多孔定位片沖壓工藝分析及其模具設(shè)計【全套含CAD圖紙、說明書】

多孔定位片沖壓工藝分析及其模具設(shè)計【全套含CAD圖紙、說明書】,全套含CAD圖紙、說明書,多孔,定位,沖壓,工藝,分析,及其,模具設(shè)計,全套,CAD,圖紙,說明書 編號： 畢業(yè)設(shè)計(論文)外文翻譯 （譯文） 院 （系）： 機電工程學(xué)院 專 業(yè)：機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名： 黃修蘭 學(xué) 號： 1200110408 指導(dǎo)教師單位： 機電工程學(xué)院 姓 名： 楊曉清 職 稱： 講 師 2016年 6 月 3 日 第 9 頁 共 10 頁 模具設(shè)計與制造 模具是制造業(yè)的重要工藝基礎(chǔ)，在我國，模具制造屬于專用設(shè)備制造業(yè)。中國雖然很早就開始制造模具和使用模具，但長期未形成產(chǎn)業(yè)。直到20世紀80年代后期，中國模具工業(yè)才駛?cè)氚l(fā)展的快車道。近年，不僅國有模具企業(yè)有了很大發(fā)展，三資企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)（個體）模具企業(yè)的發(fā)展也相當迅速。 雖然中國模具工業(yè)發(fā)展迅速，但與需求相比，顯然供不應(yīng)求，其主要缺口集中于精密、大型、復(fù)雜、長壽命模具領(lǐng)域。由于在模具精度、壽命、制造周期及生產(chǎn)能力等方面，中國與國際平均水平和發(fā)達國家仍有較大差距，因此，每年需要大量進口模具。 中國模具產(chǎn)業(yè)除了要繼續(xù)提高生產(chǎn)能力，今后更要著重于行業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的調(diào)整和技術(shù)發(fā)展水平的提高。結(jié)構(gòu)調(diào)整方面，主要是企業(yè)結(jié)構(gòu)向?qū)I(yè)化調(diào)整，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向著中高檔模具發(fā)展，向進出口結(jié)構(gòu)的改進，中高檔汽車覆蓋件模具成形分析及結(jié)構(gòu)改進、多功能復(fù)合模具和復(fù)合加工及激光技術(shù)在模具設(shè)計制造上的應(yīng)用、高速切削、超精加工及拋光技術(shù)、信息化方向發(fā)展。 近年，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加大，主要表現(xiàn)在，大型、精密、復(fù)雜、長壽命、中高檔模具及模具標準件發(fā)展速度高于一般模具產(chǎn)品；塑料模和壓鑄模比例增大；專業(yè)模具廠數(shù)量及其生產(chǎn)能力增加；“三資”及私營企業(yè)發(fā)展迅速；股份制改造步伐加快等。從地區(qū)分布來看，以珠江三角洲和長江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。目前發(fā)展最快、模具生產(chǎn)最為集中的省份是廣東和浙江，江蘇、上海、安徽和山東等地近幾年也有較大發(fā)展。 雖然我國模具總量目前已達到相當規(guī)模，模具水平也有很大提高，但設(shè)計制造水平總體上落后于德、美、日、法、意等工業(yè)發(fā)達國家許多。當前存在的問題和差距主要表現(xiàn)在以下幾方面： （1）總量供不應(yīng)求 國內(nèi)模具自配率只有70%左右。其中低檔模具供過于求，中高檔模具自配率只有50%左右。 （2）企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)和進出口結(jié)構(gòu)均不合理 我國模具生產(chǎn)廠中多數(shù)是自產(chǎn)自配的工模具車間（分廠），自產(chǎn)自配比例高達60%左右，而國外模具超過70%屬商品模具。專業(yè)模具廠大多是“大而全”、“小而全”的組織形式，而國外大多是“小而專”、“小而精”。國內(nèi)大型、精密、復(fù)雜、長壽命的模具占總量比例不足30%，而國外在50%以上。