導(dǎo)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(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

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(jīng)過對外形、尺寸和功能的加工，獲得企業(yè)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(fù)雜難做的沖壓零部件來說，就需要增加模具的數(shù)量。如果想要大批量的生產(chǎn)，就不能使用那些只是簡單組合成的模具，這樣會降低生產(chǎn)率。

（2）沖壓在其生產(chǎn)的過程中具有較多的優(yōu)勢：降低了生產(chǎn)成本、制作效果較好以及經(jīng)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(chǎn)過程中基本上沒有產(chǎn)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(zhǔn)確，基本上可以滿足企業(yè)所要求的標(biāo)準(zhǔn)。企業(yè)的內(nèi)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(fā)生了一些改變。

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

2沖壓模具設(shè)計

從沖壓行業(yè)角度來看，由于現(xiàn)代化零部件的設(shè)計越來越復(fù)雜，所以連續(xù)的沖壓技術(shù)即將成為重要領(lǐng)域。連續(xù)模是指經(jīng)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(chǎn)效率較高的特點。通過連續(xù)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(xiàn)許多個沖壓工序，但是也是可以利用一些連續(xù)模來沖壓完成這些零部件。由于計算機信息技術(shù)的逐漸發(fā)展，使Pro/E軟件能夠?qū)Χ鄠€科技領(lǐng)域產(chǎn)生積極的影響。Pro/E軟件具有很多優(yōu)勢：降低了制圖工作人員的工作數(shù)量，提高了設(shè)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(shè)計的沖壓模具，可以使零部件在設(shè)計、加工和配置等方面更加標(biāo)準(zhǔn)，降低了生產(chǎn)成本、縮短了設(shè)計時間，提高了生產(chǎn)效率。

3沖壓模具所存在的典型組合

在結(jié)構(gòu)方面，沖壓模具具有較大的差異，只有采用典型的模具結(jié)構(gòu)組合，才能建設(shè)較好的沖壓模具。運用典型的結(jié)構(gòu)組合能夠明確模具結(jié)構(gòu)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(guān)系。通常使用的沖壓模具所存在的典型組合包括復(fù)合模的組合、固定卸料的組合、導(dǎo)板模的組合以及彈壓卸料的組合等。沖壓模具的標(biāo)準(zhǔn)化與標(biāo)準(zhǔn)化的零部件緊密相連，而且在標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)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(shè)計方法來實施設(shè)計。

4正確選擇沖壓模具的設(shè)計材料

（1）在沖壓模具的設(shè)計過程中，最關(guān)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(huán)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(yīng)的要求。若想大批量的生產(chǎn)產(chǎn)品，那么就需要使用質(zhì)量較高的原始材料。

（2）沖壓模具在設(shè)計的過程中，要求其原始材料能夠滿足經(jīng)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(shè)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(jié)硬質(zhì)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(diào)質(zhì)、退火和淬火等技術(shù)，需要依據(jù)不同的技術(shù)要求，對原材料進行加工和處理。

5在計算機幫助下實現(xiàn)沖壓模具的設(shè)計

沖壓模具設(shè)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(chǎn)大批量的產(chǎn)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(shè)計的時候，需要精準(zhǔn)的計算設(shè)計和尺寸的輸入，只有這樣才能使產(chǎn)品進行精準(zhǔn)的設(shè)計。運用Pro/E軟件設(shè)計沖壓模具的過程中，可以使用配置設(shè)計的方式，其詳細的解釋了自下而上和自上而下的設(shè)計方式。首先要對配置進行系統(tǒng)性的設(shè)計，然后再針對每一個零部件進行詳細的設(shè)計。其設(shè)計的過程為：創(chuàng)建沖壓模具的設(shè)計工程；利用分割曲面對零部件進行修改，制造出精準(zhǔn)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(shè)計的過程中產(chǎn)生廢品等問題。

6沖壓模具在未來的發(fā)展?fàn)顩r

雖然沖壓模具的設(shè)計在我國許多企業(yè)中已經(jīng)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(jù)著重要的位置。在未來的經(jīng)濟時代，沖壓模具的設(shè)計將會越來越重要，并將會擴大其規(guī)模，確定更精準(zhǔn)的尺寸，設(shè)計出更加復(fù)雜的沖壓模具，繼續(xù)占領(lǐng)更大的市場。但在設(shè)計的過程中，沖壓模具需要考慮到其技術(shù)的先進性以及與之相匹配的設(shè)計設(shè)備，實現(xiàn)了由人工控制向自動化控制轉(zhuǎn)變的設(shè)計模式。如果在未來的發(fā)展中出現(xiàn)問題，那么將會對整個制造行業(yè)帶來不利的影響。所以，沖壓模具在以后的設(shè)計過程中不能急于求成，應(yīng)該穩(wěn)步的進行。一方面，由于國外的制造企業(yè)不斷地進入我國市場，使我國的沖壓模具在設(shè)計領(lǐng)域承受了巨大的壓力。如果想與國外的制造企業(yè)進行正面的競爭，我國的制造企業(yè)就應(yīng)該提高自身的生產(chǎn)效率、選擇使用較好質(zhì)量的原始材料和沖壓模具設(shè)計。另一方面，使用沖壓模具的企業(yè)數(shù)量越來越多，在沖壓模具設(shè)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(chǎn)品的加工和設(shè)計。只有設(shè)計出高質(zhì)量的沖壓模具，才能與國外的制造企業(yè)進行競爭。

