浅析冷冲压工艺与模具制造技术的发展

唐刚 于海波

摘 要：作为一种常用的制造技术，模具制造技术在现代工业生产中发挥着越来越重要的作用。在一定程度上，模具的制造和使用工艺也反映了一个国家和地区工业设计水平和制造总体质量。文章对冷冲压技术和模具制造技术进行了简单的介绍，并对其未来的发展方向进行了展望。

关键词：模具制造；冷冲压；工艺设计

1 冷冲压技术简介

冷冲压又被称为板料冲压，是塑性加工工艺的一种，加工对象主要是板料。其工作原理是利用压力机对模具施压，在常温下迫使板料发生物理形变，以得到具有一定尺寸、外形的工件的加工技术。

1.1 冷冲压技术介绍

对于纵梁、覆盖件等大型工件以及汽车上的微小零配件等特殊的零件和工件，通过其他的工艺无法制造出来，而冷冲压技术则可以很好的实现生产和制造。冷冲压技术的运用，模具是关键环节，模具制作工艺的发展和优化，确保了加工零件成品的质量和品质，延长零件和成品的使用周期。此外，根据冷冲压技术的原理，工件尺寸的大小将取决于所用模具的尺寸。

冷冲压技术具有很多优势，如提高生产效率、较高的材料综合使用率、便于机械化和自动化推广等。举例说明，冲压机每小时可以加工出数百个汽车纵梁，生产效率非常高。而冷冲压工艺的生产方式也决定了材料的利用效率非常高，基本可以达到80%，边角余料大大减少。同时，冷冲压工艺的毛坯一般采用条料和带料，适应现代的机械化和自动化的生产方式。

任何加工工艺都存在着一定不足，冷冲压工艺同样如此。首当其冲的就是模具的问题，模具的制造较为复杂，需要较高的生产成本，并且制造的时间较长，因此从经济的角度考虑，冷冲压工艺仅适合于大批量零件的生产制造。冷冲压工艺通常采用的是机械压力机，较容易发生事故，而且滑块的运转速度较快，需要相当多的人员来进行辅助，从而不利于安全生产管理。

1.2 冷冲压的实践使用

冷冲压技术的应用范围非常广泛，在汽车制造、家电生产等领域，冷冲压技术发挥着越来越重要的作用。除此之外，在航空航天、导弹武器等高科技重点项目的生产与制造上，冷冲压技术也能占一席之地，发挥其特殊的功用。冷冲压技术对于材料的要求不高，金属和非金属材料都可以加工。

近年来，工业机械化获得了飞速的发展，迈入了崭新的发展阶段。针对冷冲压技术的应用与研究，无论是在发达国家还是在发展中国家，都受到了人们的普遍关注和重视。冷冲压技术从面世到逐渐成熟，已经获得了广泛的应用，冷冲压模具在模具中占有很高的比例，尤其是在轻工业行业中，其所占的比例尤为突出，达70%以上。由此可见，冷冲压技术在我国具有广阔的前景和发展空间。

1.3 冷冲压基本工序

冷冲压工序可以根据技术特点分为两大类，即分离工序和变形工序。分离工序，即金属板料在冲压力的作用下，所受到的应力超出板料所能承受的强度极限，进而发生断裂，所产生的断裂具有一定的规律性。变形工序，即金属板料在冲压力的作用下，所受到的应力没有超出板料所能承受的强度极限，而是介于屈服强度极限和强度极限之间，在这种情况下，金属板料发生塑性形变，在模具的作用下形成所需的形态。

2 冲压设备与剪裁设备

2.1 常用的冲压设备

曲柄压力机具有曲轴和偏心两种形式，主要由传动系统、工作机构和床身组成，可以进行多种冲压工艺，如冲裁、挤压、弯曲等，是一种重要的冲压设备。

摩擦压力机可分为单盘式、双盘式和三盘式等，主要由传动、工作、床身和附属装置组成，是一种螺旋压力机。目前应用最为广泛的是双盘式压力机。

液压机的规格多种多样，工作原理却是相同的。主要由本体、动力和操纵三部分组成，也是一种重要的冲压设备，能够完成成型、挤压、拉延等工艺。值得一提的是，可以随意调整液压机的工作节奏，操作起来十分方便，生产效率较高。

2.2 剪裁设备

剪裁设备通常可分为龙门剪、滚剪和振动剪。剪裁是冲压技术中重要的预备工序，即使材料某个部分相对于其他部分沿着一定的线路相分离。

3 冲压工艺与模具制造技术的发展

在评价一个国家工业制造水平时，模具制造技术是其中一项重要的指标。模具具有很高的技术含量和附加值，在我国经济高速发展的进程中，模具制造技术也获得了飞速发展，并同冷冲压工艺一起成为教育培训、研究开发以及推广和应用的焦点。

随着经济全球化进程的深入，我国的工业生产也迎来了前所未有的机遇和挑战。我国逐渐成为重要的机械加工基地，并在全球的工业领域中占有越来越重要的地位，工业生产的格局已经发生变化。如何适应新的经济环境，并在激烈的竞争中站稳脚跟、获得发展，已经成为行业人士普遍关注的话题。制造业产品结构调整的速度随着工业技术的发展和进步不斷加快，机床模具行业也不例外。企业的市场意识和竞争意识越来越强，以追求高质量、低成本、短周期为目标，并形成了上述三个要素形成的工程设计和产品研发的核心因素。因此，模具制造行业也必须紧跟时代的步伐，全方位多角度地投入到市场竞争中，提高设计技术、改善制造工艺、优化生产模式，从而适应现代生产的需求。

计算机技术应用到设计领域，使得计算机辅助设计和制造成为现实，而软件技术的发展，在很大程度上提高了模具行业的生产效率。与非计算机时代相比，当前的模具行业的生产效率提高了3倍左右。生产周期也被大大缩短，压缩了一半多。CAD/CAE/CAM技术的普及和应用，促进了模具设计领域的重大飞跃。模具工艺的改进和提高，必须以数控技术如五轴加工机床、高速铣等为现实基础。超精加工手段也大量用于模具加工。逆向工程、并行工程、敏捷制造、虚拟制造等先进制造技术在模具工业中应用也己普遍。

这些年以来，我国已成功运用弹塑性有限法研制出板料成形过程的模拟软件，借助这种软件的帮助，模具设计人员能够随意修改工艺参数，在电脑上模拟和评估某种工艺方案对零件加工成功的概率和可行性。这一虚拟成形技术，即冲压CAE，不仅可以节省昂贵的模具试验费用，也可以大大缩短试制周期和提高成形件的质量。

冷冲压生产的机械化和自动化。为了满足大批量生产的需要，冲压设备己由单工位的低速压力机发展到多工位的高速压力机；在高速压力机上采用多工位的级进模进行冲压加工，使冷冲压生产达到高度自动化；汽车覆盖件可采用自动送料、自动取件、自动传送的流水线生产。

4 结束语

随着我国工业不断向现代化、自动化推进，冷冲压模具技术已成为促进我国工业发生质的飞跃的重要着力点。一方面要以积极的心态面向世界，努力吸收国际先进冷冲压技术和经验；另一方面，要加快自主创新步伐，积极寻找推进冷冲压技术发展的新道路和新途径，为国内现代化建设提供动力。

参考文献

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