2004年，模具進出口之比為3.7:1，進出口相抵后的凈進口額達13.2億美元，為世界模具凈進口量最大的國家。 （3）模具產(chǎn)品水平大大低于國際水平，生產(chǎn)周期卻高于國際水平 產(chǎn)品水平低主要表現(xiàn)在模具的精度、型腔表面粗糙度、壽命及結(jié)構(gòu)等方面。 （4）開發(fā)能力較差，經(jīng)濟效益欠佳 我國模具企業(yè)技術(shù)人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多是15～20萬美元，有的高達25～30萬美元，與之相對的是我國相當一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 造成上述差距的原因很多，除了歷史上模具作為產(chǎn)品長期未得到應(yīng)有的重視，以及多數(shù)國有企業(yè)機制不能適應(yīng)市場經(jīng)濟之外，還有下列幾個原因： （1）國家對模具工業(yè)的政策支持力度還不夠 雖然國家已經(jīng)明確頒布了模具行業(yè)的產(chǎn)業(yè)政策，但配套政策少，執(zhí)行力度弱。目前享受模具產(chǎn)品增值稅的企業(yè)全國只有185家，大多數(shù)企業(yè)仍舊稅負過重。模具企業(yè)進行技術(shù)改造引進設(shè)備要繳納相當數(shù)量的稅金，影響技術(shù)進步，而且民營企業(yè)貸款十分困難。 （2）人才嚴重不足，科研開發(fā)及技術(shù)攻關(guān)投入太少 模具行業(yè)是技術(shù)、資金、勞動密集的產(chǎn)業(yè)，隨著時代的進步和技術(shù)的發(fā)展，掌握并且熟練運用新技術(shù)的人才異常短缺，高級模具鉗工及企業(yè)管理人才也非常緊張。由于模具企業(yè)效益欠佳及對科研開發(fā)和技術(shù)攻關(guān)重視不夠，科研單位和大專院校的眼睛盯著創(chuàng)收，導(dǎo)致模具行業(yè)在科研開發(fā)和技術(shù)攻關(guān)方面投入太少，致使模具技術(shù)發(fā)展步伐不大，進展不快。 （3）工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低 近年來我國機床行業(yè)進步較快，已能提供比較成套的高精度加工設(shè)備，但與國外裝備相比，仍有較大差距。雖然國內(nèi)許多企業(yè)已引進許多國外先進設(shè)備，但總體的裝備水平比國外許多企業(yè)低很多。由于體制和資金等方面的原因，引進設(shè)備不配套，設(shè)備與附件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問題長期得不到較妥善的解決。 （4）專業(yè)化、標準化、商品化程度低，協(xié)作能力差 由于長期以來受“大而全”“小而全”影響，模具專業(yè)化水平低，專業(yè)分工不細致，商品化程度低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占40%左右，其余為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不暢，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)。模具標準化水平低，模具標準件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響，特別是對模具制造周期有很大影響。 （5）模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后 模具材料性能、質(zhì)量和品種問題往往會影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進口鋼材相比有較大差距。塑料、板材、設(shè)備性能差，也直接影響模具水平的提高。 目前，我國經(jīng)濟仍處于高速發(fā)展階段，國際上經(jīng)濟全球化發(fā)展趨勢日趨明顯，這為我國模具工業(yè)高速發(fā)展提供了良好的條件和機遇。