淺析如何在冷沖壓模具設(shè)計(jì)合理安排工序

宋旭東

摘?要：近年來(lái)，市場(chǎng)對(duì)機(jī)械產(chǎn)品零部件的需求與日俱增，冷沖壓模具在企業(yè)中獲得廣泛應(yīng)用。為進(jìn)一步提高機(jī)械產(chǎn)品的加工質(zhì)量，提高產(chǎn)品加工效率，實(shí)現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)效率最大化，對(duì)冷沖壓模具的工序設(shè)計(jì)進(jìn)行研究很有必要。本文主要就如何在冷沖壓模具設(shè)計(jì)合理安排工序進(jìn)行研究，提出個(gè)人見(jiàn)解，以供業(yè)內(nèi)同行參考借鑒。

關(guān)鍵詞：冷沖壓模具;工序安排;合理設(shè)計(jì)

作為衡量冷沖壓模具制造水平的重要指標(biāo)，冷沖壓模具的工序設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品的加工質(zhì)量與加工效率有著深遠(yuǎn)影響。為進(jìn)一步提高企業(yè)產(chǎn)品的加工質(zhì)量與加工效率，節(jié)約產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)成本，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效益最大化，通過(guò)科學(xué)的設(shè)計(jì)合理化冷沖壓模具結(jié)構(gòu)工序是關(guān)鍵。本文主要對(duì)冷沖壓模具進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，通過(guò)冷沖壓模具的應(yīng)用原則，對(duì)其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)展開(kāi)探討，進(jìn)一步促進(jìn)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(diǎn)

冷沖壓模具是一種應(yīng)用范圍十分廣泛的工藝設(shè)備，其主要功能是通過(guò)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(jī)上安裝模具，通過(guò)施壓使材料在壓力的影響下發(fā)生分離或變形，最終形成目標(biāo)產(chǎn)物。沖壓工序的設(shè)計(jì)與模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是沖壓模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)，冷沖壓模具的工藝設(shè)計(jì)，需要對(duì)工藝的方案、如何安排、工序的尺寸、相關(guān)設(shè)備、模具類(lèi)型以及相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行全方位考量。沖壓模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，則是結(jié)合產(chǎn)沖壓工藝設(shè)計(jì)的具體情況，設(shè)計(jì)出能夠滿足工藝需求的具體結(jié)構(gòu)、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(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)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(jiàn)。一般情況下，用于制作模具相關(guān)部件的鋼材類(lèi)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(chēng)的沖壓模具較為少見(jiàn)，其中包括合成樹(shù)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(qiáng)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(huán)境下，完成各種加工活動(dòng)。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(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)對(duì)模具的使用需求、被加工材料的特點(diǎn)、工作條件、生產(chǎn)批量與生產(chǎn)效率等方面進(jìn)行綜合考量。

1.3冷沖壓模具的結(jié)構(gòu)

結(jié)合模具在組成結(jié)構(gòu)中的具體功能，磨具結(jié)構(gòu)的組成主要以工藝零件與結(jié)構(gòu)零件為主。工藝零件將參與到工藝生產(chǎn)的全過(guò)程，并直接與坯料進(jìn)行接觸。工藝零件的類(lèi)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(jié)構(gòu)零件與工藝零件并不能箱體丙綸。結(jié)構(gòu)零件并不會(huì)直接參與到工藝過(guò)程，無(wú)需與坯料直接接觸。相較之下，結(jié)構(gòu)零件的主要功能是為整個(gè)工序過(guò)程的順利完成提供根本保障，是對(duì)模具的進(jìn)一步完善。結(jié)構(gòu)零件主要涵蓋緊固零件、導(dǎo)向零件等。不過(guò)，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(shè)計(jì)

