冷沖模設(shè)計(jì)技術(shù)應(yīng)用探討

摘 要：在經(jīng)濟(jì)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家，冷沖模工業(yè)也逐漸開(kāi)始標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。在中國(guó)，雖然大多數(shù)的冷沖模企業(yè)都有自己的企業(yè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)，但是標(biāo)準(zhǔn)化程度都不是很高，并且其標(biāo)準(zhǔn)化也只限于一些產(chǎn)品零部件的模架部分。只有開(kāi)展冷沖模的系統(tǒng)性設(shè)計(jì)，才能達(dá)到降低成本、縮短其設(shè)計(jì)的時(shí)間、減少其設(shè)計(jì)師和節(jié)省了時(shí)間的目的。與此同時(shí)，冷沖模的標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的范疇也不可以僅僅受限于模架的部分。針對(duì)冷沖模設(shè)計(jì)的分析，絕大多數(shù)企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始使用現(xiàn)代高科技計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過(guò)信息技術(shù)的發(fā)展，冷沖模的設(shè)計(jì)精準(zhǔn)度也越來(lái)越高，更加符合現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的理念。文章闡述了冷沖模的基本概況，并且分析了冷沖模的設(shè)計(jì)特征和成形工藝。針對(duì)其設(shè)計(jì)過(guò)程中存在的問(wèn)題提供了一些改革措施，提高了生產(chǎn)效率，加大了生產(chǎn)數(shù)量。

關(guān)鍵詞：冷沖模；設(shè)計(jì)；工藝；成本

1 冷沖模的基本概況

沖壓指的是借助外力的幫助，讓原材料改變其原有外形的過(guò)程，經(jīng)過(guò)對(duì)外形、尺寸和功能的加工，獲得企業(yè)所需要的各種產(chǎn)品零部件。沖壓的原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(lái)完成的，包括沖切、沖孔和彎曲等。對(duì)于那些比較復(fù)雜難做的沖壓產(chǎn)品零部件來(lái)說(shuō)，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(jiǎn)單組合成的模具，這樣會(huì)降低生產(chǎn)率。

沖壓在其生產(chǎn)過(guò)程中具有較多優(yōu)勢(shì)：增加了成本優(yōu)勢(shì)、制作效果較好以及經(jīng)濟(jì)效益很好。沖壓對(duì)其原材料的利用率很高，在沖壓的生產(chǎn)過(guò)程中基本上沒(méi)有產(chǎn)生較多的問(wèn)題，并且通過(guò)沖壓所做出的產(chǎn)品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(jī)械性的功能，促使沖壓在其外形上也發(fā)生了一些改變。

沖壓在其設(shè)計(jì)之后，所生產(chǎn)的產(chǎn)品零部件都具有剛度較好和質(zhì)量較輕的特點(diǎn)，這些產(chǎn)品零部件在我國(guó)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(jìn)。在今后的經(jīng)濟(jì)時(shí)代，沖壓行業(yè)將會(huì)快速的發(fā)展，冷沖模的設(shè)計(jì)也會(huì)不斷的變革，達(dá)到高效率的效果。

2 冷沖模設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)介

從沖壓行業(yè)的角度來(lái)看，由于現(xiàn)代化產(chǎn)品零部件的設(shè)計(jì)越來(lái)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(guò)一種模具在兩個(gè)或兩個(gè)以上的工位上來(lái)完成許多種工序的過(guò)程。它具有相對(duì)比較容易、模具使用的時(shí)間更長(zhǎng)、更加容易形成自動(dòng)化以及存在生產(chǎn)效率較高的特點(diǎn)。通過(guò)連續(xù)模的沖壓工序可以得到一些完整的產(chǎn)品零部件和半成品。盡管會(huì)出現(xiàn)許多個(gè)沖壓工序，但是也是可以利用一些連續(xù)模來(lái)沖壓完成這些產(chǎn)品零部件。

由于近些年來(lái)計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的逐漸發(fā)展，使Pro/E軟件能夠?qū)Χ鄠€(gè)科技領(lǐng)域產(chǎn)生積極的影響。Pro/E軟件具有很多的優(yōu)勢(shì)：降低了制圖工作人員的工作數(shù)量，提高了設(shè)計(jì)水平和效果，并且可以精確的分析模型、分析運(yùn)動(dòng)和干涉檢測(cè)等。利用Pro/E軟件設(shè)計(jì)的冷沖模，可以使產(chǎn)品零部件在設(shè)計(jì)、加工和配置等方面更加標(biāo)準(zhǔn)，增加了成本優(yōu)勢(shì)、縮短了設(shè)計(jì)時(shí)間以及提高了生產(chǎn)效率。

3 冷沖模所存在的典型工藝組合

在結(jié)構(gòu)方面，冷沖模具有較大的差異，只有采用典型的模具結(jié)構(gòu)組合，才能建設(shè)較好的冷沖模。運(yùn)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，并且分析了由冷沖模的各種產(chǎn)品零部件的配置和尺寸之間的關(guān)系。通常使用的冷沖模所存在的典型工藝組合包括復(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。冷沖模的標(biāo)準(zhǔn)化與標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品零部件緊密相連，而且在標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境下，冷沖模的產(chǎn)品零部件可以使用自下向上或是自上向下的設(shè)計(jì)方法來(lái)實(shí)施設(shè)計(jì)。