7結(jié)語

篇2

的原因進行了具體分析，提出了相應(yīng)的預(yù)防及解決措施。

關(guān)鍵詞：沖壓模具；失效形式；分析；措施

1 前言

隨著我國現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，沖壓模具在工業(yè)生產(chǎn)中起到了越來越廣泛的應(yīng)用。沖壓模具質(zhì)量的好壞直接決定了所沖產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)劣。然而，沖壓模具在使用過程中，常常出現(xiàn)各種形式的失效情況，應(yīng)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(yán)重影響到了工業(yè)生產(chǎn)的進度，不利于企業(yè)經(jīng)濟效益的提高。因此，如何有效地預(yù)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(yè)共同面臨的一個技術(shù)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(zhǔn)地找出其失效的原因，采取相應(yīng)的技術(shù)措施對其修復(fù)或預(yù)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(jié)構(gòu)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(fù)的情形就叫做沖壓模具的失效。鑒定模具是否失效的判據(jù)有三種：一是模具已經(jīng)完全喪失工作能力；二是模具雖然可以工作，但無法完成設(shè)定的功能；三是模具因結(jié)構(gòu)受到嚴(yán)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(jié)構(gòu)、材料的不同以及實際工作條件的不同，會表現(xiàn)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(chǎn)生摩擦，造成沖壓模具表面磨損。當(dāng)磨損程度達到一定限度時，模具表面失去原來的狀態(tài)，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(jù)磨損機理，可將磨損失效細分為四種：①磨粒磨損失效。當(dāng)坯料與模具接觸的表面間存在硬質(zhì)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(yán)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(fā)生斷裂，造成模具表面物質(zhì)脫落或轉(zhuǎn)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(jīng)過長時間的使用，在與坯料摩擦力的循環(huán)作用下，難免會產(chǎn)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(zhì)發(fā)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(zhì)很容易與周圍介質(zhì)（如空氣、水等）發(fā)生化學(xué)腐蝕或電化學(xué)腐蝕，加上摩擦力的作用，時間久了，就會造成模具表面物質(zhì)侵蝕變質(zhì)，發(fā)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(fù)雜并且難以預(yù)測的，不可能僅僅只受某種磨損方式的影響，因此，實際生產(chǎn)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(jié)果。

（2）斷裂失效。所謂的斷裂失效是指沖壓模具因產(chǎn)生較大裂紋或者斷裂為兩部分（數(shù)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?jīng)_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(yīng)力通常較低，在模具的承受范圍之內(nèi)，但由于這種應(yīng)力的頻繁作用，細小裂紋開始逐漸擴展，最后引發(fā)斷裂。

（3）變形失效。沖壓模具在工作過程當(dāng)中，若是零件所受到的應(yīng)力超出其彎曲極限，就會發(fā)生塑性變形。當(dāng)塑性形變形達到一定程度時，會造成模具內(nèi)零件的尺寸和形狀發(fā)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(xiàn)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(yīng)及時對其進行檢查分析，找準(zhǔn)失效的原因，并對癥下藥，采取相應(yīng)的解決措施，延長沖壓模具的使用壽命，提高其經(jīng)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(yīng)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(jié)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(chǎn)生過的摩擦力；被沖材料表面發(fā)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(chǎn)沖壓件的數(shù)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(chǎn)量 使用模具材料

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

生產(chǎn)厚度≥2nm的鋼材 大批量 Gr12MoV、Gr12工具鋼以及集體鋼、高速鋼、鋼結(jié)硬質(zhì)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(shù)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(xué)或物理氣相沉淀、電火花強化以及激光強化等工藝技術(shù)處理，可以大大提高模具表面的硬度，獲得更好的耐磨性質(zhì)及抗腐蝕、抗粘黏性質(zhì)，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(yīng)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(guān)注生產(chǎn)中容易發(fā)熱的部位，并采取必要的冷卻措施；生產(chǎn)加工前，應(yīng)認真檢查坯料的狀態(tài)，對表面不良的坯料應(yīng)進行及時清理或其他預(yù)先處理；調(diào)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(dāng)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(cè)向力而發(fā)生斷裂；凸模表面各個截面的過渡部位圓角過于尖銳，產(chǎn)生高于平均應(yīng)力十倍之上的集中應(yīng)力，造成模具承載后發(fā)生斷裂。對于這種因過載而產(chǎn)生的斷裂失效，可采取以下措施加以解決：

（1）改進設(shè)計結(jié)構(gòu)。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(yīng)對桿部進行適當(dāng)加粗處理，可用導(dǎo)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(jié)構(gòu)如鑲拼或預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)來減少模具應(yīng)力集中的情況。

（2）在沖壓模具設(shè)計過程中，應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)。

沖壓模具在生產(chǎn)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(fā)裂紋、脫碳裂紋、電加工裂紋等。針對不同的裂紋有不同的預(yù)防措施。

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

對于回火裂紋的預(yù)防，應(yīng)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(yīng)力過大而造成開裂；回火時也不能急劇冷卻，應(yīng)進行空冷處理，因為急冷會產(chǎn)生馬氏體相變應(yīng)力，造成開裂。

對于自發(fā)裂紋的預(yù)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(yīng)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(zhì)中進行保溫處理，以此來延長間隔時間。

對于磨削裂紋的預(yù)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(yīng)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(yù)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(fā)生開裂。

對于電火花加工裂紋的預(yù)防，應(yīng)在加工過程中，盡量采用較小的電規(guī)準(zhǔn)，防止電火花產(chǎn)生的瞬時高溫在淬火件表面產(chǎn)生裂紋；加工后應(yīng)對變質(zhì)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(zhì)量不過關(guān)、安裝不當(dāng)、壓力機的導(dǎo)向精度不高、送料出現(xiàn)誤差等。對啃傷失效可用高導(dǎo)向精度裝置的模具進行生產(chǎn)加工，確保零件位置的精度，減小側(cè)向力，避免凹凸模相互啃傷。