一方面，國內(nèi)模具市場將繼續(xù)高速發(fā)展，另一方面，模具制造也逐漸向我國轉(zhuǎn)移以及跨國集團到我國進行模具采購趨向也十分明顯。因此，放眼未來，國際、國內(nèi)的模具市場總體發(fā)展趨勢前景看好，預(yù)計中國模具將在良好的市場環(huán)境下得到高速發(fā)展，我國不但會成為模具大國，而且一定逐步向模具制造強國的行列邁進?！笆晃濉逼陂g，中國模具工業(yè)水平不僅在量和質(zhì)的方面有很大提高，而且行業(yè)結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品水平、開發(fā)創(chuàng)新能力、企業(yè)的體制與機制以及技術(shù)進步的方面也會取得較大發(fā)展。 模具技術(shù)集合了機械、電子、化學(xué)、光學(xué)、材料、計算機、精密監(jiān)測和信息網(wǎng)絡(luò)等諸多學(xué)科，是一個綜合性多學(xué)科的系統(tǒng)工程。模具技術(shù)的發(fā)展趨勢主要是模具產(chǎn)品向著更大型、更精密、更復(fù)雜及更經(jīng)濟的方向發(fā)展，模具產(chǎn)品的技術(shù)含量不斷提高，模具制造周期不斷縮短，模具生產(chǎn)朝著信息化、無圖化、精細化、自動化的方向發(fā)展，模具企業(yè)向著技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)批品牌化、管理信息化、經(jīng)營國際化的方向發(fā)展。我國模具行業(yè)今后仍需提高的共性技術(shù)有： （1）建立在CAD/CAE平臺上的先進模具設(shè)計技術(shù)，提高模具設(shè)計的現(xiàn)代化、信息化、智能化、標準化水平。 （2）建立在CAM/CAPP基礎(chǔ)上的先進模具加工技術(shù)與先進制造技術(shù)相結(jié)合，提高模具加工的自動化水平與生產(chǎn)效率。 （3）模具生產(chǎn)企業(yè)的信息化管理技術(shù)。例如PDM（產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）、ERP（企業(yè)資源管理）、MIS（模具制造管理信息系統(tǒng)）及INTERMET平臺等信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用、推廣及發(fā)展。 （4）高速、高精、復(fù)合模具加工技術(shù)的研究與應(yīng)用。例如超精沖壓模具制造技術(shù)、精密塑料和壓鑄模具制造技術(shù)等。 （5）提高模具生產(chǎn)效率、降低成本和縮短模具生產(chǎn)周期的各種快速經(jīng)濟模具制造技術(shù)。 （6）先進制造技術(shù)的應(yīng)用。例如熱流道技術(shù)、氣輔技術(shù)、虛擬技術(shù)、納米技術(shù)、高速掃描技術(shù)、逆向工程、并行工程等技術(shù)在模具研究、開發(fā)、加工過程中的應(yīng)用 （7）原材料在模具中成形的仿真技術(shù)。 （8）先進的模具加工和專有設(shè)備的研究與開發(fā)。 （9）模具及模具標準件、重要輔件的標準化技術(shù)。 （10）模具及其制品的檢測技術(shù)。 （11）優(yōu)質(zhì)、新型模具材料的研究與開發(fā)及其正確應(yīng)用。 （12）模具生產(chǎn)企業(yè)的現(xiàn)代化管理技術(shù)。 模具行業(yè)在“十一五”期間需要解決的重點關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)是模具信息化、數(shù)字化技術(shù)和精密、超精、高速、高效制造技術(shù)方面的突破。 隨著國民經(jīng)濟總量和工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對模具的需求量越來越大，技術(shù)要求也越來越高。雖然模具種類繁多，但其發(fā)展重點應(yīng)該是既能滿足大量需要，又有較高技術(shù)含量，特別是目前國內(nèi)尚不能自給，需大量進口的模具和能代表發(fā)展方向的大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具。