探究冷沖壓工藝與模具制造技術(shù)的發(fā)展

王 杰 邢文成 單寶喜

（山東科樂收金億農(nóng)業(yè)機械有限公司）

探究冷沖壓工藝與模具制造技術(shù)的發(fā)展

王 杰 邢文成 單寶喜

（山東科樂收金億農(nóng)業(yè)機械有限公司）

冷沖壓技術(shù)在大批量工件的制造上有著廣泛的運用，只要制造好模具，生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本就會大大提高。在此工藝中模具的制造成為制約冷沖壓工藝發(fā)展的主要因素。我國模具生產(chǎn)行業(yè)普遍存在著制作的模具精密度低，使用壽命短等確定，不少大型模具依賴進口。冷沖壓工藝和模具制造技術(shù)的發(fā)展只有依靠對模具制造工藝的改進，計算機技術(shù)的使用，自動化和智能化設(shè)備的研制和投入等。

冷沖壓工藝；模具制造技術(shù)；發(fā)展

模具工業(yè)是整個工業(yè)中不可缺少的環(huán)節(jié)，因為精密化的工業(yè)設(shè)備無不需要精密的模具產(chǎn)品。模具的設(shè)計和制造關(guān)系到整個工業(yè)水平的提高。

1 冷沖壓工藝概要

1.1 冷沖壓工藝簡介

冷沖壓，或板料沖壓，是利用壓力機對模具施壓，使板料在常溫下發(fā)生一定尺寸、一定外形的物理形變，從而對板料進行塑性加工的一種工藝。模具是冷沖壓技術(shù)的關(guān)鍵，其大小尺寸將決定工件的尺寸。

1.2 冷沖壓工藝的應(yīng)用

冷沖壓工業(yè)的應(yīng)用非常廣泛，不僅在家電生產(chǎn)和汽車制造上，還包括航空航天、導(dǎo)彈武器等高科技項目生產(chǎn)制造商有著重要的作用。如縱梁、覆蓋件等大型工件難以用其他工藝制造，冷沖壓技術(shù)就有了用武之地。隨著工業(yè)機械化的發(fā)展，無論是發(fā)展中國家還是發(fā)達國家，對冷沖壓技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣。

1.3 冷沖壓的工序

冷沖壓的工序通常可以按照技術(shù)特點大致分成兩個部分，也就是分離工序和變形工序。前者即指通過以超過金屬板料承受強度的沖擊力作用金屬板料，使之?dāng)嗔逊蛛x。后者則只以大于金屬板料屈服強度而不超過極限的沖擊力，使金屬板料僅發(fā)生形變而不發(fā)生斷裂。這兩項工藝完成板料的分隔和塑形。

1.4 常用的沖壓設(shè)備和剪裁設(shè)備

常用沖壓設(shè)備有曲柄壓力機、摩擦壓力機和液壓機三種。曲柄壓力機包括曲軸式曲柄壓力機和偏心式曲柄壓力機兩種，傳動系統(tǒng)、工作機構(gòu)和床身是構(gòu)成其結(jié)構(gòu)的三大組分。作為一種重要而有效的沖壓設(shè)備，對沖裁、擠壓和彎曲等多種沖壓工藝都能勝任。摩擦壓力機則有單盤式摩擦壓力機、雙盤式摩擦壓力機和三盤式摩擦壓力機三種，其中雙盤式摩擦壓力機的應(yīng)用最為廣發(fā)。作為一種螺旋壓力機，比曲柄壓力機多一個附屬裝置。液壓機由三部分組成，即本體裝置、動力裝置和操縱裝置三部分。液壓機的規(guī)格則較多，能夠進行成型、擠壓和拉延等工藝，其操作方便，工作節(jié)奏也可以任意調(diào)整，生產(chǎn)效率也比較高。

剪裁就是按一定線路分離材料的某個部分，是沖壓工藝的預(yù)備工藝，十分重要。主要包括龍門剪、輥剪和振動剪。

2 冷沖壓工藝的特點

冷沖壓工藝對金屬板料和非金屬板料都具有良好的適應(yīng)性，對材料的要求不高，它便于自動化和機械化生產(chǎn)，對于提高生產(chǎn)效率和材料的綜合使用率方面很有幫助。這是由于沖壓技術(shù)對材料的利用率非常高。通過對模具的運用可實現(xiàn)零件的大批量制造和生產(chǎn)。

但同時，作為關(guān)鍵的模具的制造也因為工藝復(fù)雜而成為沖壓成功與否的決定因素。模具的制造成本很高，其生產(chǎn)時間也比較長。另一方面，冷沖壓技術(shù)所需要的機械壓力機由于滑塊飛快的運轉(zhuǎn)速度，為達到安全生產(chǎn)管理，必須有較多的工作人員。因此冷沖壓工藝通常只適合大批量零件的生產(chǎn)制造。