4結(jié)語

沖壓模具失效與其結(jié)構(gòu)、使用材料、工作條件等都有關(guān)系。實際生產(chǎn)中，模具失效是一個普遍又復(fù)雜的綜合性問題，受到很多因素的共同影響。因此，必須根據(jù)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(yīng)行之有效的措施來加以預(yù)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(jīng)濟效益得到顯著增加。

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

篇3

關(guān)鍵詞：沖壓模具；教學(xué)方法；教改實踐

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

我國加入WTO以后，國內(nèi)機械加工行業(yè)和電子技術(shù)行業(yè)得到快速發(fā)展。國內(nèi)機電技術(shù)的革新和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整成為一種發(fā)展趨勢。因此，近年來企業(yè)對機電人才的需求量逐年上升，對技術(shù)工人的專業(yè)知識和操作技能也提出了更高的要求。相應(yīng)地，為滿足機電行業(yè)對人才的需求，職業(yè)學(xué)校的機電類專業(yè)的招生規(guī)模也在不斷擴大，因此，如果我們還是使用以前傳統(tǒng)的教學(xué)方法，將不能滿足學(xué)生以及社會的需要，所以我在教授《沖壓模具設(shè)計》的過程中有了一些新的嘗試。

一、分析傳統(tǒng)教學(xué)方法

在傳統(tǒng)的教學(xué)過程中，教師將每一節(jié)課的重點、難點及主要的知識點匯集起來，在嚴(yán)格遵守教材的原則下準(zhǔn)備講課內(nèi)容，形成教案。在整個教學(xué)過程中，只注重教師教，根本沒有注意學(xué)生學(xué)了多少，使學(xué)生的學(xué)習(xí)非常被動，缺乏積極性與創(chuàng)造能力。像這樣沒有根據(jù)學(xué)生的實際情況準(zhǔn)備的課程當(dāng)然不會收到良好的效果，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性也不會提高。因此，我們應(yīng)該采用以學(xué)生為主導(dǎo)，教師為輔助的形式。

二、以學(xué)生為主導(dǎo)，采用多種教學(xué)手法

由于中職學(xué)校的學(xué)生大多數(shù)都是初中畢業(yè)，學(xué)習(xí)的自覺性不高，而且各個學(xué)生的知識水平參差不齊，在機械行業(yè)中的沖壓模具這個課程中又有太多的結(jié)構(gòu)需要明白，而且每個結(jié)構(gòu)都是比較復(fù)雜的，所以為了保證學(xué)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(xué)方法進行改革，讓學(xué)生變被動為主動參與、主動學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的積極性。

1.自學(xué)形式。首先在講新課之前，我給學(xué)生下達任務(wù)，要求學(xué)生在課余時間通過互聯(lián)網(wǎng)尋找一些相關(guān)的知識，讓學(xué)生在尋找的過程中明白一些淺顯的道理，以便在新課的學(xué)習(xí)中能更深刻地掌握知識點。例如，講解“沖壓設(shè)備”這個課題時，我就讓學(xué)生自己在課前通過網(wǎng)絡(luò)或是書籍收集不同的沖壓設(shè)備，并讓學(xué)生找出沖壓設(shè)備的組成部分有哪些，壓力機的主要參數(shù)哪些是比較重要的。這樣我只需要在課堂上起引導(dǎo)作用，其他都是學(xué)生自己查資料和課本尋找答案，每個學(xué)生所找的內(nèi)容都有不同，采用這樣的方式既能夠很好地激發(fā)學(xué)生探知的興趣，又能夠讓學(xué)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(dāng)然《沖壓模具設(shè)計》不但內(nèi)容復(fù)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(xué)時間而且還讓學(xué)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(xué)生以小組討論的方式。讓他們根據(jù)自己所學(xué)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(jié)，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(xué)得不好的同學(xué)有了提高，還對增強和鞏固學(xué)生的看圖分析能力有了幫助，同時也能讓學(xué)生在以后進入社會能成為單位所喜歡的技術(shù)人才。

3.多媒體形式。《沖壓模具設(shè)計》中還有很多運用情況需要學(xué)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(xué)生觀看整個加工過程。多媒體動態(tài)的教學(xué)可以給學(xué)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(chǎn)生濃厚的求知欲望。例如在講解到?jīng)_壓模具結(jié)構(gòu)的時候，由于學(xué)生對整個結(jié)構(gòu)及運動情況不了解，在機器設(shè)備上也不容易觀察，采用動畫的效果，學(xué)生可以清楚明白每個運動過程以及每個結(jié)構(gòu)所起的作用。

4.競賽形式。在學(xué)習(xí)過程中教師也可以通過競賽的形式了解學(xué)生掌握知識的情況，教師可以在課堂上給出一些問題，學(xué)生思考后舉手回答，給每次回答對的學(xué)生記一次成績，然后在一個學(xué)期完以后，獲得分值最高的學(xué)生可以得到適當(dāng)?shù)莫剟?，通過這樣的方式鼓勵他們再接再厲，同時可以調(diào)動每個學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，然后培養(yǎng)他們主動學(xué)習(xí)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(xué)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(xù)講解其結(jié)構(gòu)和原理，那么學(xué)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(xué)生帶到實驗室，利用真實的實物邊講解，邊拆裝，學(xué)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(jié)構(gòu)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(xué)生學(xué)得更加明白，然后再讓學(xué)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(shè)計》不但需要學(xué)生能夠知道每個部分的組成，還需要學(xué)生能自己設(shè)計一副實用的模具，那么在學(xué)校實習(xí)條件有限的情況下，學(xué)?？梢愿恍┠＞咂髽I(yè)聯(lián)系，讓學(xué)生在最后一學(xué)期到廠里學(xué)習(xí)，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(xué)習(xí)，把對不同零件應(yīng)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(xué)生進一步掌握沖壓模具的知識，最后再讓學(xué)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(xué)生詳細了解整個模具的制作過程，還能讓學(xué)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(jié)

