電子機械工程，2009，（2）．

[2]　趙步青．模具熱處理現狀及其展望[J]．金屬加工（熱加工），2008，（3）．

[3]　劉勝國．我國沖壓模具技術的現狀與發展[J]．黃石理工學院學報，2007，（1）．

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在沖壓過程中會產生一系列機械運動，為了保證沖壓件的整體質量，使模具能夠順利完成沖壓過程中的運動，在設計模具時，必須嚴格控制機械運動。簡要闡述了沖壓過程中的機械運動，探討了具體的控制和運用方法，以期為日后的相關工作提供參考。

關鍵詞：

沖壓模具設計；機械運動；沖壓工藝；沖裁模具

機械運動貫穿于沖壓全過程，它在其中起到了非常關鍵的作用。在運用沖壓工藝時，會有專門的運動機理，而這種運動機理與模具是相輔相成的。因此，無論設計何種結構的模具，都要遵循特定的運動機理標準。如果模具結構的設計標準符合運動機理的要求，就能夠有效提高沖壓件的質量；如果模具結構的設計標準不能滿足運動機理的要求，沖壓件的質量就會大打折扣。針對這些問題，必須嚴格控制模具設計中的機械運動，保障沖壓件的制作品質。

1機械運動

通常情況下，機械運動包括轉動、滑動和滾動3種基本運動形式。這些機械運動發生在整個沖壓過程中，由于每種形式的特點不同，所以，對沖壓過程也會有不一樣的影響。為了保證模具設計滿足相關要求，在設計沖壓模具時，必須控制具體模具中的機械運動，并合理運用。所謂“沖壓過程”，是指上下運動，在設計模具時，可以采取一定的措施將上下運動轉變為水平運動。

2沖裁模具中機械運動的控制和運用

對于沖裁模具，它的基本運動是先緊緊壓牢板料和卸料板，然后在此基礎上完成后續工作。一旦板料與凸模接觸進入到凹模后，它們就會發生相對運動，然后模具與板料就會慢慢分開，最終多余的廢料就會脫落。在整個沖裁工藝中，為了最大限度地保證沖裁質量，必須要重視和把控卸料板運動。在控制卸料板運動的過程中，最關鍵的步驟是把握先后順序，嚴格按照相關流程進行。而沖裁時先要有一定的壓力。為了有效延長模具的使用壽命，沖裁模具的尺寸必須符合要求，不能有偏差，而且還要保證其質量。在設計沖裁模具時，仍然存在一些問題，比如廢料分離有一定的難度，必須人工操作，但是，這樣就會大大降低工作效率。在分離廢料時，在保證質量的前提下，可以根據實際情況在卸料板上增加對限位塊。完成沖孔運動后，可利用限位塊將多余的廢料推出去，進而順利完成沖裁模具的相關工作。

3彎曲模具中機械運動的控制和運用

彎曲模具中的機械運動主要是先實現板料與卸料板的接觸，然后將其壓死，使凸模緩緩下降，直至其進入凹模，這時三者之間就會發生相對運動。當板料彎曲時，將凸模與凹模相互分離，彎曲邊就會被滑塊滑推出去，最終順利完成整個彎曲運動。由于彎曲的形狀各不相同，所以，會導致其脫落時偏離正常的運行方式。為了預防這種情況的發生，可使用斜楔結構。

4拉深模具中機械運動的控制和運用

模具設計常用的是拉深工藝。一般來說，拉深工藝是在卸料板與板料接觸之后進行壓實操作，并將凸模下放，直至其接觸板料，之后再將凸模下放至凹模內。在這個過程中，凸模、凹模、板料之間會發生相對運動，使板料成形，然后將凸模與凹模分離。這時，凹模滑塊就會將成形的工件推出，從而完成拉深的整套運作。在拉深運動中，滑塊和卸料板的運動極為重要。只有操作、控制好后者的運動，使其在凸模中與板料接觸，才能保證拉深件的質量。另外，在操作過程中，還要保證壓料力的充足，這樣就可以防止拉深件出現起皺現象，避免其開裂。與此同時，還要保證凹模滑塊有足夠的壓力，保障拉深件底面的平整度。拉深的復合材料需要進行完整性設計，在適度的范圍內控制整體的運動軌跡，引導工序的正常操作，而且設計材料的外觀還要非常漂亮。在完成設計之后，要讓人們看到其中的成效和所占的比例，以便于下一次工作的順利進行。