模具標準件的種類、數(shù)量、水平、生產(chǎn)集中度等對整個模具行業(yè)的發(fā)展有重大影響。因此，一些重要的模具標準件也必須重點發(fā)展，而且其發(fā)展速度應(yīng)快于模具的發(fā)展速度，這樣才能不斷提高我國模具標準化水平，從而提高模具質(zhì)量，縮短模具生產(chǎn)周期，降低成本。由于我國的模具產(chǎn)品在國際市場上占有較大的價格優(yōu)勢，因此對于出口前景好的模具產(chǎn)品也應(yīng)作為重點來發(fā)展。根據(jù)上述需要量大、技術(shù)含量高、代表發(fā)展方向、出口前景好的原則選擇重點發(fā)展產(chǎn)品，而且所選產(chǎn)品必須目前已有一定技術(shù)基礎(chǔ)，屬于有條件、有可能發(fā)展起來的產(chǎn)品。 根據(jù)“十一五”模具行業(yè)發(fā)展規(guī)劃，“十一五”期間模具產(chǎn)品發(fā)展重點主要有如下幾類： （1）汽車覆蓋件模具 沖壓模具占模具總量的40%以上。汽車覆蓋件模具主要為汽車配套，也包括為農(nóng)用車、工程機械和農(nóng)機配套的覆蓋件模具，它在沖壓模具中具有很大的代表性，模具大都是大中型，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)要求高。尤其是為轎車配套的覆蓋件模具，要求更高，可以代表沖壓模具的水平。此類模具我國已有一定的技術(shù)基礎(chǔ)，已為中檔轎車配套，但水平還不高，能力不足，目前滿足率只有一半左右。中高檔轎車覆蓋件模具主要依靠進口，已成為汽車發(fā)展的瓶頸，極大的影響著車型開發(fā)。 （2）精密沖壓模具 多工位級進模和精沖模代表了沖壓模具的發(fā)展方向，精度要求壽命要求極高，主要為電子工業(yè)、汽車、儀器儀表、電機電器等配套。這兩種模具，國內(nèi)已有相當基礎(chǔ)，并已引進了國外技術(shù)及設(shè)備，個別企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品已達到世界水平，但大部分企業(yè)仍有較大差距，供應(yīng)總量不足，進口很多。 （3）大型精密塑料模具 塑料模具占模具總量近40%，而且這個比例還在上升。塑料模具中為汽車和家電配套的大型注塑模具，為集成電路配套的塑封模，為電子信息產(chǎn)業(yè)和機械及包裝配套的多層、多腔、多材質(zhì)、多色精密注塑模，為新型建材及節(jié)水農(nóng)業(yè)配套的塑料異型材擠出模及管路和噴頭模具等，目前雖然已有相當技術(shù)基礎(chǔ)并正在快速發(fā)展，但技術(shù)水平與國外仍有較大差距，總量供不應(yīng)求，每年的進口額達幾億美元。 （4）主要模具標準件 目前國內(nèi)已有較大產(chǎn)量的模具標準件主要是模架、導(dǎo)向件、推桿推管、彈性元件等。這些產(chǎn)品不但國內(nèi)配套大量需要，出口前景也很好，應(yīng)繼續(xù)大力發(fā)展。氮氣缸和熱流道元件主要依靠進口，應(yīng)在現(xiàn)有基礎(chǔ)上提高水平，形成標準并組織規(guī)模化生產(chǎn)。 （5）其他高技術(shù)含量的模具 占模具總量給8%的壓鑄模具中，大型薄壁精密壓鑄技術(shù)含量高，難度大。鎂合金壓鑄模具目前雖然剛起步，但發(fā)展前景好，有代表性。子午線橡膠輪胎模具也是發(fā)展方向，其中活絡(luò)模技術(shù)難度最大。與快速成型技術(shù)相結(jié)合的一些快速制模技術(shù)及相應(yīng)的快速經(jīng)濟模具具有很好的發(fā)展前景。這些高技術(shù)含量的模具在“十一五”期間也應(yīng)重點發(fā)展。 冷沖模具使用壽命的影響及對策 一、沖壓模具概述 沖壓模具--在冷沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為冷沖壓模具（俗稱冷沖模）。沖壓--是在室溫下，利用安裝在壓力機上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。 沖壓模具的形式很多，一般可按以下幾個主要特征分類： 1.根據(jù)工藝性質(zhì)分類 　　（1）沖裁模 沿封閉或敞開的輪廓線使材料產(chǎn)生分離的模具。