沖壓模具的設(shè)計與制造分析

王順堯

摘? 要：沖壓模具廣泛地應(yīng)用于各個領(lǐng)域，包括汽車、電子以及日用五金等，在所有模具中其使用量最大。對于沖壓模具的設(shè)計與制造來說，其具有知識密集和技術(shù)密集的特點，目前很多沖壓模具均需要通過進口，我國在自發(fā)設(shè)計和制造方面還存在較多不足，還需要積極應(yīng)用各項技術(shù)，在現(xiàn)有基礎(chǔ)上做出優(yōu)化，以便于更大程度地來滿足市場發(fā)展需求。該文對沖壓模具設(shè)計與制造進行了簡單分析。

關(guān)鍵詞：沖壓模具;設(shè)計與制造;數(shù)控技術(shù)

中圖分類號：U468? ? ? ? ? ? 文獻標(biāo)志碼：A

隨著科技水平的不斷提高，市場對沖壓模具有了更高的要求，傳統(tǒng)的模具制造方法無論是在效率、精確度還是使用壽命等方面均暴露出較多的不足。以高新技術(shù)作為支持，將各類新技術(shù)應(yīng)用到?jīng)_壓模具的設(shè)計與制造中，以此來推動沖壓模具設(shè)計制造行業(yè)的發(fā)展，對以往存在的問題進行完善，不斷來提高模具加工制造效率。

1 沖壓模具設(shè)計制造優(yōu)化分析

1.1 提高加工效率

將數(shù)控技術(shù)應(yīng)用到?jīng)_壓模具設(shè)計制造中，可以對傳統(tǒng)的制造工藝做更進一步的優(yōu)化，消除單一模式的局限性，在保證加工質(zhì)量的同時，提高加工效率。以數(shù)控技術(shù)為基礎(chǔ)的沖壓模具加工是三維數(shù)控加工，確保了模具實體與設(shè)計之間的一致性，并且針對各部分加工精度進行了詳細劃分，進而能夠精準地完成各環(huán)節(jié)控制，靈活調(diào)節(jié)加工工作量，提高模具加工的準確性，減少中間一些不必要的環(huán)節(jié)，保持較高的作業(yè)效率。并且對于刀具的使用，可以根據(jù)企業(yè)對模具不同部位的具體設(shè)計精度來選擇刀具種類，以便于更大程度地滿足設(shè)計要求，不僅可提高刀具使用效率，保證較高的精度，同時也可以降低相應(yīng)成本。

1.2 提升設(shè)計精度

傳統(tǒng)的沖壓模具設(shè)計，對于沖壓件排樣和沖裁力計算問題，很大程度上要依賴于設(shè)計人員的實踐經(jīng)驗，如果中途出現(xiàn)什么問題，將會直接影響到最終加工質(zhì)量，導(dǎo)致企業(yè)產(chǎn)生大量損失。在新型技術(shù)的支持下，沖壓模具的加工工藝在不斷更新，降低了模具設(shè)計制造的復(fù)雜度，使設(shè)計精度進一步提高，且模具結(jié)構(gòu)設(shè)計合理性和科學(xué)性更高，保證得到高質(zhì)量的沖壓模具。尤其是以計算機技術(shù)作為支持進行設(shè)計，實現(xiàn)各結(jié)構(gòu)的參數(shù)化，降低了差錯率，確保實體與設(shè)計之間偏差不超出允許范圍。

1.3 降低裝配損壞率

沖壓模具裝配方式包括修配法、互換法、分組法以及調(diào)整法，相互之間存在一定的差異，但是在模具加工中可以靈活應(yīng)用。按照一定順序引進不同的裝配方式，能夠有效地提高模具加工精度以及降低裝配損壞率，提高模具加工綜合效率。目前我國沖壓裝配設(shè)計制造工藝在不斷更新，可進一步降低成本，獲得更大的經(jīng)濟效益，為企業(yè)在市場中爭取更大的競爭優(yōu)勢。

2 數(shù)控制造沖壓模具效率優(yōu)化

2.1 優(yōu)質(zhì)數(shù)控程序

為了對傳統(tǒng)沖壓模具設(shè)計制造工藝進行優(yōu)化，可基于數(shù)控技術(shù)來編寫優(yōu)質(zhì)的數(shù)控程序，用以對復(fù)雜的工藝流程進行調(diào)整優(yōu)化，以簡潔、精準的數(shù)控程序作為支持，提高機床作業(yè)效率。主要可以從4個方面實現(xiàn)。1）減少設(shè)備走空刀問題。2）基于機床自身存在的缺陷，對其編寫針對性強的程序來提高機床加工的精確度與可靠性，減少試制零件的廢品率，縮短零件調(diào)試時間。3）數(shù)控程序可進一步提高沖壓模具加工效果，促使傳統(tǒng)工藝的創(chuàng)新。4）數(shù)控編程人員與工藝人員學(xué)習(xí)新型技術(shù)提高自身能力，滿足數(shù)控制造沖壓模具工藝要求。

