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模具篇之---- 浅谈冲压模具设计及发展方向【启飞专业知识系统分享冲压06】

2017-09-15218作者：启飞汽车设计

冲压模具是重要的冲压生产工艺设备，是典型的技术密集型、知识密集型产品，这也使得冲压模具的设计与制造成为世界各国竞相争夺的高新技术领地。随着我国汽车工业、航空制造业的快速化、规模化发展，冲压模具需求以 20%的速度增长，而我国中高端模具市场中 50%以上的模具需要进口，且集中于大型、复杂、精密冲压模具上，这也体现了我国冲压模具设计与制造过程中存在的问题，即冲压模具设计与制造的精度、寿命、生产周期、使用稳定性和可靠性等与国际水平有较大的差距。出现这种情况的主要原因是模具数字化设计与制造技术水平落后。冲压模具设计的创新可以有效降低生产成本，实现企业利润最大化。
制造出一副高水平的汽车冲压模具，涉及到3个关键步骤：设计、制造、调试。冲压模具设计是模具制造中最重要的一步，决定了冲压的工艺设计、模具结构、对模具制造和模具调试有着重要的影响。良好的设计，有利于模具的加工装配，能提高模具的稳定性，从而提高模具的质量，减少加工装配的不良，减少模具的调试时间，极大地降低模具的制造成本。

1 冲压模具的基本概况

（1）冲压指的是借助外力的帮助，让原始材料改变其原有外形的过程，经过对外形、尺寸和功能的加工，获得企业所需要的各种零部件。冲压的原始材料包括带材和板材。在冲压的工序之中有许多步骤是需要模具来完成的，包括冲切、冲孔和弯曲等。对于那些比较复杂难做的冲压零部件来说，就需要增加模具的数量。如果想要大批量的生产，就不能使用那些只是简单组合成的模具，这样会降低生产率。

（2）冲压在其生产的过程中具有较多的优势：降低了生产成本、制作效果较好以及经济效益很好。冲压对其原始材料的利用率很高，在冲压的生产过程中基本上没有产生较多的问题，并且通过冲压所做出的零部件在精确度和尺寸等方面都比较准确，基本上可以满足企业所要求的标准。企业的内部组织得到了一系列的改变，提高了机械性的功能，促使冲压在其外形上也发生了一些改变。

（3）冲压在其设计之后，所生产的零部件都具有刚度较好和质量较轻的特点，这些零部件在我国的汽车行业和摩托车行业具有较深的影响，并且正在向空调行业、冰箱行业和电梯行业迈进。在今后的经济时代，冲压行业将会快速的发展，冲压模具的设计也会不断的变革，达到高效率的效果。

2 冲压模具设计

从冲压行业角度来看，由于现代化零部件的设计越来越复杂，所以连续的冲压技术即将成为重要领域。连续模是指经过一种模具在两个或两个以上的工位上来完成许多种工序的过程。它具有相对比较容易、模具使用时间更长、更加容易形成自动化及存在生产效率较高的特点。通过连续模的冲压工序可以得到一些完整的零部件和半成品。尽管会出现许多个冲压工序，但是也是可以利用一些连续模来冲压完成这些零部件。由于计算机信息技术的逐渐发展，使 Pro/E 软件能够对多个科技领域产生积极的影响。Pro/E 软件具有很多优势：降低了制图工作人员的工作数量，提高了设计水平和效果，且可以精确的分析模型、分析运动和干涉检测等。利用 Pro/E 软件设计的冲压模具，可以使零部件在设计、加工和配置等方面更加标准，降低了生产成本、缩短了设计时间，提高了生产效率。

3 冲压模具所存在的典型组合

在结构方面，冲压模具具有较大的差异，只有采用典型的模具结构组合，才能建设较好的冲压模具。运用典型的结构组合能够明确模具结构组合的形式，并且分析了由冲压模具各种零部件的配置和尺寸之间的关系。通常使用的冲压模具所存在的典型组合包括复合模的组合、固定卸料的组合、导板模的组合以及弹压卸料的组合等。冲压模具的标准化与标准化的零部件紧密相连，而且在标准的环境下，冲压模具的零部件可以使用自下向上或是自上向下的设计方法来实施设计。