如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等。 （2）彎曲模 使板料毛坯或其他坯料沿著直線（彎曲線）產(chǎn)生彎曲變形，從而獲得一定角度和形狀的工件的模具。 （3）拉深模 是把板料毛坯制成開口空心件，或使空心件進一步改變形狀和尺寸的模具。 　?。?）成形模 是將毛坯或半成品工件按圖凸、凹模的形狀直接復(fù)制成形，而材料本身僅產(chǎn)生局部塑性變形的模具。如脹形模、縮口模、擴口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等。 2.根據(jù)工序組合程度分類 （1）單工序模 在壓力機的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具。 （2）復(fù)合模 只有一個工位，在壓力機的一次行程中，在同一工位上同時完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。 （3）級進模（也稱連續(xù)模） 在毛坯的送進方向上，具有兩個或更多的工位，在壓力機的一次行程中，在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。 沖冷沖模全稱為冷沖壓模具。 冷沖壓模具是一種應(yīng)用于模具行業(yè)冷沖壓模具及其配件所需高性能結(jié)構(gòu)陶瓷材料的制備方法，高性能陶瓷模具及其配件材料由氧化鋯、氧化釔粉中加鋁、鐠元素構(gòu)成，制備工藝是將氧化鋯溶液、氧化釔溶液、氧化鐠溶液、氧化鋁溶液按一定比例混合配成母液，滴入碳酸氫銨，采用共沉淀方法合成模具及其配件陶瓷材料所需的原材料，反應(yīng)生成的沉淀經(jīng)濾水、干燥，煅燒得到高性能陶瓷模具及其配件材料超微粉，再經(jīng)過成型、燒結(jié)、精加工，便得到高性能陶瓷模具及其配件材料。本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明制成的冷沖壓模具及其配件使用壽命長，在沖壓過程中未出現(xiàn)模具及其配件與沖壓件產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象，沖壓件表面光滑、無毛刺，完全可以替代傳統(tǒng)高速鋼、鎢鋼材料。 二、冷沖模具主要零件 冷沖模具是沖壓加工的主要工藝裝備，沖壓制件就是靠上、下模具的相對運動來完成的。加工時由于上、下模具之間不斷地分合，如果操作工人的手指不斷進入或停留在模具閉合區(qū)，便會對其人身安全帶來嚴重威脅。 （一）模具的主要零件、作用及安全要求 1．工作零件凸凹模是直接使坯料成形的工作零件，因此，它是模具上的關(guān)鍵零件。凸凹模不但精密而且復(fù)雜，它應(yīng)滿足如下要求： （1）應(yīng)有足夠的強度，不能在沖壓過程中斷裂或破壞． 　　（2）對其材料及熱處理應(yīng)有適當要求，防止硬度太高而脆裂。 2．定位零件定位零件是確定坯件安裝位置的零件，有定位銷（板）、擋料銷（板）、導(dǎo)正銷、導(dǎo)料板、定距側(cè)刀、側(cè)壓器等。設(shè)計定位零件時應(yīng)考慮操作方便，不應(yīng)有過定位，位置要便于觀察，最好采用前推定位、外廓定位和導(dǎo)正銷定位等。 3．壓料、卸料及出料零件壓料零件有壓邊圈、壓料板等。 　　壓邊圈可對拉延坯料加壓邊力，從而防止坯料在切向壓力的作用下拱起而形成皺褶。壓料板的作用是防止坯料移動和彈跳。頂出器、卸料板的作用是便于出件和清理廢料。它們由彈簧、橡膠和設(shè)備上的氣墊推桿支撐，可上下運動，頂出件設(shè)計時應(yīng)具有足夠的頂出力，運動要有限位。卸料板應(yīng)盡量縮小閉合區(qū)域或在操作位置上銑出空手槽。暴露的卸料板的四周應(yīng)設(shè)有防護板，防止手指伸入或異物進入，外露表面棱角應(yīng)倒鈍。 4．導(dǎo)向零件導(dǎo)柱和導(dǎo)套是應(yīng)用最廣泛的一種導(dǎo)向零件。其作用是保證凸凹模在沖壓工作時有精確的配合間隙。因此，導(dǎo)柱、導(dǎo)套的間隙應(yīng)小于沖裁間隙。導(dǎo)柱設(shè)在下模座，要保證在沖程下死點時，導(dǎo)柱的上端面在上模板頂面以上最少5至10毫米。