通過對《沖壓模具》這門課的教學(xué)嘗試，能夠看出學(xué)生的掌握程度還是比傳統(tǒng)教學(xué)掌握得強，同時也恰當(dāng)?shù)靥幚砹苏n程的知識、能力、素質(zhì)之間的關(guān)系。主要體現(xiàn)了各個內(nèi)容之間的相互滲透和緊密聯(lián)系；重點和難點突出，實用性強；理論和實踐緊密結(jié)合，突出工程實踐性內(nèi)容知識，充分體現(xiàn)和反映了《沖壓模具》專業(yè)應(yīng)用性人才能力和素質(zhì)培養(yǎng)的要求。

經(jīng)過幾年的教學(xué)實踐，以上多形式的教學(xué)方法嘗試，大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，加強了對專業(yè)知識的理解和接受，養(yǎng)成了學(xué)生愛鉆研、愛動手的好習(xí)慣。當(dāng)然還有很多的不足之處，我會在今后的教學(xué)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(yè)課程的教學(xué)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(jié)構(gòu)、材料、使用及保養(yǎng)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(guān)鍵詞】沖壓模具壽命 模具結(jié)構(gòu) 模具材料 模具使用及保養(yǎng)

現(xiàn)代汽車行業(yè)的迅猛發(fā)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(jié)構(gòu)復(fù)雜，且能在高溫、高速、高摩擦劑腐蝕性工作環(huán)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(yè)關(guān)注的重要問題，但目前我國企業(yè)生產(chǎn)的模具使用壽命僅相當(dāng)于發(fā)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(fā)現(xiàn)，合理設(shè)計模具結(jié)構(gòu)，恰當(dāng)?shù)倪x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(jié)構(gòu)

沖壓模具結(jié)構(gòu)是影響模具壽命最主要的因素。因此模具設(shè)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(guān)知識，并能將這三者結(jié)合在一起來設(shè)計模具。

模具設(shè)計最基本原則是安全性，其次是經(jīng)濟性，考慮這個因素節(jié)省成本，為企業(yè)帶來效益。所以設(shè)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(yù)期：

1.1整個模具框架結(jié)構(gòu)的厚度需均勻合理

根據(jù)模具的大小及生產(chǎn)要求確定模具框架筋、結(jié)構(gòu)筋和工作部分結(jié)構(gòu)的厚度，確保模具足夠的強度，保證使用壽命。

1.2模具結(jié)構(gòu)必須受力均衡，避免應(yīng)力集中而導(dǎo)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(shè)計支撐筋；承受側(cè)向力的必須有防側(cè)機構(gòu)。

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(chǎn)過程中震落，損壞模具。

1.5模具的導(dǎo)向必須合理

一般情況下，導(dǎo)向基本上用導(dǎo)板導(dǎo)向，導(dǎo)向精度要求高的情況下使用導(dǎo)板加導(dǎo)柱的導(dǎo)向形式。準(zhǔn)確可靠地導(dǎo)向減少模具工作零件的磨損，避免凸凹?？袀?/p>

1.6模具結(jié)構(gòu)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(chǎn)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(dǎo)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(yīng)該較小，反之，則可適當(dāng)加大間隙，提高模具壽命[3]。

1.7自制件的結(jié)構(gòu)必須設(shè)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(chǔ)，根據(jù)生產(chǎn)零件的不同要求選擇相對應(yīng)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(shè)計者選擇材料時應(yīng)該將材料的性能，作用和經(jīng)濟性相結(jié)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(dāng)[5]。模具的磨損、粘結(jié)和疲勞斷裂往往都發(fā)生在表面，因此模具表面的加工質(zhì)量對于提高模具壽命是非常重要的。對不同的材質(zhì)，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(guān)鍵因素[6].。熱處理工藝應(yīng)制作嚴(yán)謹(jǐn)，模具設(shè)計者在制作自制件時必須標(biāo)明零件的熱處理，熱處理效果直接影響著模具生產(chǎn)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(yīng)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(shù)要求，將導(dǎo)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(chǎn)生淬火裂紋[8]。采用熱處理新技術(shù)：強韌化和表面強化處理，可以經(jīng)濟而有效的提高模具性能[9]。

3.模具的使用及保養(yǎng)

要保證沖壓模具的使用壽命，除了要有合理的結(jié)構(gòu)設(shè)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(yǎng)同樣重要。

3.1模具的使用

冷沖壓模具在使用前，應(yīng)該認真檢查并清掃，檢查模具各部件是否安裝到位，檢查導(dǎo)向裝置的狀況；模具使用時應(yīng)正確的選擇適宜的、精度較高的沖壓設(shè)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(dāng)?shù)膭?，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(yǎng)

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(tài)；在刃口，導(dǎo)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(dǎo)向裝置，防止模具撞裂或磨損。

4.結(jié)束語

冷沖壓成型是一種較為復(fù)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(huán)節(jié)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(fā)展，有限元軟件可對模具和工件的應(yīng)力及形變進行模擬分析，并采取相應(yīng)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：

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

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

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[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(shù)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(shù).第36卷第6期.