2.1冷沖壓模具的設(shè)計(jì)原則

冷沖壓模的首要設(shè)計(jì)原則是要確保設(shè)計(jì)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(chǎn)出的冷沖壓模具能夠順利完成加工活動(dòng)，首先要合理設(shè)置整個(gè)結(jié)構(gòu)框架的厚度，倘若模具本身厚度不一，其使用性能便會(huì)受到嚴(yán)重影響。模具厚度應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)需求進(jìn)行設(shè)定，不可太薄，否則模具強(qiáng)度會(huì)降低，極易在使用過(guò)程中出現(xiàn)裂紋。另外，沖壓模具的應(yīng)具有較強(qiáng)的抗壓能力，因此所涉及的沖壓模具結(jié)構(gòu)質(zhì)量應(yīng)盡量均衡。在選擇沖壓模具工藝結(jié)構(gòu)、框架結(jié)構(gòu)的材料時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)格外仔細(xì)，考慮到工作結(jié)構(gòu)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(shí)，可通過(guò)科學(xué)的計(jì)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(shè)計(jì)冷沖壓模具時(shí)還應(yīng)遵守安全原則?？紤]到冷沖壓模具加工工藝的特殊性，稍有不當(dāng)均有可能引起嚴(yán)重的生產(chǎn)事故。為避免這一情況的發(fā)生，設(shè)計(jì)人員在應(yīng)在設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)模具的使用情況、使用條件、工藝需求等問(wèn)題進(jìn)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(gòu)件的合理化設(shè)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(huì)對(duì)沖壓件的單面質(zhì)量、沖壓力大小與模具使用的安全性有著深遠(yuǎn)影響，所以在對(duì)沖壓模具進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)這一工藝構(gòu)件進(jìn)行合理化設(shè)置很有必要。首先應(yīng)結(jié)合實(shí)際需求，計(jì)算出沖壓間隙的工藝參數(shù)，以確保沖壓件在使用過(guò)程中，能夠盡量降低沖壓力對(duì)沖壓件的干擾，進(jìn)而提高模具的耐用性。間隙值的設(shè)置主要取決于工藝需求，允許存在一定偏差。不過(guò)，考慮到在模具的運(yùn)行過(guò)程中，多少會(huì)導(dǎo)致模具零構(gòu)件發(fā)生磨損，進(jìn)而導(dǎo)致間隙變大，所以在設(shè)計(jì)初期設(shè)計(jì)間隙值時(shí)，應(yīng)取合理范圍內(nèi)的最小值。

2.3冷沖壓模具相關(guān)細(xì)節(jié)的合理化設(shè)計(jì)

任何一個(gè)模具的相關(guān)參數(shù)均應(yīng)通過(guò)科學(xué)的計(jì)算才能確定。沖壓模具的凹模的結(jié)構(gòu)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(xì)節(jié)均需合理化處理。舉例來(lái)說(shuō)，沖壓模具制造期間，凹模厚度的取值，通常會(huì)用到外形尺寸的經(jīng)驗(yàn)公式——H=Kb來(lái)計(jì)算。式中K代表系數(shù)，b代表凹?？讓挾茸畲笾担琀值最小不可低于15mm。此外，除需計(jì)算出凹模厚度，還要進(jìn)一步計(jì)算出其他與凹模有關(guān)的數(shù)據(jù)。在所有細(xì)節(jié)合理化處理的情況下，模具結(jié)構(gòu)的組合才會(huì)達(dá)到理想狀態(tài)。同理，沖壓模具的凸模結(jié)構(gòu)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(shí)可使用低熔點(diǎn)合金或低熔點(diǎn)焊接劑加強(qiáng)穩(wěn)定性。最后，按照設(shè)計(jì)圖紙，安裝好凸模與凹模的位置以及其他組成構(gòu)建即可。

3.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)本次研究最終發(fā)現(xiàn)，為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)冷沖壓模具設(shè)計(jì)的合理安排工序，需結(jié)合模具使用需求、模具工藝需求、產(chǎn)品加工需求，遵循基本的設(shè)計(jì)原則，在確保模具能夠安全使用的前提下，提高生產(chǎn)質(zhì)量與效率。今后有關(guān)該課題的研究還應(yīng)繼續(xù)跟進(jìn)，為不斷提高沖壓模具的設(shè)計(jì)水平提供更多合理建議。

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