5連續模具中機械運動的控制和運用

連續模具的主要工作是設計沖壓工具和連續制造超過2個沖壓工具的模具。設計連續模具的前提是明確連續模具的工作運轉理論，利用高科技手段進行數據運算。平時的連續模具需要提升沖壓速度，加快生產速度，尤其是對那些比較特殊的沖壓件，當沖壓運動耗費的時間比較長時，要分別運轉連續模具，減緩運動過程中模具的沖壓摩擦，從而正確設置整個連續模具，提高模具的使用效率，節約成本。在保證各個模具能夠正常使用的情況下，要相互協調配合，更好地提高模具的工作效率，使連續模具的設計工作能夠正常進行。

6結束語

模具設計的質量直接關系著國家工業化的發展水平，所以，在設計模具時，要引進國外的先進技術，保障模具設計的精確性。另外，還要深入開發和利用模具材料，減少成本費用的支出。沖壓工藝的落實需要遵循一定的機械運動原理，而這種機械原理與沖壓模具之間有密切的聯系。為了使模具設計更加合理，要有效控制相關的機械運動，進一步提高沖壓件的質量；為了使產品的尺寸和形狀符合實際需求，要不斷創新和發展模具工藝運動模式。

參考文獻

［1］蔡宇明.淺談沖壓模具設計［J］.橡塑技術與裝備，2015（16）：151.

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關鍵詞：沖壓模具設計 機械運動 控制 靈活運用

1.引言

本論文是以沖壓工藝學基本理論為依據，通過對各種沖壓工藝基本運動的分析，提出了對沖壓模具設計的要求。首先闡述沖壓過程中，機械運動的基本概念，然后逐項分析了沖裁、彎曲、拉深工藝的基本運動機理，指出模具設計中應著重控制到的內容，并介紹了在模具設計中對機械運動靈活運用的方法和一些實例。最后總結了根據具體情況進行產品工藝運動分析的方法，并強調在模具設計中，對機械運動的控制和靈活運用對提高設計水平和保證沖壓件品質的重要意義。

2.沖壓過程中機械運動的概述 中國塑料模具網

冷沖壓就是將各種不同規格的板料或坯料，利用模具和沖壓設備（壓力機，又名沖床）對其施加壓力，使之產生變形或分離，獲得一定形狀、尺寸和性能的零件。一般生產都是采用立式沖床，因而決定了沖壓過程的主運動是上下運動，另外，還有模具與板料和模具中各結構件之間的各種相互運動。

機械運動可分為滑動、轉動和滾動等三種基本運動形式，在沖壓過程中都存在，但是各種運動形式的特點不同，對沖壓的影響也各不相同。

既然沖壓過程存在如此多樣的運動，在沖壓模具設計中就應該對各種運動進行嚴格控制，以達到模具設計的要求；同時，在設計中還應當根據具體情況，靈活運用各種機械運動，以達到產品的要求。

沖壓過程的主運動是上下運動，但是在模具中設計斜楔結構、轉銷結構、滾軸結構和旋切結構等，可以相應把主運動轉化為水平運動、模具中的轉動和模具中的滾動。在模具設計中這些特殊結構是比較復雜和困難，成本也較高，但是為了達到產品的形狀、尺寸要求，卻不失為一種有效的解決方法。

3.沖裁模具中機械運動的控制和運用

沖裁工藝的基本運動是卸料板先與板料接觸并壓牢，凸模下降至與板料接觸并繼續下降進入凹模，凸、凹模及板料產生相對運動導致板料分離，然后凸、凹模分開，卸料板把工件或廢料從凸模上推落，完成沖裁運動。卸料板的運動是非常關鍵的，為了保證沖裁的質量，必須控制卸料板的運動，一定要讓它先于凸模與板料接觸，并且壓料力要足夠，否則沖裁件切斷面質量差，尺寸精度低，平面度不良，甚至模具壽命減少。

按通常的方法設計落料沖孔模具，往往沖壓后工件與廢料邊難以分開。在不影響工件質量的前提下，可以采用在凸凹模卸料板上增加一些凸出的限位塊，以使落料沖孔運動完成后，凹模卸料板先把工件從凹模中推出，然后凸凹模卸料板再把廢料也從凸凹模上推落，這樣一來，工件與廢料也就自然分開了。