4 正确选择冲压模具的设计材料

（1）在冲压模具的设计过程中，最关键的问题是正确的选择冲压模具的原始材料。任何一种冲压模具的种类和工作条件都会存在不同的观点，处于不一样的运用环境，需要提出不同硬度和强度的要求，并且这对冲压模具的耐冲击性、耐疲劳性以及耐磨性等方面都要提出相应的要求。若想大批量的生产产品，那么就需要使用质量较高的原始材料。

（2）冲压模具在设计的过程中，要求其原始材料能够满足经济方面的要求，同时要求具有较好的加工工艺功能，可以充分的满足设计要求以及能够较好的进行加工处理。

（3）冲压模具所使用的原始材料包括：钢结硬质合金、合金钢和碳钢等材料，冲压模具利用模具钢材所制作的零部件通常有合金工具钢和碳素工具钢等。冲压模具加工热处理的方法包括调质、退火和淬火等技术，需要依据不同的技术要求，对原材料进行加工和处理。

5 在计算机帮助下实现冲压模具的设计

冲压模具设计的过程中，凹凸模在其配置和尺寸等方面与其他的冲压模具相比，受到更多困难的阻碍。若想利用此凹凸模具生产大批量的产品，那么对模具要求非常高，凹凸模的使用寿命要比其他模具较长，并且在维修方面要更加的快捷方便。运用计算机科技软件进行设计的时候，需要精准的计算设计和尺寸的入，只有这样才能使产品进行精准的设计。运用 Pro/E 软件设计冲压模具的过程中，可以使用配置设计的方式，其详细的解释了自下而上和自上而下的设计方式。首先要对配置进行系统性的设计，然后再针对每一个零部件进行详细的设计。其设计的过程为：创建冲压模具的设计工程；利用分割曲面对零部件进行修改，制造出精准的零部件；利用配置软件对零部件的尺寸和功能方面进行全面的检测，防止在设计的过程中产生废品等问题。

6 冲压模具在未来的发展状况

虽然冲压模具的设计在我国许多企业中已经得到了认可，但是冲压模具仍然存在着许多问题，并且冲压模具在其制造市场中占据着重要的位置。在未来的经济时代，冲压模具的设计将会越来越重要，并将会扩大其规模，确定更精准的尺寸，设计出更加复杂的冲压模具，继续占领更大的市场。但在设计的过程中，冲压模具需要考虑到其技术的先进性以及与之相匹配的设计设备，实现了由人工控制向自动化控制转变的设计模式。如果在未来的发展中出现问题，那么将会对整个制造行业带来不利的影响。所以，冲压模具在以后的设计过程中不能急于求成，应该稳步的进行。一方面，由于国外的制造企业不断地进入我国市场，使我国的冲压模具在设计领域承受了巨大的压力。如果想与国外的制造企业进行正面的竞争，我国的制造企业就应该提高自身的生产效率、选择使用较好质量的原始材料和冲压模具设计。另一方面，使用冲压模具的企业数量越来越多，在冲压模具设计的过程中，工作人员需要时刻秉着降低成本的理念进行产品的加工和设计。只有设计出高质量的冲压模具，才能与国外的制造企业进行竞争。综上所述，冲压模具在设计的过程中虽然还存在着一些问题，但是它在未来的发展中仍然具有积极的影响。制造企业应该严格的遵守与之相关的模具设计原则，并在其设计的过程中，尽量避免其可能发生的问题。通过在计算机的帮助下实现冲压模具的设计，节省了生产的时间，提高了生产的效率，促进了模具的发展。未来的冲压模具将更加的精细化和规模化，对我国的经济发展起到了积极的作用。

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