4 正確選擇冷沖模的設(shè)計(jì)材料

在冷沖模的設(shè)計(jì)過(guò)程中，最關(guān)鍵的問(wèn)題是正確選擇冷沖模的原材料。任何一種冷沖模的種類和工作條件都會(huì)存在不同的觀點(diǎn)，處于不一樣的運(yùn)用環(huán)境，需要提出不同的硬度和強(qiáng)度的要求，并且這對(duì)冷沖模的耐沖擊性、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)量較高的原材料。

冷沖模在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要求其原材料能夠滿足經(jīng)濟(jì)方面的要求，同時(shí)要求具有較好的加工工藝功能，可以充分滿足設(shè)計(jì)要求以及能夠較好的進(jìn)行加工處理。

冷沖模所使用的原材料包括：鋼結(jié)硬質(zhì)合金、合金鋼和碳鋼等材料，冷沖模利用模具鋼材所制作的產(chǎn)品零部件通常有合金工具鋼和碳素工具鋼等。冷沖模加工熱處理的方法，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(duì)原材料進(jìn)行加工和處理。

5 在計(jì)算機(jī)輔助下實(shí)現(xiàn)冷沖模的設(shè)計(jì)

冷沖模設(shè)計(jì)的過(guò)程中，凹凸模在其配置和尺寸等方面與其他的冷沖模相比，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(duì)模具要求非常高，凹凸模的使用壽命要比其他模具較長(zhǎng)，并且在維修方面要更加的快捷方便。運(yùn)用計(jì)算機(jī)科技軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要精準(zhǔn)的計(jì)算設(shè)計(jì)和尺寸的輸入，只有這樣才能使產(chǎn)品進(jìn)行精準(zhǔn)的設(shè)計(jì)。運(yùn)用Pro/E軟件設(shè)計(jì)冷沖模時(shí)，可以使用配置設(shè)計(jì)的方式，其詳細(xì)的解釋了自下而上和自上而下的設(shè)計(jì)方式。首先要對(duì)配置進(jìn)行系統(tǒng)性的設(shè)計(jì)，然后再針對(duì)每一個(gè)產(chǎn)品零部件進(jìn)行詳細(xì)的設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)過(guò)程為：創(chuàng)建冷沖模的設(shè)計(jì)工程；利用分割曲面對(duì)產(chǎn)品零部件進(jìn)行修改，制造出精準(zhǔn)的產(chǎn)品零部件；利用配置軟件對(duì)產(chǎn)品零部件的尺寸和功能方面進(jìn)行全面的檢測(cè)，防止在設(shè)計(jì)的過(guò)程中產(chǎn)生廢品等問(wèn)題。

6 結(jié)束語(yǔ)

雖然冷沖模設(shè)計(jì)在我國(guó)許多企業(yè)中已經(jīng)得到了認(rèn)可，但是冷沖模仍然存在著許多問(wèn)題，并且冷沖模在其制造市場(chǎng)中占據(jù)著重要的位置。在未來(lái)的經(jīng)濟(jì)時(shí)代，冷沖模設(shè)計(jì)將會(huì)越來(lái)越重要，并且將會(huì)擴(kuò)大其規(guī)模，確定更精準(zhǔn)的尺寸，設(shè)計(jì)出更加復(fù)雜的冷沖模，繼續(xù)占領(lǐng)更大的市場(chǎng)。但在設(shè)計(jì)過(guò)程中，冷沖模需要考慮到其技術(shù)的先進(jìn)性以及與之相匹配的設(shè)計(jì)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了由人工控制向自動(dòng)化控制轉(zhuǎn)變的設(shè)計(jì)模式。如果在未來(lái)的發(fā)展中出現(xiàn)問(wèn)題，那么將會(huì)對(duì)整個(gè)制造行業(yè)帶來(lái)不利的影響。所以，冷沖模在以后的設(shè)計(jì)過(guò)程中不能急于求成，應(yīng)該穩(wěn)步進(jìn)行。一方面，由于國(guó)外的制造企業(yè)不斷的進(jìn)入我國(guó)市場(chǎng)，使我國(guó)的冷沖模在設(shè)計(jì)領(lǐng)域承受了巨大的壓力。如果想與國(guó)外的制造企業(yè)進(jìn)行正面的競(jìng)爭(zhēng)，我國(guó)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)量的原材料和冷沖模設(shè)計(jì)。另一方面，使用冷沖模的企業(yè)數(shù)量越來(lái)越多，在冷沖模設(shè)計(jì)的過(guò)程中，工作人員需要時(shí)刻秉著降低成本的理念進(jìn)行產(chǎn)品的加工和設(shè)計(jì)。只有設(shè)計(jì)出高質(zhì)量的冷沖模，才能與國(guó)外的制造企業(yè)進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)。冷沖模在設(shè)計(jì)的過(guò)程中雖然還存在著一些問(wèn)題，但是它在未來(lái)的發(fā)展中仍然具有積極的影響作用。制造企業(yè)應(yīng)該嚴(yán)格的遵守與之相關(guān)的模具設(shè)計(jì)原則，并在其設(shè)計(jì)的過(guò)程中，盡量避免其可能發(fā)生的問(wèn)題。通過(guò)在計(jì)算機(jī)的輔助下實(shí)現(xiàn)冷沖模的設(shè)計(jì)，節(jié)省了生產(chǎn)的時(shí)間，提高了生產(chǎn)的效率，促進(jìn)了模具的發(fā)展。未來(lái)的冷沖模將更加精細(xì)化和規(guī)模化，對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了積極的作用。

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作者簡(jiǎn)介：李曉耀（1982，2-），男，河南省魯山縣人，本科，助理工程師，研究方向：機(jī)械工程。