對于一些有局部凸起的較大的沖壓件，可以在落料沖孔模的凹模卸料板上增加壓型凸模，同時施加足夠的彈簧力，以保證卸料板上壓型凸模與板料接觸時先使材料變形達到壓型目的，再繼續落料沖孔運動，往往可以減少一個工步的模具，降低成本。

有些沖孔模具的沖孔數量很多，需要很大沖壓力，對沖壓生產不利，甚至無足夠噸位的沖床，有一個簡單的方法，是采用不同長度的2～4批沖頭，在沖壓時讓沖孔運動分時進行，可以有效地減小沖裁力。

對那些在彎曲面上有位置精度要求高的孔（例如對側彎曲上兩孔的同心度等）的沖壓件，如果先沖孔再彎曲是很難達到孔位要求的，必須設計斜楔結構，在彎曲后再沖孔，利用水平方向的沖孔運動可以達到目的。對那些翻邊、拉深高度要求較嚴需要做修邊工序的，也可以采用類似的結構設計。

4.彎曲模具中機械運動的控制和運用

彎曲工藝的基本運動是卸料板先與板料接觸并壓死，凸模下降至與板料接觸，并繼續下降進入凹模，凸、凹模及板料產生相對運動，導致板料變形折彎，然后凸、凹模分開，彎曲凹模上的頂桿（或滑塊）把彎曲邊推出，完成彎曲運動。卸料板及頂桿的運動是非常關鍵的，為了保證彎曲的質量或生產效率，必須首先控制卸料板的運動，讓它先于凸模與板料接觸，并且壓料力一定要足夠，否則彎曲件尺寸精度差，平面度不良；其次，應確保頂桿力足夠，以使它順利地把彎曲件推出，否則彎曲件變形，生產效率低。對于精度要求較高的彎曲件，應特別注意一點，最好在彎曲運動中，要有一個運動死點，即所有相關結構件能夠碰死。

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關鍵詞：汽車沖壓模具；設計；成組技術；應用

1 前言

汽車的覆蓋件中存在不同程度的問題，雖然汽車的型號不相同，但是對汽車的車門、車身等覆蓋件而言，擁有幾何拓撲結構類似或者相同的特征。沖壓模具的設計人員經常因為不同曲面形狀而進行重復的設計，導致設計效率較低且模具開發的周期較長。對汽車的沖壓模具利用成組技術進行分類編碼，達到汽車沖壓模具系列化的目的，為了實現汽車沖壓模具的全參量化設計，在UG平臺上進行二次開發，縮短產品設計周期，提升設計效率以及設計水平。

2 汽車沖壓模具設計中成組技術的應用

2.1 系統的開發平臺

對汽車沖壓模具進行生產，可以采用UG軟件對汽車沖壓模具進行分析、設計以及加工。UG軟件可以使設計優化技術和基于過程與產品的組合得以實現，顯著的提高汽車沖壓模具生產率[1]。此外，UG還提供CAE/CAM /CAD等業界先進編程工具集UG /Open，使用戶二次開發需要得到滿足，將開放性架構面向不同軟件平臺，注意目的是提供靈活開發支持。因此， 本設計將UG軟件作為開發平臺。UG可以提供豐富建庫工具，此設計綜合的運用Access數據庫、Visual C ++ 610、UG/Open API、UG /Open U IStyler、UG /Open M enuScript開發工具，通過程序設計法對汽車沖壓模具參數化系統進行建立。

2.2 汽車沖壓模具參數化的系統設計

2.2.1汽車沖壓模具的零件分類

利用零件具有的相似性，把相似的問題歸類為組，便于提出統一解決方案是成組技術的核心。利用汽車沖壓模具設計中成組技術的這一原理，將其零件進行分類可以分為沖切裝置、緊固元件、進出口料裝置、定位裝置、成翻裝置、限制裝置、起重裝置、安裝裝置、導向裝置與模座十大類。每一大類又可分為眾多子類，每一子類又具有眾多具體系列零件。此種分類組織的模式較適用于采用分類樹組織零件并且建庫。用戶可以依據實際需要對分類樹進行刪除、修改等操作。

2.2.2汽車沖壓模具的零件編碼規則

為了方便計算機的檢索，并且能夠對零件的整體信息進行正確反映，因此可以把零件特征信息編碼劃分為3層[2]。第1層的代碼為汽車模具的標準代號，總共7位，第7位是個別的標準代號，比如具有QM 150411標準代號的起重棒，QM 15041是其第1層代碼，而具有QM 1101標準代號的下模座，QM 11010其第1層代碼。第2層為零件編號， 總共4位。比如具有QM 1101標準代號的下模座第一個零件，0001是其第2層代碼。 第3層為零件屬性的編號，A是其實體模型，B為其參數化后模型，實體模型修改后模型是C。

