王瑞 寶雞技師學(xué)院

機(jī)械沖壓模具設(shè)計(jì)應(yīng)用發(fā)展分析

王瑞 寶雞技師學(xué)院

一直以來，工業(yè)模具在工業(yè)生產(chǎn)中都起著重要的作用，是工業(yè)領(lǐng)域能夠不斷進(jìn)行創(chuàng)新并實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)的搖籃，正所謂工欲善其事必先利其器，模具的科技水平在很大程度上決定了工業(yè)生產(chǎn)水平，要想提高工業(yè)生產(chǎn)的專業(yè)性與技術(shù)性，提升生產(chǎn)效率，有必要不斷做好模具的設(shè)計(jì)工作，使其更廣泛的應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中去。本文主要對(duì)機(jī)械模具中的沖壓技術(shù)進(jìn)行分析，從模具設(shè)計(jì)中存在的問題出發(fā)，探究如何進(jìn)行創(chuàng)新發(fā)展。

機(jī)械沖壓 模具設(shè)計(jì) 應(yīng)用 分析

查閱2011年中國模具發(fā)展相關(guān)資料，國內(nèi)模具企業(yè)實(shí)現(xiàn)銷售額1240億元，年增長率達(dá)到10.7%，其中沖壓模具的比例達(dá)到37%，生產(chǎn)的沖壓模具數(shù)量1050萬套，消耗鋼材172萬噸，實(shí)現(xiàn)銷售額458.8億元。從世界范圍來看，中國的模具發(fā)展規(guī)模僅次于日本、美國，排在第三，可以預(yù)見，在未來工業(yè)發(fā)展過程中，模具的發(fā)展重要性越來越凸顯。在模具行業(yè)，根據(jù)使用的材料以及成型的特點(diǎn)可以將其細(xì)分為沖壓模具、粉末冶金模具、鑄造模具、壓鑄模具、注塑模具等不同類型，沖壓模具無論是數(shù)量還是銷售額都占據(jù)了很大的比例，做好沖壓模具設(shè)計(jì)應(yīng)用工作意義重大。

一、沖壓工藝

（一）沖壓工藝定義

沖壓工藝指的是在借助金屬塑性變形的性能，通過相關(guān)的輔助工具，比如說模具和沖壓設(shè)備向板料施壓，使得板料按照事先設(shè)計(jì)好的形狀與尺寸進(jìn)行變形，形成需要的產(chǎn)品，這種工藝主要應(yīng)用于對(duì)金屬材料進(jìn)行加工。

（二）沖壓工藝的特點(diǎn)

沖壓工藝在機(jī)械模具生產(chǎn)過程中得到大范圍的應(yīng)用，主要具備以下特點(diǎn)：1.通過實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化生產(chǎn)，更有效的提高生產(chǎn)效率，與時(shí)代接軌；2.沖壓工藝生產(chǎn)出來的設(shè)備精準(zhǔn)度非常高，表面質(zhì)量高，因此并不再需要二次加工，對(duì)材料造成的損耗小，有效降低生產(chǎn)成本；3.通過沖壓工藝生產(chǎn)出來的模具具有更廣泛的適用性；4.形狀復(fù)雜的零件設(shè)備通過沖壓工藝也能夠進(jìn)行高精準(zhǔn)的生產(chǎn)。

二、機(jī)械模具應(yīng)用的問題

1.可靠性。在進(jìn)行模具的制作過程中要注意工作間隙的選擇，把控好間距的大小，這在很大程度上會(huì)直接影響到模具的質(zhì)量，從而對(duì)設(shè)備的可靠性產(chǎn)生影響，需要在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)過程中不斷進(jìn)行優(yōu)化，確定最終的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

2.安全性。設(shè)計(jì)過程中的小問題會(huì)影響到機(jī)械設(shè)備操作過程中的安全性，比如對(duì)裝卸設(shè)備需要在卸料過程中開槽，從而避免操作人員受傷，因此在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)過程中就需要對(duì)相關(guān)零件預(yù)留回轉(zhuǎn)的空間。

3.使用壽命。模具的設(shè)計(jì)也會(huì)影響到機(jī)械設(shè)備的整體使用壽命，比如設(shè)備在運(yùn)行過程中會(huì)產(chǎn)生震動(dòng)，這對(duì)模座影響很大，因此在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中要考慮到這一點(diǎn)，將模座的厚度進(jìn)行加大處理，避免頻繁震動(dòng)影響到模座的使用壽命。

三、沖壓模具可持續(xù)發(fā)展的創(chuàng)新路徑

機(jī)械沖壓模具設(shè)計(jì)的創(chuàng)新發(fā)展可以從材料創(chuàng)新、工藝創(chuàng)新、結(jié)構(gòu)創(chuàng)新、制造工藝及裝備、生產(chǎn)模式創(chuàng)新以及模塊化創(chuàng)新等路徑尋求更多的發(fā)展方向。