篇5

關(guān)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(biāo)識碼：A

文章編號：1009-2374（2012）17-0091-02

模具作為工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝設(shè)備，在其實際應(yīng)用過程中，具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高、制件精度高、復(fù)雜程度高等優(yōu)勢，這些是其它加工制造技術(shù)無法比擬的。模具生產(chǎn)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在汽車、電子、機械、儀表、家電、航空等行業(yè)中。在很長一段時間內(nèi)，模具作為重要工藝設(shè)備極大的促進了生產(chǎn)的發(fā)展，但是隨著模具種類的不斷增多，形狀越來越復(fù)雜，加工工藝越來越困難，再加上熱處理技術(shù)的限制，模具技術(shù)的發(fā)展速度逐漸緩慢，并出現(xiàn)各種質(zhì)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(yīng)的處理技術(shù)，確保模具質(zhì)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(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)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(chǔ)上加入適量的合金元素而形成的。它的優(yōu)勢是能有效的降低淬火冷卻速度，將熱應(yīng)力和組織應(yīng)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(yōu)勢，還具有較好的淬透性、淬硬性、高穩(wěn)定性等優(yōu)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(yīng)用在工業(yè)生產(chǎn)中；基體鋼是在高速鋼的基礎(chǔ)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(zhì)合金一般具有較高的硬度和耐磨性，而鋼結(jié)硬質(zhì)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(zhì)相，用粉末冶金的方法燒結(jié)而成，用這種材料制作的模具堅固耐用，適合在大批量生產(chǎn)用模具上應(yīng)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(biāo)；硬度的高低將直接影響模具的使用壽命，對模具質(zhì)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(biāo)；抗疲勞性是指材料在重復(fù)載荷條件下抵抗疲勞破壞的性能指標(biāo)。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(jīng)受鍛壓時的工藝性能；熱處理工藝對模具質(zhì)量有很大影響，在實際應(yīng)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(yīng)該以模具工作條件和使用壽命為依據(jù)對模具材料和熱處理工藝進行合理選擇，以保證模具質(zhì)量。某工廠在選擇模具材料過程中，出于經(jīng)濟角度和熱處理簡便的考慮，最終選擇T10A鋼，在實際應(yīng)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(chǎn)生較大變形，最終導(dǎo)致模具報廢；為了保證模具熱處理后的性能，熱處理前應(yīng)該對模具材質(zhì)進行分析。某工廠新進一批結(jié)構(gòu)較為復(fù)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(xiàn)這種現(xiàn)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(shù)比鋼小，加熱時它阻止模具內(nèi)孔膨脹，冷卻時又阻止模具內(nèi)孔收縮，最終出現(xiàn)變形。從上述內(nèi)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(zhì)量和熱處理工藝的順利進行，應(yīng)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(chǎn)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(chǎn)高強度板材時，模具表面易產(chǎn)生劃傷、棱角磨損等缺陷，需要經(jīng)常下模修理，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。該問題可以通過模具表面處理技術(shù)來解決。模具的表面處理技術(shù)已經(jīng)非常成熟，主要分為物理表面處理法和化學(xué)表面處理法兩種。

3.1　化學(xué)表面處理

從廣義上說，化學(xué)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(zhì)的密閉空間里保溫，使特定介質(zhì)滲入模具表面，改變模具表面的化學(xué)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(shù)，以達到提高模具表面性能的效果，其中化學(xué)表面涂覆技術(shù)主要包括化學(xué)鍍、離子注入、化學(xué)氣相沉積等。

3.2　物理表面處理

物理表面處理技術(shù)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(xué)性能和物理性能。主要包括激光表面淬火、高頻淬火等技術(shù)，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(jié)語

模具憑借其獨特優(yōu)勢在工業(yè)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用，然而在生產(chǎn)制造過程中，模具容易因材料選擇錯誤或處理技術(shù)不合適等出現(xiàn)相應(yīng)問題，在一定程度上影響模具質(zhì)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(shù)，使沖壓模具的性能得到改良，在生產(chǎn)中更好的發(fā)揮其作用。隨著經(jīng)濟和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)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(shù)、表面處理技術(shù)進行改良。

參考文獻

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[2]　趙步青．模具熱處理現(xiàn)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(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]．黃石理工學(xué)院學(xué)報，2007，（1）．

篇6

在沖壓過程中會產(chǎn)生一系列機械運動，為了保證沖壓件的整體質(zhì)量，使模具能夠順利完成沖壓過程中的運動，在設(shè)計模具時，必須嚴(yán)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(guān)工作提供參考。

關(guān)鍵詞：

沖壓模具設(shè)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(guān)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(shè)計何種結(jié)構(gòu)的模具，都要遵循特定的運動機理標(biāo)準(zhǔn)。如果模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)符合運動機理的要求，就能夠有效提高沖壓件的質(zhì)量；如果模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)不能滿足運動機理的要求，沖壓件的質(zhì)量就會大打折扣。針對這些問題，必須嚴(yán)格控制模具設(shè)計中的機械運動，保障沖壓件的制作品質(zhì)。

1機械運動

通常情況下，機械運動包括轉(zhuǎn)動、滑動和滾動3種基本運動形式。這些機械運動發(fā)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(shè)計滿足相關(guān)要求，在設(shè)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(shè)計模具時，可以采取一定的措施將上下運動轉(zhuǎn)變?yōu)樗竭\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(chǔ)上完成后續(xù)工作。一旦板料與凸模接觸進入到凹模后，它們就會發(fā)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(zhì)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(guān)鍵的步驟是把握先后順序，嚴(yán)格按照相關(guān)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(zhì)量。在設(shè)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(zhì)量的前提下，可以根據(jù)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(guān)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(xiàn)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(fā)生相對運動。當(dāng)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(dǎo)致其脫落時偏離正常的運行方式。為了預(yù)防這種情況的發(fā)生，可使用斜楔結(jié)構(gòu)。