2.2 設(shè)計刀具位置

企業(yè)對沖壓模具進行批量生產(chǎn)，前提是要有可靠的設(shè)計以及制造工藝作為支持。數(shù)控技術(shù)可實現(xiàn)機床加工制造的優(yōu)化，即根據(jù)零件實際特點來設(shè)計與之相應(yīng)的加工計劃，合理并準確地選擇刀具位置，為刀具設(shè)計出最佳設(shè)計路線，減少走空刀問題的產(chǎn)生，在提高加工準確性與高效性的同時，降低了刀具的損耗。

3 數(shù)字化技術(shù)在沖壓模具設(shè)計制造中應(yīng)用

3.1 構(gòu)建數(shù)字化管理體系

將數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用到?jīng)_壓模具設(shè)計造的每個環(huán)節(jié)中，前提是需要建立數(shù)字化管理體系，以此來達到縮短設(shè)計周期、提高加工質(zhì)量的最終目的。以完善的數(shù)字化管理體系為基礎(chǔ)，來對沖壓模具設(shè)計制造的流程做進一步的優(yōu)化，做好相關(guān)數(shù)據(jù)信息的積累和存儲，并根據(jù)實際需求進行分析，作為模具設(shè)計加工的依據(jù)，促進加工工藝的優(yōu)化，避免被其他企業(yè)模仿，成為企業(yè)沖壓模具設(shè)計制造的核心技術(shù)。

3.2 模具設(shè)計制造管理

優(yōu)質(zhì)項目管理是提高沖壓模具設(shè)計制造效率的重要條件，但是因為涉及眾多部門與崗位，管理過程十分復(fù)雜，受到各項因素的干擾比較大，很難完全達到預(yù)期效果。傳統(tǒng)項目管理大多數(shù)是由專門的管理人員負責(zé)的，而數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，則可以進一步提高對各項數(shù)據(jù)信息的利用率，大幅度提升項目管理效率。以ERP/MES系統(tǒng)為例，可滿足訂單管理、計劃生產(chǎn)、物資跟蹤以及生產(chǎn)管理等一系列要求，并且通過系統(tǒng)平臺可對沖壓模具設(shè)計、制造和質(zhì)量進行控制，實現(xiàn)沖壓模具設(shè)計與制造的一體化。以數(shù)字化管理平臺為支持，同時實現(xiàn)多個環(huán)節(jié)的實時監(jiān)控，為高質(zhì)量項目管理提供保障。

3.3 模具設(shè)計數(shù)據(jù)管理

將數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用到?jīng)_壓模具設(shè)計制造中，有效提高了各項數(shù)據(jù)信息的利用率。建立起相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫和結(jié)構(gòu)庫，實現(xiàn)模具的快速設(shè)計。例如PDM/CAPP的使用，可實現(xiàn)沖壓模具的數(shù)據(jù)庫與結(jié)構(gòu)庫管理，在實際設(shè)計制造中可實現(xiàn)數(shù)據(jù)與文件關(guān)聯(lián)，對所有數(shù)據(jù)信息做統(tǒng)一搜集和保存。在調(diào)取信息時，工作人員可以根據(jù)計算機檢索沖壓模具的名稱、型號等確定，大大縮短了數(shù)據(jù)提取所花費的時間。另外，對模具設(shè)計制造做數(shù)據(jù)化管理，連接網(wǎng)絡(luò)后可實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫和結(jié)構(gòu)庫信息員的同步，確保做到設(shè)計與實體之間的一致性。

3.4 模具設(shè)計經(jīng)驗管理

數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，可實現(xiàn)每個設(shè)計以及制造環(huán)節(jié)的實時監(jiān)控，并對產(chǎn)生的所有數(shù)據(jù)進行收集與存儲，然后上傳到統(tǒng)一的數(shù)字化平臺，為沖壓模具設(shè)計與制造工藝調(diào)整與項目管理提供依據(jù)。其中，對于所收集和保存的設(shè)計方案、制造工藝以及各項參數(shù)均可以為后續(xù)模具的設(shè)計制造提供參考，可以將數(shù)字化平臺看作一個巨大的數(shù)據(jù)資料庫，通過數(shù)據(jù)分析就可以了解企業(yè)沖壓模具生產(chǎn)理念以及設(shè)計與制造技術(shù)，為企業(yè)的繼續(xù)發(fā)展提供重要保障。

4 結(jié)語

沖壓模具設(shè)計與制造技術(shù)性非常強，并且因為涉及內(nèi)容較多，加工流程復(fù)雜，想要滿足市場發(fā)展需求，前提必須要對已經(jīng)暴露出缺陷的工藝進行更新。在數(shù)字化技術(shù)的支持下，實現(xiàn)數(shù)控制造，構(gòu)建數(shù)字化系統(tǒng)，對模具設(shè)計制造的整個過程進行監(jiān)控，并對所有數(shù)據(jù)進收集和分析，作為不斷優(yōu)化的支持，滿足沖壓模具高精度和高準確性的設(shè)計制造。

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