導(dǎo)柱應(yīng)安排在遠離模塊和壓料板的部位，使操作者的手臂不用越過導(dǎo)柱送取料。 5．支承及夾持零件它包括上下模板、模柄、凸凹模固定板、墊板、限位器等。 上下模板是冷沖模具的基礎(chǔ)零件，其他各種零件都分別安裝固定在上面。模板的平面尺寸，尤其是前后方向應(yīng)與制件相適應(yīng)，過大或過小均不利于操作。 　　有些模具（落料、沖孔類模具）為了出件方便，需在模架下設(shè)墊板。這時墊板最好與模板之間用螺釘連接在一起，兩墊板的厚度應(yīng)絕對相等。墊板的間距以能出件為準，不要太大，以免模板斷裂。 6．緊固零件它包括螺釘、螺母、彈簧、柱銷、墊圈等，一般都采用標準件。冷沖模具的標準件用量較多，設(shè)計選用時應(yīng)保證緊固和彈性頂出的需要，避免緊固件暴露在表面操作位置上，防止碰傷人手和妨礙操作。 三、冷沖模具的發(fā)展 改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，市場對冷沖模具的需求量不斷增長。近年來，冷沖模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展，冷沖模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發(fā)展。 　　隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而冷沖模具制造是整個鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一，冷沖模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定企業(yè)的生存空間。 　　近年許多冷沖模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進步的投資力度，將技術(shù)進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個別廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計中。 以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進步，東風(fēng)汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)方面取得了顯著進步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計制造周期等方面做出了貢獻。 雖然中國冷沖模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在冷沖模具加工設(shè)備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高；許多先進的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當一部分大型、精密、復(fù)雜和長壽命冷沖模具依賴進口。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步,現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)日益復(fù)雜與多樣化,產(chǎn)品性能和質(zhì)量也在不斷提高,因而對冷沖壓技術(shù)提出了更高的要求.為了使冷沖壓技術(shù)能適應(yīng)各工業(yè)部門的需要,冷沖壓技術(shù)自身也在不斷革新和發(fā)展.冷沖壓技術(shù)的發(fā)展思路就是盡可能地完善和擴充冷沖壓工藝的優(yōu)點,克服其缺點.在冷沖壓技術(shù)的發(fā)展過程中,應(yīng)注意以下幾方面： (1)冷沖壓技術(shù)的發(fā)展過程中應(yīng)正確地確定工藝參數(shù)及冷沖模具工作部分的形狀與尺寸,提高沖壓件的質(zhì)量、縮短新產(chǎn)品試制周期,應(yīng)在加強沖壓成形理論研究的基礎(chǔ)上,使沖壓成形理論達到能對生產(chǎn)實際起指導(dǎo)作用,逐步建立起一套密切結(jié)合生產(chǎn)實際的先進的工藝分析計算方法.