沖壓模具簡(jiǎn)介和材料

1、 沖壓模具系列 沖壓模具，是在冷沖壓加工中，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(jī)上的 模具對(duì)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。 目錄 簡(jiǎn)述 分類 根據(jù)工藝性質(zhì)分類 根據(jù)工序組合程度分類 依產(chǎn)品的加工方法分類 模具典型結(jié)構(gòu)組成 第一類 第二類 模具先進(jìn)制造工藝及設(shè)備 高速銑削加工 電火花銑削加工 慢走絲線切割技術(shù) 磨削及拋光加工技術(shù) 數(shù)控測(cè)量 模內(nèi)攻牙技術(shù) 模具新材料及熱、表處理 沖壓模具材料 熱處理、表處理新工藝 沖壓模具材料的選用原則 生產(chǎn)批量 被沖壓材料的

2、，性能、模具零件的使用條件 材料性能 降低生產(chǎn)成本 開發(fā)專用模具鋼 考慮我國(guó)模具的生產(chǎn)和使用情況 模具 CAD/CAM 技術(shù) 沖壓模具行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)趨勢(shì) 現(xiàn)狀 PDX 軟件界面 未來(lái)沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 我國(guó)涌現(xiàn)大批沖壓模具龍頭企業(yè) 沖壓模具結(jié)構(gòu)對(duì)安全的影響 模具的主要零件、作用及安全要求 模具設(shè)計(jì)的安全要點(diǎn) 簡(jiǎn)述 分類 根據(jù)工藝性質(zhì)分類 根據(jù)工序組合程度分類 依產(chǎn)品的加工方法分類 模具典型結(jié)構(gòu)組成 第一類 第二類 模具先進(jìn)制造工藝及設(shè)備 高速銑削加工 電火花銑削加工 慢走絲線切割技術(shù) 磨削及拋光加工技術(shù) 數(shù)控測(cè)量 模內(nèi)攻牙技術(shù) 模具新材料及熱、表處理 沖壓模具材料 熱處理、表處理新工

3、藝 沖壓模具材料的選用原則 生產(chǎn)批量 被沖壓材料的，性能、模具零件的使用條件 材料性能 降低生產(chǎn)成本 開發(fā)專用模具鋼 考慮我國(guó)模具的生產(chǎn)和使用情況 模具 CAD/CAM 技術(shù) 沖壓模具行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)趨勢(shì) 現(xiàn)狀 PDX 軟件界面 未來(lái)沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 我國(guó)涌現(xiàn)大批沖壓模具龍頭企業(yè) 沖壓模具結(jié)構(gòu)對(duì)安全的影響 模具的主要零件、作用及安全要求 模具設(shè)計(jì)的安全要點(diǎn) 展開 蘇州 LED 燈研磨 編輯本段簡(jiǎn)述 沖壓模具是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備， 是技術(shù)密集型產(chǎn)品。 沖壓件的質(zhì)量、 生產(chǎn)效 率以及生產(chǎn)成本等， 與模具設(shè)計(jì)和制造有直接關(guān)系。 模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)水平的高低， 是衡 在很大程度上決定

4、著產(chǎn)品的質(zhì)量、 效益和新 模具構(gòu)造 ,模具材料三方面來(lái)分類。 量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志之一， 產(chǎn)品的開發(fā)能力。 編輯本段分類 沖壓模具的形式很多， 沖模也依工作性質(zhì) 根據(jù)工藝性質(zhì)分類 a. 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。 b. 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。 c. 拉深模 是把板料毛坯制成開口空心件，或使空心件進(jìn)一步改變形狀和尺寸的模具。 d. 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。

5、如脹形模、縮口模、擴(kuò)口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等。 根據(jù)工序組合程度分類 a. 單工序模 在壓力機(jī)的一次行程中， 只完成一道沖壓工序的模具。 b. 復(fù)合模 只有一個(gè)工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在同一工位上同時(shí)完成兩道或兩道 以上沖壓工序的模具。 c. 級(jí)進(jìn)模（也稱連續(xù)模） 在毛坯的送進(jìn)方向上，具有兩個(gè)或更多的工位，在壓力機(jī)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。 d. 傳遞模 綜合了單工序模和級(jí)進(jìn)模的特點(diǎn)，利用機(jī)械手傳遞系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的模內(nèi)快 速傳遞，可以大大提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率， 減低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，節(jié)儉材料成本，并且質(zhì)量穩(wěn) 定可靠。 依產(chǎn)品的加工方法分類

6、依產(chǎn)品加工方法的不同，可將模具分成沖剪模具、彎曲模具、 抽制模具、 成形模具和壓 縮模具等五大類。 a. 沖剪模具：是以剪切作用完成工作的，常用的形式有剪斷沖模、下料沖模、沖孔沖 模、修邊沖模、整緣沖模、拉孔沖模和沖切模具。 b. 彎曲模具：是將平整的毛胚彎成一個(gè)角度的形狀，視零件的形狀、精度及生產(chǎn)量的多 寡，乃有多種不同形式的模具， 如普通彎曲沖模、 凸輪彎曲沖模、 卷邊沖模、 圓弧彎曲沖模、 折彎沖縫沖模與扭曲沖模等。 c. 抽制模具：抽制模具是將平面毛胚制成有底無(wú)縫容器。 d. 成形模具：指用各種局部變形的方法來(lái)改變毛胚的形狀，其形式有凸張成形沖模、卷 緣成形沖模、頸縮成形沖模、孔凸緣成