4拉深模具中機械運動的控制和運用

模具設(shè)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(nèi)。在這個過程中，凸模、凹模、板料之間會發(fā)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(zhì)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(xiàn)起皺現(xiàn)象，避免其開裂。與此同時，還要保證凹?；瑝K有足夠的壓力，保障拉深件底面的平整度。拉深的復(fù)合材料需要進行完整性設(shè)計，在適度的范圍內(nèi)控制整體的運動軌跡，引導(dǎo)工序的正常操作，而且設(shè)計材料的外觀還要非常漂亮。在完成設(shè)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(xù)模具中機械運動的控制和運用

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

6結(jié)束語

模具設(shè)計的質(zhì)量直接關(guān)系著國家工業(yè)化的發(fā)展水平，所以，在設(shè)計模具時，要引進國外的先進技術(shù)，保障模具設(shè)計的精確性。另外，還要深入開發(fā)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(lián)系。為了使模具設(shè)計更加合理，要有效控制相關(guān)的機械運動，進一步提高沖壓件的質(zhì)量；為了使產(chǎn)品的尺寸和形狀符合實際需求，要不斷創(chuàng)新和發(fā)展模具工藝運動模式。

參考文獻

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

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關(guān)鍵詞：沖壓模具設(shè)計 機械運動 控制 靈活運用

1.引言

本論文是以沖壓工藝學(xué)基本理論為依據(jù)，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(shè)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(shè)計中應(yīng)著重控制到的內(nèi)容，并介紹了在模具設(shè)計中對機械運動靈活運用的方法和一些實例。最后總結(jié)了根據(jù)具體情況進行產(chǎn)品工藝運動分析的方法，并強調(diào)在模具設(shè)計中，對機械運動的控制和靈活運用對提高設(shè)計水平和保證沖壓件品質(zhì)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(wǎng)

冷沖壓就是將各種不同規(guī)格的板料或坯料，利用模具和沖壓設(shè)備（壓力機，又名沖床）對其施加壓力，使之產(chǎn)生變形或分離，獲得一定形狀、尺寸和性能的零件。一般生產(chǎn)都是采用立式?jīng)_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(jié)構(gòu)件之間的各種相互運動。

機械運動可分為滑動、轉(zhuǎn)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(shè)計中就應(yīng)該對各種運動進行嚴(yán)格控制，以達到模具設(shè)計的要求；同時，在設(shè)計中還應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體情況，靈活運用各種機械運動，以達到產(chǎn)品的要求。

沖壓過程的主運動是上下運動，但是在模具中設(shè)計斜楔結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)銷結(jié)構(gòu)、滾軸結(jié)構(gòu)和旋切結(jié)構(gòu)等，可以相應(yīng)把主運動轉(zhuǎn)化為水平運動、模具中的轉(zhuǎn)動和模具中的滾動。在模具設(shè)計中這些特殊結(jié)構(gòu)是比較復(fù)雜和困難，成本也較高，但是為了達到產(chǎn)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(xù)下降進入凹模，凸、凹模及板料產(chǎn)生相對運動導(dǎo)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(guān)鍵的，為了保證沖裁的質(zhì)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(zhì)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(shè)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(zhì)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(xù)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(shù)量很多，需要很大沖壓力，對沖壓生產(chǎn)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(cè)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(shè)計斜楔結(jié)構(gòu)，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(yán)需要做修邊工序的，也可以采用類似的結(jié)構(gòu)設(shè)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(xù)下降進入凹模，凸、凹模及板料產(chǎn)生相對運動，導(dǎo)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(guān)鍵的，為了保證彎曲的質(zhì)量或生產(chǎn)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(yīng)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(chǎn)效率低。對于精度要求較高的彎曲件，應(yīng)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(guān)結(jié)構(gòu)件能夠碰死。

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關(guān)鍵詞：汽車沖壓模具；設(shè)計；成組技術(shù)；應(yīng)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(jié)構(gòu)類似或者相同的特征。沖壓模具的設(shè)計人員經(jīng)常因為不同曲面形狀而進行重復(fù)的設(shè)計，導(dǎo)致設(shè)計效率較低且模具開發(fā)的周期較長。對汽車的沖壓模具利用成組技術(shù)進行分類編碼，達到汽車沖壓模具系列化的目的，為了實現(xiàn)汽車沖壓模具的全參量化設(shè)計，在UG平臺上進行二次開發(fā)，縮短產(chǎn)品設(shè)計周期，提升設(shè)計效率以及設(shè)計水平。

2 汽車沖壓模具設(shè)計中成組技術(shù)的應(yīng)用

2.1 系統(tǒng)的開發(fā)平臺

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

2.2 汽車沖壓模具參數(shù)化的系統(tǒng)設(shè)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(tǒng)一解決方案是成組技術(shù)的核心。利用汽車沖壓模具設(shè)計中成組技術(shù)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(dǎo)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(jù)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(guī)則

為了方便計算機的檢索，并且能夠?qū)α慵恼w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(biāo)準(zhǔn)代號，總共7位，第7位是個別的標(biāo)準(zhǔn)代號，比如具有QM 150411標(biāo)準(zhǔn)代號的起重棒，QM 15041是其第1層代碼，而具有QM 1101標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(shù)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(shù)化的系統(tǒng)設(shè)計

