沖壓工藝的發(fā)展現(xiàn)狀及沖壓模具設(shè)計的基本思路

摘 要 沖壓工藝是將相關(guān)板料經(jīng)過分離或成形后而得到相應(yīng)制件的工藝，憑借其優(yōu)良的性能在鋼材制造領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，而在沖壓工藝中所使用的模具則稱為沖壓模具。沖壓模具作為沖壓工藝中三要素之一，在整個沖壓工藝中占有著不可忽視的重要地位。本文從沖壓工藝發(fā)展的特點及其種類出發(fā)，分析并介紹了沖壓工藝的發(fā)展現(xiàn)狀，并就沖壓模具設(shè)計的基本思路進(jìn)行了相應(yīng)的闡述。

關(guān)鍵詞 沖壓工藝；發(fā)展現(xiàn)狀；沖壓模具設(shè)計；基本思路

中圖分類號 TG386 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)052-0232-02

1 沖壓工藝發(fā)展的優(yōu)勢及其種類

1.1 沖壓工藝的發(fā)展優(yōu)勢

沖壓工藝是一種成形加工方法，通常依靠外在壓力和模具對相關(guān)的板料施加外力，使其板料發(fā)生分離或塑性變形，從而實現(xiàn)所需形狀和尺寸的沖壓件的有效獲取。與其他的機(jī)械、塑性等加工方法比較而言，沖壓加工工藝在其技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上具備了諸多的獨特優(yōu)勢，具體表現(xiàn)在以下幾個方面。

1）沖壓加工工藝的操作便利，易于實現(xiàn)工藝的機(jī)械自動化。由于沖壓加工工藝的實現(xiàn)是通過沖壓模具、沖壓設(shè)備而完成的，而普通壓力機(jī)每分鐘的行程量可達(dá)到幾十次，若是高速的壓力機(jī)每分鐘的行程量則可為上百至千次，并且壓力機(jī)的每次行程都有可能獲取一個沖件，從而使其加工工藝的生產(chǎn)效率得到了大大的提高。

2）沖壓工藝的質(zhì)量穩(wěn)定，具有良好的互換性。這是因為在進(jìn)行沖壓加工時，沖壓模具使其沖壓件的形狀尺寸的精度得到了良好的保證，沖壓件的表面質(zhì)量通常都會受到較好的保護(hù)，再加之所使用的沖壓模具的使用壽命較長，從而使得同一沖壓模具制成的沖壓件具有一模一樣的特點。

3）小到秒表大到汽車覆蓋，沖壓加工工藝可加工出形狀復(fù)雜、尺寸跨度大的零件，再加上板料在沖壓加工工藝過程中的冷變形硬化效應(yīng)，使其所得沖壓件的剛強(qiáng)度較高。

4）沖壓加工工藝是一種省料、節(jié)能的加工方法，在其沖壓加工過程中幾乎沒有碎料的產(chǎn)生，使得材料的利用率較高，并且在此過程中無需外來其他的加熱設(shè)備，因而所得沖壓件的成本也

較低。

由于沖壓加工工藝中所用的模具具有一定的專業(yè)性，沖壓模具是一種制造精度、技術(shù)要求都較高的技術(shù)密集型產(chǎn)品，而加工成形一個復(fù)雜零件時所需要的模具也較多，因此，沖壓工藝的優(yōu)越性只有在沖壓件大量生產(chǎn)的情況下也會得到充分的體現(xiàn)，其所獲取的經(jīng)濟(jì)效益也會隨之體現(xiàn)的更為突出。

1.2 沖壓工藝的種類

在實際生產(chǎn)中，為了滿足沖壓件在其形狀、精度、尺寸等各方面的相關(guān)要求，所采用的沖壓加工工藝也各式多樣，將其概括起來可將沖壓工藝劃分為分離工序和成形工序兩大類。

其中，分離工序也被稱為沖裁，其目的是將沖壓件沿著相應(yīng)的輪廓線從板料上實現(xiàn)有效的分離，與此同時還需滿足其分離斷面的質(zhì)量要求（如表1所示）；而成型工序則是在不破壞坯的前提下，使其板料發(fā)生塑性變形，從而制成所需規(guī)格的沖壓件（如表2所示）。

2 沖壓工藝的發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，隨著對先進(jìn)制造技術(shù)發(fā)展的重要性共識的形成，將其特征與現(xiàn)代化高新技術(shù)相結(jié)合，沖壓工藝在其深度和廣度上都取得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展。本文以汽車車身覆蓋件的加工為對象，闡述沖壓工藝的發(fā)展現(xiàn)狀。

1）就產(chǎn)品的沖壓工藝性及經(jīng)濟(jì)性而言，沖壓加工工藝的序數(shù)是用以衡量其工藝水平的重要標(biāo)志，是決定沖壓件加工制造成本、投資規(guī)模的關(guān)鍵因素。