1.模具材料創(chuàng)新。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，越來越多的新型材料被廣泛的應(yīng)用到機(jī)械模具生產(chǎn)制作中，這些新材料大都具有高強(qiáng)度、高硬度等特性，在生產(chǎn)過程中會(huì)對(duì)模具造成不可恢復(fù)的損傷，使得模具的生產(chǎn)效率低，同時(shí)生產(chǎn)出來的產(chǎn)品精準(zhǔn)度也會(huì)降低，因此需要做好模具材料的創(chuàng)新，制作模具的材料需要有更高的性能。各種合金、陶瓷材料是未來材料發(fā)展的主要方向。

2.沖壓工藝創(chuàng)新。沖壓工藝與沖壓模具有著密不可分的關(guān)系，要想更好的應(yīng)用沖壓模具，就需要做好沖壓工藝創(chuàng)新工作，復(fù)合落料模、連續(xù)模等能夠有效提升生產(chǎn)效率，同時(shí)還能夠?qū)と藴p負(fù)，除了這些工藝之外，還可對(duì)現(xiàn)有的工藝進(jìn)行重新組合，通過減少工序或者模具數(shù)量的途徑來降低成本。在現(xiàn)有的工藝基礎(chǔ)上不斷創(chuàng)新沖壓工藝也是工藝創(chuàng)新的重要渠道。

3.模具結(jié)構(gòu)創(chuàng)新?，F(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，越來越多的三維造型零件需求對(duì)傳統(tǒng)的只能夠往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的模具造成了極大地沖擊，要想生產(chǎn)三維零件，需要配合進(jìn)行輔助模具的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，對(duì)模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新。在未來機(jī)械模具發(fā)展過程中，越來越多的機(jī)械原理會(huì)運(yùn)用到設(shè)計(jì)中去，以滿足更多個(gè)性化的生產(chǎn)需求。

4.模具制造工藝及裝備創(chuàng)新。要想獲得更好的精準(zhǔn)度，就需要在模具設(shè)計(jì)與制造過程中做好制造工藝與生產(chǎn)裝備的工作?，F(xiàn)階段我國機(jī)械模具生產(chǎn)中主要采用的工藝有平面磨削、火花放電成型加工、線切割、切削加工、圓形磨削等，每一種制造工藝都需要用到相應(yīng)的制造設(shè)備，并且不同的工藝生產(chǎn)出來模具的精準(zhǔn)度都是不一樣的。為了獲得更高的精準(zhǔn)度，未來模具將會(huì)朝著數(shù)控技術(shù)方向發(fā)展，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)模具三維加工的磨床設(shè)備將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用，同時(shí)為了更好的提升模具的機(jī)械性能，相關(guān)的模具表面處理以及熱處理工藝也會(huì)得到重視。

5.針對(duì)生產(chǎn)模式進(jìn)行創(chuàng)新。由于模具大都是單件生產(chǎn)，而模具單件生產(chǎn)又包括設(shè)計(jì)、加工、外協(xié)采購等環(huán)節(jié)，每一個(gè)環(huán)節(jié)都有相當(dāng)長的流程，因此通常情況下模具生產(chǎn)存在周期長、效率低的問題，需要針對(duì)實(shí)際的模具生產(chǎn)模式進(jìn)行創(chuàng)新，簡化流程。

6.對(duì)模具進(jìn)行模塊化創(chuàng)新。顧名思義，模具模塊化就是把模具根據(jù)其具體的功能、是否可重復(fù)使用等重新進(jìn)行組合拆分，提升整體生產(chǎn)效率，更便于開展模具維護(hù)工作，同時(shí)能夠降低生產(chǎn)成本，但是也會(huì)存在模具生產(chǎn)的前期準(zhǔn)備時(shí)間過程的問題，現(xiàn)階段我國已經(jīng)實(shí)現(xiàn)模塊化的模具主要有墊鐵、凹凸模鑲件等，在未來可以繼續(xù)朝著功能性的組件等可持續(xù)使用的模具方向發(fā)展。

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，工業(yè)依然是我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，而作為工業(yè)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，模具的設(shè)計(jì)應(yīng)用工作一直都是行業(yè)研究人員的研究重點(diǎn)與熱點(diǎn)。高技術(shù)的工業(yè)沖壓模具不僅使用壽命更長，而且能獲得更好的使用效果。為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)效率的提高，減少不必要的工業(yè)生產(chǎn)成本，需要不斷開展機(jī)械模具設(shè)計(jì)研究工作，積極應(yīng)用推廣到更多的工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。

[1]張康.農(nóng)機(jī)沖壓模具設(shè)計(jì)應(yīng)特別注意的問題[J].農(nóng)業(yè)裝備技術(shù),2003(6):38.

[2]劉李一.探討沖壓模具的技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì)[J].中國機(jī)械,2014(9):80-81.

[3]張桂俠.提高沖壓模具使用壽命的方法探討[J].鍛壓技術(shù),2011(6):90-94.