分析沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造

吳正閃 莊杰

摘要：我國制造業(yè)的改革，對(duì)于沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造來說，具有知識(shí)密集和技術(shù)密集的特點(diǎn)，目前很多沖壓模具均需要通過進(jìn)口，我國在自發(fā)設(shè)計(jì)和制造方面還存在較多不足，還需要積極應(yīng)用各項(xiàng)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(duì)沖壓模具設(shè)計(jì)與制造進(jìn)行了簡單分析。

關(guān)鍵詞：沖壓模具;設(shè)計(jì)分析;制造分析;發(fā)展趨勢(shì)

引言

制造業(yè)的改革讓市場對(duì)于沖壓模具需求變大，要求更高，市場越來越關(guān)注模具的質(zhì)量、研發(fā)設(shè)計(jì)等。傳統(tǒng)的沖壓模具制造工藝顯然達(dá)不到市場的要求，不管是在工作效率上還是在精確度上，如果沖壓模具再不進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，將會(huì)被市場淘汰。因此本文將對(duì)模具的設(shè)計(jì)與制造方面進(jìn)行分析，提出模具的未來發(fā)展新趨勢(shì)，將新思想、新技術(shù)應(yīng)用到模具的設(shè)計(jì)與制造中，提高模具的質(zhì)量與效率，達(dá)到滿足市場需求的目的。

1、沖壓工藝的前景

沖壓模具即在通過模具和壓力機(jī)對(duì)材料施加外力進(jìn)行處理與加工，獲得需要的形狀與尺寸。生活中不少機(jī)械制造都需要用到?jīng)_壓加工，比如汽車的車身、底盤等多個(gè)零件都需要使用，因此沖壓工藝和沖壓模具的重要性不言而喻，必須要做好沖壓工作，規(guī)劃好沖壓工藝的制作流程，包括設(shè)計(jì)與制造，對(duì)于沖壓模具則需要根據(jù)現(xiàn)有的沖壓工藝進(jìn)行模具的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與制造。目前中國的模具制造生產(chǎn)率并不能滿足國人的需求，還需要進(jìn)口，也無法滿足中大型企業(yè)的高標(biāo)準(zhǔn)、高利用率、高效率、多品類、個(gè)性化的要求，因此沖壓模具需要進(jìn)行改革，從設(shè)計(jì)方面到制造方面都需要緊跟社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)—綠色制造和數(shù)字化。

2、沖壓模具設(shè)計(jì)制造優(yōu)化分析

2.1提高加工效率

在沖壓模具制造過程中，通過技術(shù)的應(yīng)用，可使以往的加工方式得到徹底轉(zhuǎn)變。一直以來，沖壓模具的制造方法過于單一，而且實(shí)施過程中的局限性非常大，這也造成沖壓模具的廢品率非常高，加工效率低下，這難以滿足我國現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展需求。隨著技術(shù)的應(yīng)用，人們能夠利用數(shù)控機(jī)床來對(duì)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維空間式的加工，進(jìn)而使模具加工精度大幅提高，成品率也有了很大提升。通過三維加工，能夠?qū)δ＞哌M(jìn)行網(wǎng)格化細(xì)分，從而確保在加工過程中能夠針對(duì)不同的加工位置來進(jìn)行加工量控制，進(jìn)而有效避免了加工量偏差問題的出現(xiàn)，這也使加工型面以及試模工作量能夠大幅減少，進(jìn)而使模具精度得以顯著提升。在選擇刀具過程中，利用數(shù)字化技術(shù)，還能結(jié)合模具的具體加工位置來設(shè)置加工精度，進(jìn)而確保刀具的選擇與應(yīng)用能夠滿足模具的加工要求，而且不需要花費(fèi)更多的費(fèi)用。

2.2提升設(shè)計(jì)精度

傳統(tǒng)沖壓模具整體設(shè)計(jì)是依賴技術(shù)人員進(jìn)行沖壓件排樣和沖裁力計(jì)算問題等操作，一般根據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行，也導(dǎo)致工作人員一旦疏忽，就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，影響整體沖壓模具質(zhì)量，使企業(yè)產(chǎn)生損失。引入技術(shù)后，能夠解決這一問題，隨著仿真模擬技術(shù)不斷發(fā)展，沖壓模具設(shè)計(jì)本身也變得越來越簡便，設(shè)計(jì)準(zhǔn)確率也在不斷提高，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)也更具合理化與科學(xué)化，能夠降低模具成本，模具質(zhì)量也會(huì)得到提升。利用技術(shù)輔助模具進(jìn)行設(shè)計(jì)，能夠直接將沖壓工藝和整體模具結(jié)構(gòu)的主要設(shè)計(jì)對(duì)象參數(shù)化，更為方便快捷;而在沖壓模具開發(fā)過程中，經(jīng)過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，改變了沖壓工藝和模具結(jié)構(gòu)，減低了設(shè)計(jì)中錯(cuò)誤出現(xiàn)概率，提升了沖壓模具的設(shè)計(jì)機(jī)精度和質(zhì)量。

2.3降低裝配損壞可能性

裝配沖壓模具方法主要有四種，分別為修配法、互換法、分組法和調(diào)整法，每一種裝配方法都能在模具加工中靈活合理運(yùn)用。在模具制造過程中，通過一定順序應(yīng)用合適裝配方式后，能夠有效提升模具的實(shí)際加工精度，降低沖壓模具實(shí)際裝配過程中的損壞率，這對(duì)企業(yè)來說具有較大優(yōu)勢(shì)。在企業(yè)裝配技術(shù)上升階段，能夠有效節(jié)省企業(yè)制造沖壓模具的成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)企業(yè)在其所在行業(yè)的競爭力。