2.2.3汽車沖壓模具參數化的系統設計

模型管理、裝配模型參數庫、零件參數庫3個部分是汽車沖壓模具參數化系統的總體劃分。模具設計的眾多零件及其參數是零件參數庫的重要組成部分，裝配完成后整套模具及其參數是裝配模型參數庫的組成部分，主要采取自頂向下裝配方式，而各零件及裝配模型的資料是模型管理的組成部分。

對裝配模型參數庫進行設計，設計員可以直接調用已經設計好的沖壓模具裝配模型，也可以依據實際需要對其中的結構與參數進行修改使用，利用UG /WAVE技術參數關聯可以使模型總體裝配進行自動更新[3]。對該模塊進行設計，首先要計算模具的空間尺寸。其次要依據總體產品參數設計子系統的參數，并且由繼承參數生成壓邊圈子構件、凹模子構件以及凸模子構件，可以設計并行工程。然后通過繼承子構件的參數模型進行產品設計，對于凹模與凸模可建立空刀槽、鑄造孔、加強筋。最后， 要添加輔助的裝置， 通過調用零件參數庫中模型進行裝配，完成整套模具設計。

模型管理庫中零件以及裝配模型存儲路徑、技術條件、熱處理、材料、屬性、名稱、編號等詳細資料，可以通過新建、刪除、修改、查找等操作完成模型管理庫管理，也可在模型管理庫中直接調用所需的模型，并且進行修改。對零件參數庫進行設計，可以依據之前的編碼與分類，通過UG軟件征造型技術，對每一種標準號零件手工建立模型，并且造型的過程中實現對模型的幾何約束以及尺寸約束定義。對需要進行尺寸驅動特征尺寸定義相應變量，便于程序訪問，實現尺寸的驅動。零件參數庫對零件的各種參數進行存儲是通過采用數據庫實現，如果用戶進行產品設計需要某一型號零件，可以通過模型管理系統或者用戶界面零件庫調用對應零件的模型，并且檢索數據庫，對零件模型進行尺寸驅動，生成所需零件模型。

3 結束語

依據成組技術具有的相似性原理，再結合汽車沖壓模具依據汽車沖壓模具結構特點進行的分類編碼，建立分類編碼的規則， 使汽車沖壓模具分類實現標準化。將UG NX410作為開發的平臺，對汽車沖壓模具參數化的系統進行開發，將該系統分成模型管理、裝配模型參數庫與零件參數庫三部分，可以對汽車沖壓模具的零件以及裝配模型進行快速調用。汽車沖壓模具圖形數據和成組技術相結合，可以實現汽車沖壓模具快速檢索以及集中管理、減少重復設計、 縮短設計時間，、提高工作效率。

參考文獻

[1]龍海元.關于汽車沖壓模具設計制造與維修[J].才智，2011，34（9）：58-59.

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一、對于模座等大件的編程加工

首先，驗證WorkNC能否完成沖壓模具模座方面的編程任務。先選擇一大型模具的模座作為實驗對象以便分析其工藝流程。對于模座這樣的大件，以上模座為例（圖1），來看一下模座的結構安裝面及導滑面，如何在WorkNC中實現編程加工，做程序具體要分以下幾步。

第一步，準備工作。準備工作是在NX中完成的。利用顏色抽面的方式，從圖1所示的工件中抽出需要編程加工的面，并在抽出加工面的外邊界，將工件貼量做出毛坯，將所需數據分別導入WorkNC工作目錄。

第二步，在WorkNC中做粗加工程序。使用全局粗加工的方式，刀具選用φ63R8mm鼻刀，根據導入的毛坯余量大小，計算得出粗加工程序。做出的程序如圖2所示，能夠實現擋墻和平面一起開粗完成，并且程序從高到低，每一個加工區域也做到先從擋墻開始，一層層切入，到達平面有加工余量高度時，程序會自動一并切削平面。這種程序一直以層切的方式切削工件，能夠發揮小吃刀大進給的優勢，既保護機床又不影響效率。

