沖壓模具改進設計及要求分析

席石雷 高叢叢

摘要：沖壓模具的設計在如今已經是一個十分重要的產業了。模具的設計水平與制造技術水平的高低也被看作一個十分重要的衡量標準，那就是衡量這個國家的產品制造水平的如何，因此在非常大的程度上對產品的質量、效益以及新產品的開發和開發能力都起著決定性的作用。因此我國以及相關的各個產業、企業更應注重模具的設計技術以及它的發展，從而促進我國經濟的發展。

關鍵詞：沖壓模具；設計改進；設計要求

1 沖壓模具設計結構的基本原則及要求

1.1 安全原則

在設計沖壓模具的結構的時候第一要考慮到的就是安全，絕對不能因為沖壓模具的結構設計出現錯誤而引起事故。即使是沖壓模具的實際操作人員也絕對不允許將自己置于危險境界中。在沖壓模具結構的設計過程中，一定保證設計操作人員的安全感。在加工時，模具也應該具有一定承受強度。

1.2 基本要求

在確定沖壓模具的結構之前一定要先確定沖壓模具的送料方式，還有卸料方式，以及沖壓模具的模架形式。

1）符合沖件成形的條件

沖件成形的基本要求有多種條件構成，其主要有：結構形狀、尺寸、精度、相關技術要求符合設計或工藝文件的規定，無明顯的沖壓成形工藝缺陷，如塌角、剪切面斜度過大，毛刺超過規定要求，沖件變形、回彈，表面拉傷、斷裂，各成形部分相互間方向、位置關系超差，拉深件起皺、掉底等。在沖件形成的條件中，我們要注意在設計模具時，必須解決好與沖件質量和穩定性有關的問題，以免因小失大，給沖件質量的穩定性帶來影響。

2）模具的設計要具有安全性

在生產的過程中，沖壓模具是一種實現生產服務的工具。在其使用的方面和操作工有著直接的關系，操作方便應是重；點考慮的內容。使用方便，操作工的勞動強度就降低，工作過程才會安全可靠。沖壓操作本身是風險系數較大的工種，模具設計時充分考慮了安全因素，就會為沖壓操作整體安全奠定良好的基礎。

3）沖壓模具的生產效率要高

在一定的條件范圍內，可以通過一模多件的方式提高生產效率。另外，模具的定位、卸料脫模、取件方式也是影響生產效率的因素。

4）沖壓模具要便于更換、維修

沖壓模具是在強力沖擊和摩擦環境中工作的，受沖件結構形狀和不同成形方式的影響，個別零件或部位容易出現變形、磨損甚至斷裂失效的現象，此時組成模具的其他零件還處于可用狀態，必要的維修、更換能使模具恢復正常工作狀態。

2 沖壓模具設計的材料選擇

2.1 沖壓模具的材料

制造沖壓模具的材料有鋼材、硬質合金、鋼結硬質合金、鋅基合金、低熔點合金、鋁青銅、高分子材料等等。目前制造沖壓模具的材料絕大部分以鋼材為主，常用的模具工作部件材料的種類有：碳素工具鋼、低合金工具鋼、高碳高鉻或中鉻工具鋼、中碳合金鋼、高速鋼、基體鋼以及硬質合金、鋼結硬質合金等等。

2.2 沖壓模具材料的選用原則

在沖壓模具使用的材料中，可以是各種的金屬材料也可以是各種的非金屬材料，這兩類材料中主要包括碳鋼、合金鋼、鑄鐵、鑄鋼、硬質合金、低熔點合金、鋅基合金、鋁青銅、合成樹脂、聚氨脂橡膠、塑料、層壓樺木板等。

對用于制造模具的材料也是要求很嚴格的。不單單要求材料的硬度、強度和耐磨性要很高，也要有適當的韌性，還有淬透性也要很高以及熱處理不變形及淬火時不易開裂等性能。

要想保證模具的使用壽命就要進行合理的選取模具材料以及對熱處理工藝要進行正確的實施。選擇正確的鋼種以及熱處理工藝要對應著模具的不同用途，除此之外還應該根據其工作狀態、受力條件及被加工材料的性能、生產批量及生產率等綜合因素，并且應該側重以上敘述的各項要求的各項性能。

3 模具沖壓改進設計

沖壓技術通過模具技術的進步來展現自己的優越性，現在對于沖壓模具的研討和科研已經成為了沖壓技術的重要核心。沖壓模具就是在冷沖的壓力中進行模具的加工，沖壓則是運用壓力的方法對于材料進行施壓，使其分開或者變形，從而設計和獲得需要的零部件，沖壓出來的產品的質量和生產速度都和模具的設計有直接關系，所以模具的設計水平直接關系到制作出來的成品的質量，所以沖壓模具在整個生產體系中都有著不可比擬的重要性。

3.1 沖壓模具的類型

沖壓模具的具體類型分為很多種，根據特征進行了分類，彎曲模，膨脹模，復合模，導柱模，自動、半自動模，自動化模等等多種多樣的沖壓模具。

3.2 沖壓模具的設計過程

一般在設計此類模具的時候，應該根據相應的產品圖紙確定了工藝能夠實行之后，在進行沖模的設計，在最開始研究設計的時候，要進行相關資料搜集，在充分的了解內容和用途之后，在進行圖紙設計，要通過多人探討的形式來完成，以免發生不必要的錯誤，根據各種意見融合成新圖紙。首先根據其工藝性，分析結構，制定尺寸和形狀，另外查看資料分析使用材料，如果一旦發現有一項不符合產品要求，就要進行修改和整理，立志達到最好的效果。確定圖紙之后，要開始研討應該使用的工藝性，分析使用的沖壓方法，比如說工序等問題，綜合性分析產品的成本，操作方法，難易程度，設備占用，模具壽命等各方面多層次分析問題，確定最方便快捷生產省力的方案進行實踐。設計毛坯的大小，沖力大小等，并且進行嚴密計算。

3.3 沖模設計應該提前準備的注意事項

在設計沖模的時候，應該對于整個流程有一定的分析和完善，從一開始就預想好每一步可能出現的問題，在上機前不斷修改，從下面幾個方面注意，避免錯誤：根據現有的沖模設備的具體情況來設定圖案和零件詳情，大小尺寸等，提出多種方案進行篩選，一定不能單一的進行設計，要多方面的考慮問題。零部件要復合國家標準，不能使用不合格的零部件，設計中應該盡量簡單化，在同樣條件下選取容易操作，款式經典，制造簡單，生產時間短的方案。

3.4 成本的預算和管控

在選擇方案的時候，應該挑選一些能夠大批量生產的，工藝不復雜的，同時也應該尋找更加省錢、更加質量優秀的方案進行研究，簡單模就整體的比復合模的價錢低很多。但是如果是想要大批量生產沖壓產品的時候，而質量要求也比較高，雖然連續模的價錢相對較高，另外，對于質量高，但是數量少的沖壓件，可以使用復合模，對于簡單精度低的產品，簡單模就可以，再設計沖壓模具的時候，要學會如何的取舍價錢，雖然有些模具可以使用價錢低的沖壓來生產，但是成功率小就增大了經濟預算，并且質量也并不太好，所以學會取舍是關鍵。

參考文獻：

[1]劉建超.沖壓模具設計與制造[J].高等教育出版社，2010（04）.

[2]王德林.淺析模具設計技術應用和發展趨勢[J].品牌（下半月）.2014（12）.

（作者單位：精誠工科汽車系統有限公司）