當(dāng)前我國汽車沖壓件是根據(jù)其結(jié)構(gòu)來確定沖壓加工工藝的序數(shù)的，在其產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計中，由于過度注重汽車的性能和效果，致使在其相關(guān)的沖壓工藝性和經(jīng)濟(jì)性方面欠缺有效的考慮，從而導(dǎo)致其沖壓工序數(shù)較大（如表3所示）。

由上表可看出，我國的汽車制造在開發(fā)設(shè)計時，在注重其性能效果的同時，還需要考慮其沖壓工藝性和經(jīng)濟(jì)性，應(yīng)使得所采用的沖壓工序數(shù)盡量的減少。

2）就沖壓工藝的原材料而言，目前我國汽車沖壓件所用的原材料以牌號為08A1、10、P1等冷軋鋼板為主，其中，絕大部分的鋼板為板料，只有較少沖壓工藝產(chǎn)家使用卷料，而采用卷料的利用率可提高2%~6%，成本價格低，其相應(yīng)的運輸、存儲也較方便。因此，對于大型汽車廠來說，可將其發(fā)展由生產(chǎn)批量轉(zhuǎn)換為經(jīng)濟(jì)批量的發(fā)展。

當(dāng)前國內(nèi)大部分企業(yè)所采用沖壓工藝較為傳統(tǒng)，使我國沖壓工藝水平得到有效提高，需要從行業(yè)人員素質(zhì)的提高和信息化技術(shù)的應(yīng)用兩方面著手，在其信息技術(shù)的應(yīng)用上則應(yīng)將CAD/CAM/CAE一體化技術(shù)的推廣作為發(fā)展的重點。

3 沖壓模具設(shè)計的基本思路

作為一種技術(shù)密集型產(chǎn)品的沖壓模具是沖壓工藝中的關(guān)鍵要素，其結(jié)構(gòu)和精度直接影響著沖壓件的成形和精度，直接關(guān)系到?jīng)_壓件質(zhì)量的優(yōu)劣，因此對于沖壓模具的設(shè)計需要嚴(yán)格的專業(yè)控制要求。本文將沖壓模具設(shè)計的基本思路簡介如下。

1）轉(zhuǎn)換圖紙。所謂的轉(zhuǎn)換圖紙（或圖紙轉(zhuǎn)換工序）就是將任何所給定的零件圖或產(chǎn)品測繪出來，進(jìn)而轉(zhuǎn)換成國內(nèi)企業(yè)中所使用的國家標(biāo)準(zhǔn)零件圖紙。

2）繪制零件圖。對于所給定的零件圖繪制，通常運用三維軟件來實現(xiàn)，將所繪制的零件圖轉(zhuǎn)換為帶有展開圖的工程圖，并將其存儲為CAD制圖的dwg格式作為相關(guān)的參考圖進(jìn)行調(diào)用。

3）設(shè)計工藝圖。根據(jù)工程圖中的展開圖，將其排樣圖（或單工序圖）繪制出來之后，再根據(jù)相關(guān)的展開排樣圖將其各步驟的產(chǎn)品零件圖即工藝圖進(jìn)行有效的設(shè)計。

4）轉(zhuǎn)換工程圖。將CAD排樣圖導(dǎo)入三維軟件中畫出排樣圖的實體之后，再轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的工程圖并另存為CAD的dwg格式留作參考圖進(jìn)行調(diào)用。

5）繪制模具圖。根據(jù)相關(guān)的參考圖/工藝圖將各零件工藝圖的模具圖進(jìn)行有效的設(shè)計。

6）設(shè)計模具的零件圖。根據(jù)相關(guān)的模具圖對每個模具零件的模具零件圖進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計。

4 小結(jié)

就沖壓工藝的發(fā)展現(xiàn)狀而言，雖然隨著現(xiàn)代化技術(shù)的發(fā)展取得了較大的進(jìn)步，但在實際的工藝加工中還是存在不少的問題，因此，在未來的發(fā)展中可從其存在的工藝性、經(jīng)濟(jì)性等具體問題中著手發(fā)展；對于作為沖壓工藝關(guān)鍵設(shè)備的沖壓模具，其相關(guān)的設(shè)計在遵循相關(guān)原則的同時，還需要注重實際的設(shè)計經(jīng)驗，其設(shè)計的基本思路需要具有一定的靈活性。

參考文獻(xiàn)

[1]李忠明.沖壓工藝行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀評述[J].內(nèi)蒙古石油化工，2006，5.

[2]談?wù)?，法曾?淺談沖壓工藝與沖壓模具設(shè)計[J].設(shè)計研究，2010，10.