第三步，使用WorkNC做精銑平面和擋墻的程序。工件導入WorkNC以后，不需要再重復選擇工件，在程序目錄下，選用平面精加工法，將內部參數設置成“只加工平面”，側壁預留量3mm以保護擋墻，平面加工余量為0，計算得到平面的精加工程序（圖3）。然后使用相同方法，將內部參數設置為“加工側壁”，將刀具更換為立銑刀，計算得出精銑擋墻的程序，如圖4所示。

這樣基本就完成了對模座結構面的粗精加工，以上所做程序都具備了WorkNC程序共有的優點：以不碰撞工件為原則做最優化的提進刀，最大限度地提高效率。

第四步，做導板程序。使用WorkNC的切線加工法，引用導板棱線能方便做出導板的層切程序，如圖5所示。并且，如加工不合理，不需改動數據重新導入，只需在程序參數中設定合適的路徑延伸距離，便能使程序每層之間的提落刀高度和避讓符合要求。

二、對于廢料刀等小件的編程加工

下面，再以沖壓模具的廢料刀組件為例，分析一下小件在WorkNC軟件中的編程實現方式。小件編程加工的特點是加工內容繁多，編程手段多樣化，同一類型的工件有多塊，并且每件要單獨定坐標系編程。

第一步，準備工作。如圖6所示，在每件廢料刀角上做出垂直的兩條直線，以便對每個件單獨定坐標系，將所需數據分別導入WorkNC加工模塊。

第二步，在WorkNC加工界面下，使用全局粗加工方法。選用32平刀做型面粗拿量程序，如圖7所示，并用毛坯繼承的方法做30球刀二次開粗程序。無論一次開粗還是二次開粗，都是層切程序，不會損壞機床精度，因使用平刀，可做到大步距和快進給，這樣使效率不會受到影響。

第三步，用投影法做出精加工程序，如圖8所示。最后，用沿面清根法做出小刀清根程序。

第四步，使用切線法做出三維輪廓的層切程序，如圖9所示，此程序可直接用于加工，不需操作者再手工編制效率很低的二維層切程序，既減輕操作工的壓力，又能提高效率。

做小件程序時，可以將3件廢料刀的程序同時做好，然后再利用WorkNC的編輯功能，復制編輯分塊，用注釋欄加以注釋，并將算好的程序全部鎖定，以便分坐標系后處理，如圖10所示。

第五步，在WorkNC的G3版界面下，根據每個工件導入的交叉線分別建立坐標系，并命名以示區分工件。如圖11所示，將加工坐標系分別應用于建好的單個坐標系，并分別后處理此坐標系對應下的程序。

通過選擇沖壓模具中的模座和廢料刀組件進行一次加工編程實驗，我們可以得出以下結論。

（1）WorkNC可以順利完成沖壓模具的一次加工編程任務。

（2）使用WorkNC加工編程，可充分發揮WorkNC的層切方法的效能，在導板、擋墻等層切方面，有較大優勢。

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關鍵詞 中鉸鏈；模具；制造；效益

中圖分類號TG7 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2014）118-0187-03

0 引言

我們在模具的制造和生產過程，經常會碰到一些較厚板類的彎曲零件（厚度2mm～4mm），此類工件不容易彎曲成形，又由于產品結構強度的需要，往往不能減薄其厚度，所以要求在制定沖壓工藝和模具設計制造中要采用更合適的方案和結構。

1 正文

如圖1所示零件，是某型冰箱的配件――中鉸鏈。材料為厚度3mm的Q235，年產量150萬件。要求加工后邊緣不得有尖銳毛刺、利邊；表面平整，凹凸不能大于0.2mm。此零件安裝在冰箱前中部，直接連接冰箱上門和下門，起著“承上啟下”的作用，既要承受冰箱上門以及門中承載物的重量，又要固定下門，受力比較大，同時又要保證門體開和關的靈活性，所以在零件制造過程，要求不能減薄零件的板料厚度，又要保證其垂直度。此零件按傳統的加工工藝常采用一模沖一件的方式加工。