模型管理、裝配模型參數(shù)庫、零件參數(shù)庫3個部分是汽車沖壓模具參數(shù)化系統(tǒng)的總體劃分。模具設(shè)計的眾多零件及其參數(shù)是零件參數(shù)庫的重要組成部分，裝配完成后整套模具及其參數(shù)是裝配模型參數(shù)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(shù)庫進行設(shè)計，設(shè)計員可以直接調(diào)用已經(jīng)設(shè)計好的沖壓模具裝配模型，也可以依據(jù)實際需要對其中的結(jié)構(gòu)與參數(shù)進行修改使用，利用UG /WAVE技術(shù)參數(shù)關(guān)聯(lián)可以使模型總體裝配進行自動更新[3]。對該模塊進行設(shè)計，首先要計算模具的空間尺寸。其次要依據(jù)總體產(chǎn)品參數(shù)設(shè)計子系統(tǒng)的參數(shù)，并且由繼承參數(shù)生成壓邊圈子構(gòu)件、凹模子構(gòu)件以及凸模子構(gòu)件，可以設(shè)計并行工程。然后通過繼承子構(gòu)件的參數(shù)模型進行產(chǎn)品設(shè)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(diào)用零件參數(shù)庫中模型進行裝配，完成整套模具設(shè)計。

模型管理庫中零件以及裝配模型存儲路徑、技術(shù)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(diào)用所需的模型，并且進行修改。對零件參數(shù)庫進行設(shè)計，可以依據(jù)之前的編碼與分類，通過UG軟件征造型技術(shù)，對每一種標(biāo)準(zhǔn)號零件手工建立模型，并且造型的過程中實現(xiàn)對模型的幾何約束以及尺寸約束定義。對需要進行尺寸驅(qū)動特征尺寸定義相應(yīng)變量，便于程序訪問，實現(xiàn)尺寸的驅(qū)動。零件參數(shù)庫對零件的各種參數(shù)進行存儲是通過采用數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)，如果用戶進行產(chǎn)品設(shè)計需要某一型號零件，可以通過模型管理系統(tǒng)或者用戶界面零件庫調(diào)用對應(yīng)零件的模型，并且檢索數(shù)據(jù)庫，對零件模型進行尺寸驅(qū)動，生成所需零件模型。

3 結(jié)束語

依據(jù)成組技術(shù)具有的相似性原理，再結(jié)合汽車沖壓模具依據(jù)汽車沖壓模具結(jié)構(gòu)特點進行的分類編碼，建立分類編碼的規(guī)則， 使汽車沖壓模具分類實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。將UG NX410作為開發(fā)的平臺，對汽車沖壓模具參數(shù)化的系統(tǒng)進行開發(fā)，將該系統(tǒng)分成模型管理、裝配模型參數(shù)庫與零件參數(shù)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(diào)用。汽車沖壓模具圖形數(shù)據(jù)和成組技術(shù)相結(jié)合，可以實現(xiàn)汽車沖壓模具快速檢索以及集中管理、減少重復(fù)設(shè)計、 縮短設(shè)計時間，、提高工作效率。

參考文獻

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

篇9

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(wù)。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(jié)構(gòu)安裝面及導(dǎo)滑面，如何在WorkNC中實現(xiàn)編程加工，做程序具體要分以下幾步。

第一步，準(zhǔn)備工作。準(zhǔn)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(shù)據(jù)分別導(dǎo)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(jù)導(dǎo)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?qū)崿F(xiàn)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(qū)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(fā)揮小吃刀大進給的優(yōu)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(dǎo)入WorkNC以后，不需要再重復(fù)選擇工件，在程序目錄下，選用平面精加工法，將內(nèi)部參數(shù)設(shè)置成“只加工平面”，側(cè)壁預(yù)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(nèi)部參數(shù)設(shè)置為“加工側(cè)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(jié)構(gòu)面的粗精加工，以上所做程序都具備了WorkNC程序共有的優(yōu)點：以不碰撞工件為原則做最優(yōu)化的提進刀，最大限度地提高效率。

第四步，做導(dǎo)板程序。使用WorkNC的切線加工法，引用導(dǎo)板棱線能方便做出導(dǎo)板的層切程序，如圖5所示。并且，如加工不合理，不需改動數(shù)據(jù)重新導(dǎo)入，只需在程序參數(shù)中設(shè)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(xiàn)方式。小件編程加工的特點是加工內(nèi)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(biāo)系編程。

第一步，準(zhǔn)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(biāo)系，將所需數(shù)據(jù)分別導(dǎo)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(fù)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(biāo)系后處理，如圖10所示。

第五步，在WorkNC的G3版界面下，根據(jù)每個工件導(dǎo)入的交叉線分別建立坐標(biāo)系，并命名以示區(qū)分工件。如圖11所示，將加工坐標(biāo)系分別應(yīng)用于建好的單個坐標(biāo)系，并分別后處理此坐標(biāo)系對應(yīng)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(jié)論。

（1）WorkNC可以順利完成沖壓模具的一次加工編程任務(wù)。

（2）使用WorkNC加工編程，可充分發(fā)揮WorkNC的層切方法的效能，在導(dǎo)板、擋墻等層切方面，有較大優(yōu)勢。

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關(guān)鍵詞 中鉸鏈；模具；制造；效益

中圖分類號TG7 文獻標(biāo)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(chǎn)過程，經(jīng)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(chǎn)品結(jié)構(gòu)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(shè)計制造中要采用更合適的方案和結(jié)構(gòu)。

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(chǎn)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(guān)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(tǒng)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(tǒng)工藝分析

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

1）在設(shè)計過程中，考慮到零件的孔與外形相對位置要求比較高，優(yōu)先考慮復(fù)合模具。但是模具制造完成后，在生產(chǎn)過程中，經(jīng)常出現(xiàn)凸模被卸料板卡裂；產(chǎn)品單邊毛刺較大，或者上打料塊斷裂，而擠斷沖孔凸模等現(xiàn)象。后來，試著把落料和沖孔工序分開，先落料再沖孔，但是產(chǎn)品單邊毛刺較大，壓料板卡裂的凸模等現(xiàn)象依然存在。經(jīng)過多次對模具的調(diào)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(chǎn)生側(cè)向微傾，從而造成單邊毛刺比較大的現(xiàn)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(xiàn)象；