3 沖壓模具工藝的現(xiàn)狀及存在的問題

3.1 沖壓模具工藝的現(xiàn)狀

目前，我國在制造沖壓模具的技術(shù)方面已經(jīng)有了較大的進步，富康、夏利等汽車的覆蓋件作為大型沖壓模具的代表，已經(jīng)實現(xiàn)了設(shè)計、實驗方面的計算機輔助，并實現(xiàn)了一體化和自動化。由于先進的應(yīng)用軟件、制造技術(shù)的加入，模具加工設(shè)備也得到了發(fā)展，我國沖壓模和塑料成型等工藝在設(shè)計開發(fā)和制造能力方面也有了較大提高。各大大專院校和研究機構(gòu)有關(guān)模具技術(shù)的研究也有了很大的進展，具體有吉林大學(xué)模具技術(shù)國家實驗室的汽車覆蓋件和相關(guān)軟件，華中理工大學(xué)國家工程研究中心的冷沖模和精沖模軟件，上海交通大學(xué)的汽車覆蓋件沖壓成型分析軟件等等。國內(nèi)各模具企業(yè)對技術(shù)的開發(fā)也投入了大量的資金，步伐在加快，規(guī)模在擴大。

3.2 沖壓模具工藝存在的問題

盡管模沖壓具工藝有著許多好處，但由于我國模具企業(yè)普遍專業(yè)化程度比較低，其主要工作依賴模具的制造。由于許多復(fù)雜程度高，精密、高效和使用壽命長的模具無法由我國企業(yè)自主生產(chǎn)，因此對國外企業(yè)的依賴程度較高。企業(yè)管理在體制的束縛下，也往往不能發(fā)揮應(yīng)有的潛力，工藝技術(shù)的落后，自動化程度不高，生產(chǎn)效率的低下，造成生產(chǎn)周期過長，難以形成足夠的競爭力。

4 沖壓工藝與模具制造技術(shù)的發(fā)展

沖壓模具工藝必然向高精密度、強性能、更長的使用壽命等方向發(fā)展，工藝不斷發(fā)展，生產(chǎn)效率不斷提高，價格不斷降低是其發(fā)展目標(biāo)。

4.1 模具大型化和精密化

我國企業(yè)應(yīng)當(dāng)盡可能地擺脫模具制造依靠進口，致力于精密、高效和大型的模具的生產(chǎn)，使模具制造行業(yè)向大型化和精密化發(fā)展。

4.2 模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用

要想減少工件制造時間，提高使用壽命，降低生產(chǎn)成本，最為有效的方法就是盡可能地運用模具標(biāo)準(zhǔn)件。要想應(yīng)用模具標(biāo)準(zhǔn)件提高生產(chǎn)的效率，首先就要求國家標(biāo)準(zhǔn)能夠嚴(yán)格統(tǒng)一，并能依照此標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)。標(biāo)準(zhǔn)件的規(guī)格和品種也要按照需要增加，令企業(yè)因此形成規(guī)?；a(chǎn)。

4.3 模具材料的質(zhì)量

在模具的成本中，材料價格往往占到1/3以上。雖然這是一筆較大的成本，但如果能夠使用更加耐磨，使用壽命更長的材料，從長久看來，恰恰能夠降低成本，并能夠提高模具產(chǎn)品的質(zhì)量。因此應(yīng)當(dāng)重視提高模具材料的質(zhì)量，并能夠引入更為先進的模具處理技術(shù)。

4.4 高速銑削在模具制造中的應(yīng)用

高速銑削的優(yōu)點在于工作中溫度變化小，因此對板料變形的影響也較小。大多工業(yè)發(fā)達國家往往采用高速銑削，其主軸轉(zhuǎn)速可達到5萬～12萬r/min，而我國目前采用的則往往只有數(shù)千轉(zhuǎn)。鑒于高速銑削的各種優(yōu)點，提高其在我國模具制造行業(yè)中的應(yīng)用是今后的趨勢。

4.5 研磨拋光的自動化和智能化

模具表面的拋光研磨同樣也是模具質(zhì)量的關(guān)鍵因素，對模具的使用壽命也極有影響。但目前我國模具制造過程中，模具表面的拋光和研磨仍然依靠手工加工，質(zhì)量控制很不穩(wěn)定，而且也具有較高的勞動強度。這無疑是提升模具制造工藝的障礙。手工研磨應(yīng)當(dāng)被數(shù)控研磨機所替代，以實現(xiàn)拋光研磨的自動化和智能化，以此提高品控程度，進而制造出高質(zhì)量的模具。

[1]李煥芳.冷沖壓模具發(fā)展現(xiàn)狀[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2010（15）.

[2]黃悅馴，鄭平平《.冷沖壓工藝與模具設(shè)計》課教學(xué)改革初探[J].職業(yè)教育研究，2012，06：137～139.

[3]李毅.芻議冷沖壓工藝與模具制造技術(shù)的發(fā)展[J].科技信息，2013，21：449.

TG386

A

1004-7344（2016）24-0228-01

2016-8-7

王杰（1982-），男，本科。