淺析冷沖壓工藝與模具制造技術(shù)的發(fā)展

唐剛 于海波

摘 要：作為一種常用的制造技術(shù)，模具制造技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著越來越重要的作用。在一定程度上，模具的制造和使用工藝也反映了一個國家和地區(qū)工業(yè)設(shè)計水平和制造總體質(zhì)量。文章對冷沖壓技術(shù)和模具制造技術(shù)進行了簡單的介紹，并對其未來的發(fā)展方向進行了展望。

關(guān)鍵詞：模具制造；冷沖壓；工藝設(shè)計

1 冷沖壓技術(shù)簡介

冷沖壓又被稱為板料沖壓，是塑性加工工藝的一種，加工對象主要是板料。其工作原理是利用壓力機對模具施壓，在常溫下迫使板料發(fā)生物理形變，以得到具有一定尺寸、外形的工件的加工技術(shù)。

1.1 冷沖壓技術(shù)介紹

對于縱梁、覆蓋件等大型工件以及汽車上的微小零配件等特殊的零件和工件，通過其他的工藝無法制造出來，而冷沖壓技術(shù)則可以很好的實現(xiàn)生產(chǎn)和制造。冷沖壓技術(shù)的運用，模具是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，模具制作工藝的發(fā)展和優(yōu)化，確保了加工零件成品的質(zhì)量和品質(zhì)，延長零件和成品的使用周期。此外，根據(jù)冷沖壓技術(shù)的原理，工件尺寸的大小將取決于所用模具的尺寸。

冷沖壓技術(shù)具有很多優(yōu)勢，如提高生產(chǎn)效率、較高的材料綜合使用率、便于機械化和自動化推廣等。舉例說明，沖壓機每小時可以加工出數(shù)百個汽車縱梁，生產(chǎn)效率非常高。而冷沖壓工藝的生產(chǎn)方式也決定了材料的利用效率非常高，基本可以達到80%，邊角余料大大減少。同時，冷沖壓工藝的毛坯一般采用條料和帶料，適應現(xiàn)代的機械化和自動化的生產(chǎn)方式。

任何加工工藝都存在著一定不足，冷沖壓工藝同樣如此。首當其沖的就是模具的問題，模具的制造較為復雜，需要較高的生產(chǎn)成本，并且制造的時間較長，因此從經(jīng)濟的角度考慮，冷沖壓工藝僅適合于大批量零件的生產(chǎn)制造。冷沖壓工藝通常采用的是機械壓力機，較容易發(fā)生事故，而且滑塊的運轉(zhuǎn)速度較快，需要相當多的人員來進行輔助，從而不利于安全生產(chǎn)管理。

1.2 冷沖壓的實踐使用

冷沖壓技術(shù)的應用范圍非常廣泛，在汽車制造、家電生產(chǎn)等領(lǐng)域，冷沖壓技術(shù)發(fā)揮著越來越重要的作用。除此之外，在航空航天、導彈武器等高科技重點項目的生產(chǎn)與制造上，冷沖壓技術(shù)也能占一席之地，發(fā)揮其特殊的功用。冷沖壓技術(shù)對于材料的要求不高，金屬和非金屬材料都可以加工。

近年來，工業(yè)機械化獲得了飛速的發(fā)展，邁入了嶄新的發(fā)展階段。針對冷沖壓技術(shù)的應用與研究，無論是在發(fā)達國家還是在發(fā)展中國家，都受到了人們的普遍關(guān)注和重視。冷沖壓技術(shù)從面世到逐漸成熟，已經(jīng)獲得了廣泛的應用，冷沖壓模具在模具中占有很高的比例，尤其是在輕工業(yè)行業(yè)中，其所占的比例尤為突出，達70%以上。由此可見，冷沖壓技術(shù)在我國具有廣闊的前景和發(fā)展空間。

1.3 冷沖壓基本工序

冷沖壓工序可以根據(jù)技術(shù)特點分為兩大類，即分離工序和變形工序。分離工序，即金屬板料在沖壓力的作用下，所受到的應力超出板料所能承受的強度極限，進而發(fā)生斷裂，所產(chǎn)生的斷裂具有一定的規(guī)律性。變形工序，即金屬板料在沖壓力的作用下，所受到的應力沒有超出板料所能承受的強度極限，而是介于屈服強度極限和強度極限之間，在這種情況下，金屬板料發(fā)生塑性形變，在模具的作用下形成所需的形態(tài)。

2 沖壓設(shè)備與剪裁設(shè)備

2.1 常用的沖壓設(shè)備

曲柄壓力機具有曲軸和偏心兩種形式，主要由傳動系統(tǒng)、工作機構(gòu)和床身組成，可以進行多種沖壓工藝，如沖裁、擠壓、彎曲等，是一種重要的沖壓設(shè)備。