圖2 零件展開圖

2）在彎曲過程中（如圖3），經(jīng)常出現(xiàn)零件的移位現(xiàn)象，移位后的零件在定位銷處會出現(xiàn)不同程度的擠傷現(xiàn)象，影響產(chǎn)品的外觀。在調(diào)模試模中，即使彎曲凸模調(diào)到底，彎出來的零件面在彎曲處也會出現(xiàn)不平整的現(xiàn)象，另外零件的垂直度也不符合圖紙的要求。經(jīng)過多次的試沖，認真分析原因：發(fā)現(xiàn)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(xiàn)彎邊不垂直等現(xiàn)象；

圖3傳統(tǒng)的彎曲工藝（凹模）

1.成形凹?？?；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(tǒng)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(chǎn)品的生產(chǎn)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(jīng)常出現(xiàn)產(chǎn)品的報廢現(xiàn)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(chǎn)量較大，加上我們工廠的壓力機數(shù)量有限，待生產(chǎn)的零件種類較多，一個零件的模具往往不能連續(xù)一個月安裝在一臺壓力機上，需要根據(jù)訂單的數(shù)量靈活更換模具。所以，此零件按傳統(tǒng)工藝加工，經(jīng)常會出現(xiàn)生產(chǎn)量跟不上訂單量的問題。

3 新工藝確定和分析

根據(jù)對傳統(tǒng)工藝中出現(xiàn)的問題進行分析，利用所學(xué)的文化知識和積累的工作實踐經(jīng)驗，結(jié)合我們學(xué)校現(xiàn)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(chǎn)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(fù)合模的結(jié)構(gòu)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(zhuǎn)排料，較傳統(tǒng)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(chǎn)生凸模由于壓力不均勻而使單邊毛刺較大的現(xiàn)象。另外，復(fù)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(xiàn)退料不暢或卡斷沖孔凸模的問題。

圖7 沖孔落料復(fù)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(dǎo)柱；17.彈性定位釘；18.導(dǎo)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(jié)構(gòu)，（如圖8）旋轉(zhuǎn)排料，借用已經(jīng)沖好的中間四處U形孔定位，無需壓料板，當(dāng)凸模下行時，零件沿著凹模的?？騼?nèi)壁成形，凸模的外壁與凹模模框內(nèi)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(dāng)移動到下限時，在凸模的壓力作用下，對產(chǎn)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(fù)原位置，彈出零件，如果零件附在凸模上，當(dāng)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(chǎn)生傾斜現(xiàn)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(xiàn)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(chǎn)品；7.成形凹模；8.下墊板9.下模座；10.下退料裝置；11.導(dǎo)柱；12.導(dǎo)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(chǎn)品；12小導(dǎo)柱；13.小導(dǎo)套；14模架導(dǎo)柱導(dǎo)套

3）出于控制生產(chǎn)成本的考慮，參考沖壓手冊以及根據(jù)板料的實際情況，排料時預(yù)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(chǎn)中可能出現(xiàn)由于壓料板的偏向而卡斷凸模的現(xiàn)象，在模具設(shè)計中，加大加厚了壓料板，并在切斷模上加裝小導(dǎo)柱、導(dǎo)套，（如圖9）從結(jié)構(gòu)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(shè)計成先導(dǎo)向后切斷的結(jié)構(gòu)。 即設(shè)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(shè)計成均勻滑配，并且延長的兩端加工圖

模具導(dǎo)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(dǎo)向部位先進入凹模，刀口再進行切斷，這樣從側(cè)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(chǎn)成本的比較：

從工序上，傳統(tǒng)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(shù)為50次/分鐘，正常生產(chǎn)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(chǎn)的零件數(shù)為：25次/分鐘X 60分鐘/小時=1500件/小時。按年產(chǎn)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(chǎn)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(yè)用電1元/度計算，生產(chǎn)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(chǎn)量時，3道工序節(jié)約時間：1000 /2 X 3=1500小時。也就是總共節(jié)約人工費：1500 X 6.25 =9375元；總共節(jié)約電費：1500 X 15 X1=22500元.

從以上計算，通過上述的工序簡化，結(jié)構(gòu)改變，完成此零件的年產(chǎn)量總共可以節(jié)省費用：15000+22500+9375=46875元。這一改進雖然對一家有規(guī)模的工廠來說，可能只起著微小的作用，但是現(xiàn)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(jié)約材料，減低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，企業(yè)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(jié)構(gòu)，可以取得更可觀的經(jīng)濟效益。

5 結(jié)論

此方案已經(jīng)制造出模具，效果很好，消除了傳統(tǒng)工藝時所出現(xiàn)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(xiàn)象也隨之消失，連續(xù)生產(chǎn)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(xiàn)較大的問題，達到了設(shè)計的目的。

通過此次模具的設(shè)計和小技巧的改造，總結(jié)了以下經(jīng)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(tài)，以保證在沖壓過程中的模具結(jié)構(gòu)件的力均衡；

2）對于模具的卸料板，壓料板等結(jié)構(gòu)件，可以采用加小導(dǎo)柱，導(dǎo)套結(jié)構(gòu)，用于防止因為壓力較大而產(chǎn)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(xué)習(xí)新知識、新技能、不斷創(chuàng)新，才能為今后的工作打下堅實的基礎(chǔ)，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(yè)出版社，2009，2.

[2]張正修主編.沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計方法、要點及實例，2007，1版.