國外已開始采用彈塑性有限元法對汽車覆蓋零件的成形過程進行應(yīng)力應(yīng)變分析和計算機模擬,以預(yù)測某一工藝方案對零件成形的可能性和可能出現(xiàn)的問題。 (2)加快產(chǎn)品更新?lián)Q代,克服模具設(shè)計周期長的缺點.應(yīng)大力開展模具計算機輔助設(shè)計和制造(CAD/CAM)技術(shù)的研究.在我國,目前要特別注意加強多工位級進模CAD/CAM技術(shù)的研究。 (3)滿足大量生產(chǎn)需要以及減輕勞動強度.應(yīng)加強冷沖壓生產(chǎn)的機械化和自動化研究,使一般中、小件能在高速壓力機上采用多工位級進模生產(chǎn),達到生產(chǎn)高度自動化,進一步提高沖壓的生產(chǎn)率。 (4)擴大冷沖壓生產(chǎn)的運用范圍.使冷沖壓既適合大量生產(chǎn),也適合小批量生產(chǎn);既能生產(chǎn)一般精度的產(chǎn)品,也能生產(chǎn)精密零件.應(yīng)注意開發(fā)如精密沖裁(特別是厚料精沖)、高能成形、軟模成形、施壓和超塑性加工等新成形工藝,還要推廣簡易模(軟模和低熔點合金模)、通用組合模、數(shù)控沖床等設(shè)備的運用。 此外,對沖壓板料性能的改進,模具新材料、模具新加工方法的開發(fā)也應(yīng)進一步加強。 四、冷沖模具使用壽命的影響及對策 冷沖模具的使用壽命是以沖制出的工件數(shù)量來計算的。影響冷沖模壽命的因素很多。主要有模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造模具所用凸模和凹模的材料、模具的熱處理質(zhì)量與表面強化、沖模零件的制造精度和冷沖壓材料的選取。除此之外，還有沖模的安裝、調(diào)整、使用以及維修等。 1．模具設(shè)計對壽命的影響 (1)排樣設(shè)計的影響排樣方法與搭邊值對模具壽命的影響很大，過小的搭邊值，往往是造成模具急劇磨損和凸、凹?？袀闹匾?。從節(jié)約材料出發(fā)，搭邊值愈小愈好，但搭邊值小于一定數(shù)值后，對模具壽命和剪切表面質(zhì)量不利。在沖裁中有可能被拉人模具問隙中，使零件產(chǎn)生毛刺，甚至損壞模具刃口，降低模具壽命。因此，在考慮提高材料利用率的同時，必須根據(jù)零件產(chǎn)量、質(zhì)量和壽命，確定排樣方法和搭邊值。 (2)凹模結(jié)構(gòu)的影響對容易產(chǎn)生應(yīng)力集中而開裂的凹模結(jié)構(gòu)，可以采用組合結(jié)構(gòu)或鑲拼結(jié)構(gòu)，以及預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，從而提高模具使用壽命。 (3)間隙的影響當間隙過小時，壓縮擠壓利害，摩擦力增大，磨損增大，側(cè)面的磨損加劇，沖裁后卸料和推件時，材料與凸、凹模之間的摩擦還將造成刃口側(cè)面的磨損比端面的磨大大，同時也容易造成凸、凹模溫度很高，把金屬碎屑吸附在刃口側(cè)面，形成金屬瘤，使凸、凹模出現(xiàn)崩刃或脹裂現(xiàn)象。因此，過小的間隙對模具壽命極為不利。間隙太大，會增加凸模與凹模端面邊緣的集中應(yīng)力，致使壓應(yīng)力急劇增加，于是刃口邊很快屈服變形而失去棱角。因此又增加了沖裁力，進而使刃口邊更快磨損，降低模具壽命。但為了減小凸、凹模的磨損，延長模具使用壽命，在保證沖裁件質(zhì)量的前提下，設(shè)計時適當采用較大間隙是十分必要的。 (4)模具導(dǎo)向結(jié)構(gòu)對壽命的影響可靠的導(dǎo)向?qū)τ跍p小工作零件的磨損，避免凸、凹?？袀欠浅Ｓ行У?。特別對無問隙或小問隙沖裁模、復(fù)合模和多工位級進模更為重要。為提高模具壽命，必須根據(jù)工序和零件精度要求，正確選擇導(dǎo)向形式和導(dǎo)向精度，所選擇導(dǎo)向精度應(yīng)高于凸、凹模的配合精度。 (5)冷沖壓材料選取的影響冷沖壓材料應(yīng)滿足制件的設(shè)計要求和沖壓工藝要求，否則容易損傷模具，降低模具使用壽命。冷沖壓材料表面質(zhì)量不好，沖壓時制件易破裂，也易擦傷模具。冷沖壓材料塑性不好，變形量小，沖壓時制件易破裂，也易擦傷模具。