机械冲压模具设计应用发展分析

王瑞 宝鸡技师学院

机械冲压模具设计应用发展分析

王瑞 宝鸡技师学院

一直以来，工业模具在工业生产中都起着重要的作用，是工业领域能够不断进行创新并实现大规模生产的摇篮，正所谓工欲善其事必先利其器，模具的科技水平在很大程度上决定了工业生产水平，要想提高工业生产的专业性与技术性，提升生产效率，有必要不断做好模具的设计工作，使其更广泛的应用到工业生产中去。本文主要对机械模具中的冲压技术进行分析，从模具设计中存在的问题出发，探究如何进行创新发展。

机械冲压 模具设计 应用 分析

查阅2011年中国模具发展相关资料，国内模具企业实现销售额1240亿元，年增长率达到10.7%，其中冲压模具的比例达到37%，生产的冲压模具数量1050万套，消耗钢材172万吨，实现销售额458.8亿元。从世界范围来看，中国的模具发展规模仅次于日本、美国，排在第三，可以预见，在未来工业发展过程中，模具的发展重要性越来越凸显。在模具行业，根据使用的材料以及成型的特点可以将其细分为冲压模具、粉末冶金模具、铸造模具、压铸模具、注塑模具等不同类型，冲压模具无论是数量还是销售额都占据了很大的比例，做好冲压模具设计应用工作意义重大。

一、冲压工艺

（一）冲压工艺定义

冲压工艺指的是在借助金属塑性变形的性能，通过相关的辅助工具，比如说模具和冲压设备向板料施压，使得板料按照事先设计好的形状与尺寸进行变形，形成需要的产品，这种工艺主要应用于对金属材料进行加工。

（二）冲压工艺的特点

冲压工艺在机械模具生产过程中得到大范围的应用，主要具备以下特点：1.通过实现机械化与自动化生产，更有效的提高生产效率，与时代接轨；2.冲压工艺生产出来的设备精准度非常高，表面质量高，因此并不再需要二次加工，对材料造成的损耗小，有效降低生产成本；3.通过冲压工艺生产出来的模具具有更广泛的适用性；4.形状复杂的零件设备通过冲压工艺也能够进行高精准的生产。

二、机械模具应用的问题

1.可靠性。在进行模具的制作过程中要注意工作间隙的选择，把控好间距的大小，这在很大程度上会直接影响到模具的质量，从而对设备的可靠性产生影响，需要在进行模具设计过程中不断进行优化，确定最终的设计标准。

2.安全性。设计过程中的小问题会影响到机械设备操作过程中的安全性，比如对装卸设备需要在卸料过程中开槽，从而避免操作人员受伤，因此在进行模具设计过程中就需要对相关零件预留回转的空间。

3.使用寿命。模具的设计也会影响到机械设备的整体使用寿命，比如设备在运行过程中会产生震动，这对模座影响很大，因此在实际设计过程中要考虑到这一点，将模座的厚度进行加大处理，避免频繁震动影响到模座的使用寿命。

三、冲压模具可持续发展的创新路径

机械冲压模具设计的创新发展可以从材料创新、工艺创新、结构创新、制造工艺及装备、生产模式创新以及模块化创新等路径寻求更多的发展方向。

1.模具材料创新。随着技术的不断发展，越来越多的新型材料被广泛的应用到机械模具生产制作中，这些新材料大都具有高强度、高硬度等特性，在生产过程中会对模具造成不可恢复的损伤，使得模具的生产效率低，同时生产出来的产品精准度也会降低，因此需要做好模具材料的创新，制作模具的材料需要有更高的性能。各种合金、陶瓷材料是未来材料发展的主要方向。

2.冲压工艺创新。冲压工艺与冲压模具有着密不可分的关系，要想更好的应用冲压模具，就需要做好冲压工艺创新工作，复合落料模、连续模等能够有效提升生产效率，同时还能够对工人减负，除了这些工艺之外，还可对现有的工艺进行重新组合，通过减少工序或者模具数量的途径来降低成本。在现有的工艺基础上不断创新冲压工艺也是工艺创新的重要渠道。

3.模具结构创新。现代工业生产中，越来越多的三维造型零件需求对传统的只能够往复直线运动的模具造成了极大地冲击，要想生产三维零件，需要配合进行辅助模具的机械运动，对模具结构进行创新。在未来机械模具发展过程中，越来越多的机械原理会运用到设计中去，以满足更多个性化的生产需求。

4.模具制造工艺及装备创新。要想获得更好的精准度，就需要在模具设计与制造过程中做好制造工艺与生产装备的工作。现阶段我国机械模具生产中主要采用的工艺有平面磨削、火花放电成型加工、线切割、切削加工、圆形磨削等，每一种制造工艺都需要用到相应的制造设备，并且不同的工艺生产出来模具的精准度都是不一样的。为了获得更高的精准度，未来模具将会朝着数控技术方向发展，能够实现对模具三维加工的磨床设备将会得到更广泛的应用，同时为了更好的提升模具的机械性能，相关的模具表面处理以及热处理工艺也会得到重视。

5.针对生产模式进行创新。由于模具大都是单件生产，而模具单件生产又包括设计、加工、外协采购等环节，每一个环节都有相当长的流程，因此通常情况下模具生产存在周期长、效率低的问题，需要针对实际的模具生产模式进行创新，简化流程。

6.对模具进行模块化创新。顾名思义，模具模块化就是把模具根据其具体的功能、是否可重复使用等重新进行组合拆分，提升整体生产效率，更便于开展模具维护工作，同时能够降低生产成本，但是也会存在模具生产的前期准备时间过程的问题，现阶段我国已经实现模块化的模具主要有垫铁、凹凸模镶件等，在未来可以继续朝着功能性的组件等可持续使用的模具方向发展。

随着我国经济的快速发展，工业依然是我国产业结构中的重要组成部分，而作为工业生产的重要环节，模具的设计应用工作一直都是行业研究人员的研究重点与热点。高技术的工业冲压模具不仅使用寿命更长，而且能获得更好的使用效果。为了实现工业生产效率的提高，减少不必要的工业生产成本，需要不断开展机械模具设计研究工作，积极应用推广到更多的工业生产领域。

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[2]刘李一.探讨冲压模具的技术应用与发展趋势[J].中国机械,2014(9):80-81.

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