圖1 冰箱中鉸鏈

2 零件傳統工藝分析

根據零件的特點和要求，按照傳統的加工工藝可定為3工序：落料――沖孔――彎曲。但是按傳統工藝制造出模具后，生產中存在著以下問題：

1）在設計過程中，考慮到零件的孔與外形相對位置要求比較高，優先考慮復合模具。但是模具制造完成后，在生產過程中，經常出現凸模被卸料板卡裂；產品單邊毛刺較大，或者上打料塊斷裂，而擠斷沖孔凸模等現象。后來，試著把落料和沖孔工序分開，先落料再沖孔，但是產品單邊毛刺較大，壓料板卡裂的凸模等現象依然存在。經過多次對模具的調試，分析原因：主要由于該零件展開后的尺寸較小，形狀為非對稱形，（如圖2）落料凸模過于單薄，在沖壓過程中，由于受力不均衡，產生側向微傾，從而造成單邊毛刺比較大的現象。另外由于零件板料比較厚，需要較大的推料力，強力下卸料板受力矩的作用，會卡住凸模，造成凸模斷裂等現象；

圖2 零件展開圖

2）在彎曲過程中（如圖3），經常出現零件的移位現象，移位后的零件在定位銷處會出現不同程度的擠傷現象，影響產品的外觀。在調模試模中，即使彎曲凸模調到底，彎出來的零件面在彎曲處也會出現不平整的現象，另外零件的垂直度也不符合圖紙的要求。經過多次的試沖，認真分析原因：發現主要是材料為單邊彎曲，所需彎曲力大，又由于零件展開面積較小，彎曲時，折彎凸模作用在零件上的有效面積小，壓料力不夠，下卸料板會在凹模中輕微傾斜，所以造成板料移動，從而出現彎邊不垂直等現象；

圖3傳統的彎曲工藝（凹模）

1.成形凹模框；2.六處定位銷；3.展開后的零件；4.凹模固定銷孔；5.凹模固定螺孔

3）由于在傳統的工藝中，彎曲工序不能保證零件的垂直度，往往需要增加一道整形工序，這樣增加了產品的生產成本，同時由于零件較小，整形時不容易定位，由于操作原因經常出現產品的報廢現象；

4）包含整形工序，完成此零件需要4道工序，同時模具全部為一模出一件，由于零件年產量較大，加上我們工廠的壓力機數量有限，待生產的零件種類較多，一個零件的模具往往不能連續一個月安裝在一臺壓力機上，需要根據訂單的數量靈活更換模具。所以，此零件按傳統工藝加工，經常會出現生產量跟不上訂單量的問題。

3 新工藝確定和分析

根據對傳統工藝中出現的問題進行分析，利用所學的文化知識和積累的工作實踐經驗，結合我們學校現有的條件，制定出新的加工工藝：落料沖孔――彎曲――分離（如圖4、5、6.）。該工藝采用1模沖2件的生產方式。

圖4 沖孔落料工序 圖5 彎曲工序

圖6 切斷工序

1）利用倒裝復合模的結構完成落料和沖孔工序的合并。（如圖8）采用1模出2件的排料，旋轉排料，較傳統工藝，這樣排料增加了零件的沖裁面積，也就是增加了落料凸模的底面積，從材料尺寸上，加強了落料凸模的強度，在沖裁過程不會產生凸模由于壓力不均勻而使單邊毛刺較大的現象。另外，復合模上卸料塊面積增大后，壓力比較平衡，沖裁過程，卸料板不會因為壓力不均而出現退料不暢或卡斷沖孔凸模的問題。

圖7 沖孔落料復合模

1.打料桿；2.模柄；3.上模座；4.打料塊；5.墊板；6.沖孔凸模；7.固定板；8.凹模；9.下卸料板；10.彈力膠； 11.凸模固定板；12.固定螺絲；13.下模座；14.落料凸模；15.卸料螺絲；16.導柱；17.彈性定位釘；18.導套；19.上卸料塊；20.打料釘；21固定螺絲和銷釘

2）彎曲工序中采用一彎二的結構，（如圖8）旋轉排料，借用已經沖好的中間四處U形孔定位，無需壓料板，當凸模下行時，零件沿著凹模的模框內壁成形，凸模的外壁與凹模模框內壁間隙控制零件的平整度，下卸料板在凸模的壓力下克服彈力膠的彈力，往凹模深處移動，當移動到下限時，在凸模的壓力作用下，對產品起著整形壓平作用，保證零件的垂直度和底面的平整。完成彎曲和壓形后，凸模向上移動，下卸料板在下彈力裝置的反彈力下恢復原位置，彈出零件，如果零件附在凸模上，當凸模移動到上限時，壓力機的上打料裝置推動打料桿，彈出零件。由于1模沖2件，增大了凸模底面與零件有效接觸面積，同時利用中間4孔定位。在沖壓過程中，下卸料板受力比較均衡，沒有產生傾斜現象。這樣利用力均衡的方法解決了彎邊不垂直；移位，退料不暢等現象。

