淺析如何在冷沖壓模具設計合理安排工序

宋旭東

摘?要：近年來，市場對機械產品零部件的需求與日俱增，冷沖壓模具在企業中獲得廣泛應用。為進一步提高機械產品的加工質量，提高產品加工效率，實現企業生產效率最大化，對冷沖壓模具的工序設計進行研究很有必要。本文主要就如何在冷沖壓模具設計合理安排工序進行研究，提出個人見解，以供業內同行參考借鑒。

關鍵詞：冷沖壓模具;工序安排;合理設計

作為衡量冷沖壓模具制造水平的重要指標，冷沖壓模具的工序設計對產品的加工質量與加工效率有著深遠影響。為進一步提高企業產品的加工質量與加工效率，節約產品的經濟成本，實現生產效益最大化，通過科學的設計合理化冷沖壓模具結構工序是關鍵。本文主要對冷沖壓模具進行簡單介紹，通過冷沖壓模具的應用原則，對其結構設計展開探討，進一步促進工序合理化。

1.冷沖壓模具的介紹

1.1冷沖壓模具的功能與特點

冷沖壓模具是一種應用范圍十分廣泛的工藝設備，其主要功能是通過冷沖壓將金屬或非金屬材料加工成零件或半成品。冷沖壓模具的加工原理，就是在常溫條件下，壓力機上安裝模具，通過施壓使材料在壓力的影響下發生分離或變形，最終形成目標產物。沖壓工序的設計與模具結構的設計是沖壓模具結構設計中的重要環節，冷沖壓模具的工藝設計，需要對工藝的方案、如何安排、工序的尺寸、相關設備、模具類型以及相應的技術指標進行全方位考量。沖壓模具結構的設計，則是結合產沖壓工藝設計的具體情況，設計出能夠滿足工藝需求的具體結構、形狀。

1.2冷沖壓模具制造材料

制造沖壓模具的材料有很多種，其中包括：鋼材、硬質合金、鋼結硬質合金、鋅基合金、高分子材料等。其中，以鋼材為原料的冷沖壓模具最為常見。一般情況下，用于制作模具相關部件的鋼材類型包括：低合金工具鋼、碳素工具鋼、中碳合金鋼、高速鋼等。非金屬職稱的沖壓模具較為少見，其中包括合成樹脂、聚氨酯橡膠、層壓樺木板等。制作沖壓模具的材料選取頗有講究，不但要求材料具有極強的硬度與耐磨性，還要求具備一定的韌性、淬透性。能夠在高壓或高熱的環境下，完成各種加工活動。為確保模具能夠正常使用，合理選擇模具材料很有必要。在設計過程中，應對模具的使用需求、被加工材料的特點、工作條件、生產批量與生產效率等方面進行綜合考量。

1.3冷沖壓模具的結構

結合模具在組成結構中的具體功能，磨具結構的組成主要以工藝零件與結構零件為主。工藝零件將參與到工藝生產的全過程，并直接與坯料進行接觸。工藝零件的類型主要包括定位零件、工作零件、餡料零件等。值得一提的是，結構零件與工藝零件并不能箱體丙綸。結構零件并不會直接參與到工藝過程，無需與坯料直接接觸。相較之下，結構零件的主要功能是為整個工序過程的順利完成提供根本保障，是對模具的進一步完善。結構零件主要涵蓋緊固零件、導向零件等。不過，并非任何沖壓模具均包括這一系列零件，冷沖壓模具零件的選擇，始終是以滿足工藝需求為重要前提的。

2.冷沖壓模具的合理設計

2.1冷沖壓模具的設計原則

冷沖壓模的首要設計原則是要確保設計出的冷沖壓模能夠滿足加工需求，完成加工工序。為確保生產出的冷沖壓模具能夠順利完成加工活動，首先要合理設置整個結構框架的厚度，倘若模具本身厚度不一，其使用性能便會受到嚴重影響。模具厚度應結合生產需求進行設定，不可太薄，否則模具強度會降低，極易在使用過程中出現裂紋。另外，沖壓模具的應具有較強的抗壓能力，因此所涉及的沖壓模具結構質量應盡量均衡。在選擇沖壓模具工藝結構、框架結構的材料時，設計人員應格外仔細，考慮到工作結構中的各種零件極易磨損，因此要盡量選擇耐磨損的材料，并盡快控制成本的支出。在選擇零部件材料時，可通過科學的計算，了解模具的受力需求，提前確定好沖壓模具的送料方式、卸料方式與整體模架。

其次，在設計冷沖壓模具時還應遵守安全原則。考慮到冷沖壓模具加工工藝的特殊性，稍有不當均有可能引起嚴重的生產事故。為避免這一情況的發生，設計人員在應在設計過程中，對模具的使用情況、使用條件、工藝需求等問題進行充分考量，盡量提高模具的安全性。

2.2冷沖壓模具工藝構件的合理化設置

冷沖壓模具間隙指的是沖壓模凹、凸模刃口部分尺寸差。該間隙大小將會對沖壓件的單面質量、沖壓力大小與模具使用的安全性有著深遠影響，所以在對沖壓模具進行設計時，對這一工藝構件進行合理化設置很有必要。首先應結合實際需求，計算出沖壓間隙的工藝參數，以確保沖壓件在使用過程中，能夠盡量降低沖壓力對沖壓件的干擾，進而提高模具的耐用性。間隙值的設置主要取決于工藝需求，允許存在一定偏差。不過，考慮到在模具的運行過程中，多少會導致模具零構件發生磨損，進而導致間隙變大，所以在設計初期設計間隙值時，應取合理范圍內的最小值。

2.3冷沖壓模具相關細節的合理化設計

任何一個模具的相關參數均應通過科學的計算才能確定。沖壓模具的凹模的結構形式，主要取決于零件的需求。為確保模具能夠正常使用，任何細節均需合理化處理。舉例來說，沖壓模具制造期間，凹模厚度的取值，通常會用到外形尺寸的經驗公式——H=Kb來計算。式中K代表系數，b代表凹模孔寬度最大值，H值最小不可低于15mm。此外，除需計算出凹模厚度，還要進一步計算出其他與凹模有關的數據。在所有細節合理化處理的情況下，模具結構的組合才會達到理想狀態。同理，沖壓模具的凸模結構形式同樣取決于工藝需求，一般情況下，凸模的固定方式以鉚釘為主，必要時可使用低熔點合金或低熔點焊接劑加強穩定性。最后，按照設計圖紙，安裝好凸模與凹模的位置以及其他組成構建即可。

3.結束語

綜上所述，通過本次研究最終發現，為進一步實現冷沖壓模具設計的合理安排工序，需結合模具使用需求、模具工藝需求、產品加工需求，遵循基本的設計原則，在確保模具能夠安全使用的前提下，提高生產質量與效率。今后有關該課題的研究還應繼續跟進，為不斷提高沖壓模具的設計水平提供更多合理建議。

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