另外，材料的厚度公差應(yīng)符合國家標準。因為一副沖模適用于一定材料的厚度，成形、彎曲、翻邊、引伸模具的凸、凹模結(jié)構(gòu)間隙是直接根據(jù)材料厚度來確定的。所以材料厚度不均勻，會導(dǎo)致廢品產(chǎn)生和模具損壞。 2．模具材料對模具壽命的影響 模具材料對模具壽命的影響是模具材料性質(zhì)、化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)、硬度和冶金質(zhì)量等的綜合反映。其中，材料性質(zhì)和熱處理質(zhì)量影響最為明顯。模具材料性質(zhì)對模具壽命的影響是很大的。如將同一種工件，使用不同的模具材料做彎曲試驗，試驗結(jié)果：用9Mn2V材料，其壽命為5萬次；用Crl2MoV滲氮，其壽命可達40萬次。因此，在選用材料時，應(yīng)根據(jù)制件的批量大小，合理選用模具材料。模具工作零件的硬度對模具壽命的影響也很大。但并不是硬度愈高、模具壽命愈長。這是因為硬度與強度、韌性及耐磨性等有密切的關(guān)系。有的沖模要求硬度高，壽命長。如采用T10鋼制造沖模，硬度為54～58HRC，只沖幾千次，制件毛刺就很大。如果將硬度提高到60～64HRC，則刃磨壽命可達2～3萬次。但如果繼續(xù)提高硬度，則會出現(xiàn)早期斷裂。有的沖模硬度不宜過高，如采用Crl2MoV制造凹模硬度為58～62HRC時，一般壽命為2—3萬件，失效形式是崩刃和開裂以及如果將硬度降到54～58HRC，壽命提高到5～6萬件，但硬度降低到50～53HRC會出現(xiàn)凹模刃口易磨鈍現(xiàn)象。由此可見，模具硬度必須根據(jù)材料性質(zhì)和失效形式而定。應(yīng)使硬度、強度、韌性及耐磨性、耐疲勞強度等達到特定沖壓工序所需要的最佳配合。 3．模具的熱處理質(zhì)量與表面強化對壽命的影響 模具的熱處理質(zhì)量對模具的性質(zhì)與使用壽命影響很大。實踐證明，模具工作零件的淬火變形與開裂，使用過程中早期斷裂，雖然與材料的冶金質(zhì)量、鍛造質(zhì)量、模具結(jié)構(gòu)及加工有關(guān)，但與模具的熱處理關(guān)系更大。根據(jù)模具失效原因的分析統(tǒng)計，熱處理不當引起的失效占50％ 以上。實踐證明，高級的模具材料必須配以正確的熱處理工藝，才能真正發(fā)揮材料的潛力。模具工作零件表面強化處理的目的，是獲得外硬內(nèi)韌的效果，從而得到硬度、耐磨性、韌性、耐疲勞強度的良好配合。模具表面強化處理方法很多，表面處理的新技術(shù)工藝發(fā)展很快。除氮碳共滲和離子氮化、滲硼、滲鈮、滲釩、表面鍍硬鉻和電火花強化外，化學(xué)氣相沉積(CVD)和物理氣相沉積(PVD)已逐步采用。經(jīng)CVD和PVD處理后，模具表面覆蓋一層超硬物質(zhì)，如TiC、TiN等。硬度極高、耐磨性、耐蝕性、抗黏合性很好，可提高模具壽命幾倍到幾十倍。 4．沖模零件的制造精度對模具壽命的影響 沖模制造的精度與使用壽命關(guān)系很大，特別是模具表面粗糙度對模具影響很大。如用Crl2MoV鋼制造落料模，如果表面粗糙度值R =1．6 m時，其壽命為3萬件左右。如經(jīng)精拋光，表面粗糙度值R =0．4 m，壽命可提高到4—5萬件。因此，對模具工作零件表面，一般都要經(jīng)過磨削、研磨、拋光等精加工和精細加工。 5．其他方面對模具壽命的影響 (1)壓力機的精度不高，也易使沖模損壞。 (2)沖模在壓力機上安裝的正確與否及操作者的技術(shù)水平高低，對模具壽命也有很大影響。 (3)沖模的保管和維護好壞，以及使用潤滑劑的情況，也影響模具使用壽命。 6．結(jié)語 在實際生產(chǎn)中，對于薄板沖模使用，很少出現(xiàn)非正常磨損的情況。但對于厚板沖模時則發(fā)現(xiàn)易出現(xiàn)非正常磨損，我們總是針對出現(xiàn)的問題進行研究總結(jié)。因為一副冷沖模，從設(shè)計、加工制造、裝配、調(diào)試到安裝、使用，都耗費了眾多工時，同時沖模的凸、凹模使用的材料，大都是優(yōu)質(zhì)合金鋼。因此，沖模的成本都是比較高的。所以在生產(chǎn)中了解影響沖模壽命的因素及采取相應(yīng)的對策來指導(dǎo)生產(chǎn)，具有重大的現(xiàn)實意義。