圖8 彎曲模具

1.模柄；2.打桿；3.上模座；4.上固定板；5.成形凸模；6.產品；7.成形凹模；8.下墊板9.下模座；10.下退料裝置；11.導柱；12.導套

1.模柄；2.上模座；3.上墊板；4.上固定板；5.彈力膠；6.壓料板；7.凸模；8.凹模；9.凹模固定板；10下模座；11.產品；12小導柱；13.小導套；14模架導柱導套

3）出于控制生產成本的考慮，參考沖壓手冊以及根據板料的實際情況，排料時預留兩件切斷的連接處只有6mm，所以切斷模的凸模很單薄，在生產中可能出現由于壓料板的偏向而卡斷凸模的現象，在模具設計中，加大加厚了壓料板，并在切斷模上加裝小導柱、導套，（如圖9）從結構上解決了由于壓力較大，壓料板偏向而卡斷凸模的問題。另外，把切斷凸模

設計成先導向后切斷的結構。 即設計時延長凸模和凹模的刀口，在保證有效切斷刀口的情況下，延長的部位不按沖裁間隙，而是設計成均勻滑配，并且延長的兩端加工圖

模具導向凸臺，凸臺的高度稍大于零件的材料厚度。在沖壓過程，凸模導向部位先進入凹模，刀口再進行切斷，這樣從側向保護了單薄的凸模，使其不容易斷裂，同時也

保證了切斷過程，凸模與凹模的間隙均勻，從而得到良好的切斷面。

4 利用新舊工藝對該零件生產成本的比較：

從工序上，傳統的工藝包含整形工序，共需要四道工序才能完成該零件的加工，相比之下新的工藝少了一道工序。一臺JH31-400（40噸）沖床主電機功率為15KW，行程次數為50次/分鐘，正常生產情況，人工完成操作在20～30次/分鐘。按25次/分鐘工作計算，一小時生產的零件數為：25次/分鐘X 60分鐘/小時=1500件/小時。按年產量150萬件計算，需要1500000件/1500件/小時=1000小時。

按人工50元/天計算，平均每小時人工費用為：50/8=6.25元/小時。生產完年計劃，總共需要人工費：1000小時 X 6.25元/小時=6250元。

機床主電機功率為15KW，1千瓦時=1度電，按工業用電1元/度計算，生產完年計劃，單工序需要耗電費用：1000 X 15 X 1=15000元。

由于采用1出2的沖裁方法，從耗時上減少了一半，完成此零件年產量時，3道工序節約時間：1000 /2 X 3=1500小時。也就是總共節約人工費：1500 X 6.25 =9375元；總共節約電費：1500 X 15 X1=22500元.

從以上計算，通過上述的工序簡化，結構改變，完成此零件的年產量總共可以節省費用：15000+22500+9375=46875元。這一改進雖然對一家有規模的工廠來說，可能只起著微小的作用，但是現在社會競爭異常激烈，原材料價格較高，零件的單價較低，所以節約材料，減低生產成本，提高生產效率，企業才能取得更大的效益。另外如果采用1模出2或1模多件的結構，可以取得更可觀的經濟效益。

5 結論

此方案已經制造出模具，效果很好，消除了傳統工藝時所出現的移位，彎曲不垂直等制造缺陷，另外由于壓料板偏向而拉裂凸模的現象也隨之消失，連續生產3萬件，除了沖裁刀口由于模具材料的原因需要修磨，其他沒有出現較大的問題，達到了設計的目的。

通過此次模具的設計和小技巧的改造，總結了以下經驗：

1） 對于板料比較厚的零件，展開后又是非對稱的，則盡可能采用1模2件或1模多件的成形方案，使之達到相對對稱狀態，以保證在沖壓過程中的模具結構件的力均衡；

2）對于模具的卸料板，壓料板等結構件，可以采用加小導柱，導套結構，用于防止因為壓力較大而產生偏向，有利于保護凸模。

同時，使我們更能感覺到，在科技日新月異的今天，只有努力的學習新知識、新技能、不斷創新，才能為今后的工作打下堅實的基礎，為國家，為社會做更多的貢獻。

參考文獻

[1]王孝培主編.沖壓手冊，機械工業出版社，2009，2.

[2]張正修主編.沖模結構設計方法、要點及實例，2007，1版.