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

3.1構(gòu)建數(shù)字化管理體系

數(shù)字化技術(shù)能夠應(yīng)用在沖壓模具設(shè)計(jì)各個(gè)環(huán)節(jié)中，而在使用中也促進(jìn)數(shù)字化管理體系建設(shè);數(shù)字化管理體系能夠優(yōu)化沖壓模具設(shè)計(jì)和制造流程，管理和共享沖壓模具的各種知識(shí)和數(shù)據(jù)，還能夠建立企業(yè)專屬的沖壓模具設(shè)計(jì)與制造的專屬核心技術(shù)。

3.2模具設(shè)計(jì)制造管理

優(yōu)質(zhì)項(xiàng)目管理是提高沖壓模具設(shè)計(jì)制造效率的重要條件，但是因?yàn)樯婕氨姸嗖块T與崗位，管理過程十分復(fù)雜，受到各項(xiàng)因素的干擾比較大，很難完全達(dá)到預(yù)期效果。傳統(tǒng)項(xiàng)目管理大多數(shù)是由專門的管理人員負(fù)責(zé)的，而數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，則可以進(jìn)一步提高對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息的利用率，大幅度提升項(xiàng)目管理效率。以ERP/MES系統(tǒng)為例，可滿足訂單管理、計(jì)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(tái)可對(duì)沖壓模具設(shè)計(jì)、制造和質(zhì)量進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)沖壓模具設(shè)計(jì)與制造的一體化。以數(shù)字化管理平臺(tái)為支持，同時(shí)實(shí)現(xiàn)多個(gè)環(huán)節(jié)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，為高質(zhì)量項(xiàng)目管理提供保障。

3.3模具設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)管理

在數(shù)據(jù)管理方面，通過PDM/CAPP軟件能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)模具設(shè)計(jì)與制造中各種數(shù)據(jù)的管理，利用數(shù)字化系統(tǒng)，能夠以沖壓模具的不同規(guī)模來構(gòu)建相應(yīng)的BOM結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)庫，以使沖壓模具中的各種數(shù)據(jù)得以關(guān)聯(lián)起來，并且這些數(shù)據(jù)還都存儲(chǔ)在一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫中，這樣在保存數(shù)據(jù)時(shí)便可實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)同步，從而確保數(shù)據(jù)的安全性、一致性和及時(shí)性。

3.4模具設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)管理

應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，能夠使企業(yè)的模具設(shè)計(jì)方案更加具有特色化，其利用數(shù)據(jù)庫來對(duì)沖壓模具的制造工藝及其加工參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)合與歸納，并通過數(shù)字化管理平臺(tái)來實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理。同時(shí)，通過對(duì)企業(yè)在生產(chǎn)管理過程中的文化理念進(jìn)行提煉，使沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造能夠更好的為消費(fèi)者服務(wù)。企業(yè)則憑借自身的經(jīng)驗(yàn)管理來不斷積累生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，并且在數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用下，也加強(qiáng)了和其他企業(yè)間的溝通與交流，進(jìn)而使沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造經(jīng)驗(yàn)得到了更大范圍的共享與利用。

4、沖壓模具的未來發(fā)展趨勢(shì)

4.1綠色制造

為了響應(yīng)國家可持續(xù)發(fā)展的號(hào)召，在確保沖壓模具的質(zhì)量與功能良好的情況下，可以考慮制造對(duì)于環(huán)境的影響以及資源的最大使用率。

4.1.2綠色設(shè)計(jì)模具材料的選擇

模具材料的選擇選用的材料盡量以環(huán)保、無污染、低成本為主，為了避免一次性的模具生產(chǎn)，同樣需要選擇可重復(fù)使用，可降解的材料。目前的材料要么成本較高，要么成本低但是不環(huán)保，因此還需要對(duì)沖壓模具的材料進(jìn)行開發(fā)，但是企業(yè)可以盡可能的選用符合要求的材料，降低污染。

4.1.3延長模具的使用壽命

模具的壽命延長同樣是一種環(huán)保舉動(dòng)，在滿足技術(shù)要求的同時(shí)，盡量選擇模具縫隙大的，或者使用保護(hù)套，減少磨損、折斷的風(fēng)險(xiǎn)，提高沖壓模具使用壽命，精準(zhǔn)的模具可以通過高精度去減少凸凹模的磨損，從而達(dá)到延長模具壽命的目的。

4.1.4模具零件的標(biāo)準(zhǔn)化

標(biāo)準(zhǔn)化的流程可以節(jié)約設(shè)計(jì)時(shí)間，可直接進(jìn)行采購，降低成本，縮短了制造周期，使多余的資源得到優(yōu)化配置。

結(jié)束語

沖壓模具在生產(chǎn)過程中使得成本降低，企業(yè)的利潤穩(wěn)步提升，因此需要緊跟時(shí)代步伐，實(shí)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)與制造的改革創(chuàng)新，秉持綠色環(huán)保的理念，實(shí)現(xiàn)資源的可持續(xù)發(fā)展，應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，計(jì)算機(jī)輔助性設(shè)計(jì)，深層次地優(yōu)化沖壓技術(shù)和模具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，降低沖壓過程的人工出錯(cuò)概率，提高模具的精度和水準(zhǔn)，延長模具的壽命，沖壓模具工作的優(yōu)化可以提升企業(yè)綜合競爭力。

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