摩擦壓力機可分為單盤式、雙盤式和三盤式等，主要由傳動、工作、床身和附屬裝置組成，是一種螺旋壓力機。目前應用最為廣泛的是雙盤式壓力機。

液壓機的規(guī)格多種多樣，工作原理卻是相同的。主要由本體、動力和操縱三部分組成，也是一種重要的沖壓設(shè)備，能夠完成成型、擠壓、拉延等工藝。值得一提的是，可以隨意調(diào)整液壓機的工作節(jié)奏，操作起來十分方便，生產(chǎn)效率較高。

2.2 剪裁設(shè)備

剪裁設(shè)備通?？煞譃辇堥T剪、滾剪和振動剪。剪裁是沖壓技術(shù)中重要的預備工序，即使材料某個部分相對于其他部分沿著一定的線路相分離。

3 沖壓工藝與模具制造技術(shù)的發(fā)展

在評價一個國家工業(yè)制造水平時，模具制造技術(shù)是其中一項重要的指標。模具具有很高的技術(shù)含量和附加值，在我國經(jīng)濟高速發(fā)展的進程中，模具制造技術(shù)也獲得了飛速發(fā)展，并同冷沖壓工藝一起成為教育培訓、研究開發(fā)以及推廣和應用的焦點。

隨著經(jīng)濟全球化進程的深入，我國的工業(yè)生產(chǎn)也迎來了前所未有的機遇和挑戰(zhàn)。我國逐漸成為重要的機械加工基地，并在全球的工業(yè)領(lǐng)域中占有越來越重要的地位，工業(yè)生產(chǎn)的格局已經(jīng)發(fā)生變化。如何適應新的經(jīng)濟環(huán)境，并在激烈的競爭中站穩(wěn)腳跟、獲得發(fā)展，已經(jīng)成為行業(yè)人士普遍關(guān)注的話題。制造業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的速度隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展和進步不斷加快，機床模具行業(yè)也不例外。企業(yè)的市場意識和競爭意識越來越強，以追求高質(zhì)量、低成本、短周期為目標，并形成了上述三個要素形成的工程設(shè)計和產(chǎn)品研發(fā)的核心因素。因此，模具制造行業(yè)也必須緊跟時代的步伐，全方位多角度地投入到市場競爭中，提高設(shè)計技術(shù)、改善制造工藝、優(yōu)化生產(chǎn)模式，從而適應現(xiàn)代生產(chǎn)的需求。

計算機技術(shù)應用到設(shè)計領(lǐng)域，使得計算機輔助設(shè)計和制造成為現(xiàn)實，而軟件技術(shù)的發(fā)展，在很大程度上提高了模具行業(yè)的生產(chǎn)效率。與非計算機時代相比，當前的模具行業(yè)的生產(chǎn)效率提高了3倍左右。生產(chǎn)周期也被大大縮短，壓縮了一半多。CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及和應用，促進了模具設(shè)計領(lǐng)域的重大飛躍。模具工藝的改進和提高，必須以數(shù)控技術(shù)如五軸加工機床、高速銑等為現(xiàn)實基礎(chǔ)。超精加工手段也大量用于模具加工。逆向工程、并行工程、敏捷制造、虛擬制造等先進制造技術(shù)在模具工業(yè)中應用也己普遍。

這些年以來，我國已成功運用彈塑性有限法研制出板料成形過程的模擬軟件，借助這種軟件的幫助，模具設(shè)計人員能夠隨意修改工藝參數(shù)，在電腦上模擬和評估某種工藝方案對零件加工成功的概率和可行性。這一虛擬成形技術(shù)，即沖壓CAE，不僅可以節(jié)省昂貴的模具試驗費用，也可以大大縮短試制周期和提高成形件的質(zhì)量。

冷沖壓生產(chǎn)的機械化和自動化。為了滿足大批量生產(chǎn)的需要，沖壓設(shè)備己由單工位的低速壓力機發(fā)展到多工位的高速壓力機；在高速壓力機上采用多工位的級進模進行沖壓加工，使冷沖壓生產(chǎn)達到高度自動化；汽車覆蓋件可采用自動送料、自動取件、自動傳送的流水線生產(chǎn)。

4 結(jié)束語

隨著我國工業(yè)不斷向現(xiàn)代化、自動化推進，冷沖壓模具技術(shù)已成為促進我國工業(yè)發(fā)生質(zhì)的飛躍的重要著力點。一方面要以積極的心態(tài)面向世界，努力吸收國際先進冷沖壓技術(shù)和經(jīng)驗；另一方面，要加快自主創(chuàng)新步伐，積極尋找推進冷沖壓技術(shù)發(fā)展的新道路和新途徑，為國內(nèi)現(xiàn)代化建設(shè)提供動力。

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