7、形沖模、圓緣成形沖模。 e. 壓縮模具：是利用強(qiáng)大的壓力，使金屬毛胚流動(dòng)變形，成為所需的形狀，其種類有擠 制沖模、壓花沖模、壓印沖模、端壓沖模。 編輯本段模具典型結(jié)構(gòu)組成 第一類 工藝零件，這類零件直接參與工藝過(guò)程的完成并和坯料有直接接觸，包括有工作零件、 定位零件、卸料與壓料零件等； 第二類 結(jié)構(gòu)零件， 這類零件不直接參與完成工藝過(guò)程， 也不和坯料有直接接觸， 只對(duì)模具完成 工藝過(guò)程起保證作用，或?qū)δ＞吖δ芷鹜晟谱饔茫?包括有導(dǎo)向零件、緊固零件、標(biāo)準(zhǔn)件及其 它零件等，如表 1.1.3 所示。應(yīng)該指出，不是所有的沖模都必須具備上述六種零件，尤其是 單工序模，但是工作零件和必要的固定零件等是不可

8、缺少的。 編輯本段模具先進(jìn)制造工藝及設(shè)備 模具制造技術(shù)現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展， 計(jì)算機(jī)技術(shù)、 信息 技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)正不斷向傳統(tǒng)制造技術(shù)滲透、交叉、融合，對(duì)其實(shí)施改造，形 成先進(jìn)制造技術(shù)。目前又出現(xiàn)了在沖壓模內(nèi)攻牙技術(shù),引導(dǎo)了不少?zèng)_壓廠家為了降低成本 ,引 起了一股搶購(gòu)熱潮 . 模具先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展主要體現(xiàn)在： 高速銑削加工 普通銑削加工采用低的進(jìn)給速度和大的切削參數(shù)， 而高速銑削加工則采用高的進(jìn)給速度 和小的切削參數(shù)， 高速銑削加工相對(duì)于普通銑削加工具有如下特點(diǎn)： a. 高效 高速銑削的主軸轉(zhuǎn)速一般為 15000r/min 40000r/min ，最高可

9、達(dá) 100000r/min 。 在切削鋼時(shí)，其切削速度約為 400m/min ，比傳統(tǒng)的銑削加工高 510 倍；在加工模具型腔 時(shí)與傳統(tǒng)的加工方法 （傳統(tǒng)銑削、電火花成形加工等 ）相比其效率提高 45 倍。 b. 高精度 高速銑削加工精度一般為 10m，有的精度還要高。 c. 高的表面質(zhì)量 由于高速銑削時(shí)工件溫升小 （約為 3C），故表面沒有變質(zhì)層及微裂紋， 熱變形也小。最好的表面粗糙度Ra 小于 1m，減少了后續(xù)磨削及拋光工作量。 d.可加工高硬材料 可銑削 50 54HRC 的鋼材，銑削的最高硬度可達(dá) 60HRC 。 鑒于高速加工具備上述優(yōu)點(diǎn)， 所以高速加工在模具制造中正得到廣泛應(yīng)用， 并

10、逐步替代 部分磨削加工和電加工。 電火花銑削加工 電火花銑削加工 （又稱為電火花創(chuàng)成加工） 是電火花加工技術(shù)的重大發(fā)展， 這是一種替 代傳統(tǒng)用成型電極加工模具型腔的新技術(shù)。 像數(shù)控銑削加工一樣， 電火花銑削加工采用高速 旋轉(zhuǎn)的桿狀電極對(duì)工件進(jìn)行二維或三維輪廓加工， 無(wú)需制造復(fù)雜、 昂貴的成型電極。 日本三 菱公司最近推出的 EDSCAN8E 電火花創(chuàng)成加工機(jī)床，配置有電極損耗自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)、 CAD/CAM 集成系統(tǒng)、 在線自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)， 體現(xiàn)了當(dāng)今電火花創(chuàng)成加工機(jī)床 的水平。 慢走絲線切割技術(shù) 目前， 數(shù)控慢走絲線切割技術(shù)發(fā)展水平已相當(dāng)高， 功能相當(dāng)完善， 自動(dòng)化程度已達(dá)到無(wú) 人

11、看管運(yùn)行的程度。最大切割速度已達(dá) 300mm2/min ，加工精度可達(dá)到 1.5 ，m加工表面粗 糙度 Ra0.10.2 m。直徑 0.030.1mm 細(xì)絲線切割技術(shù)的開發(fā)，可實(shí)現(xiàn)凹凸模的一次切割 完成，并可進(jìn)行 0.04mm 的窄槽及半徑 0.02mm 內(nèi)圓角的切割加工。錐度切割技術(shù)已能進(jìn)行 30以上錐度的精密加工。 磨削及拋光加工技術(shù) 磨削及拋光加工由于精度高、 表面質(zhì)量好、 表面粗糙度值低等特點(diǎn)， 在精密模具加工中 廣泛應(yīng)用。 目前，精密模具制造廣泛使用數(shù)控成形磨床、 數(shù)控光學(xué)曲線磨床、數(shù)控連續(xù)軌跡 坐標(biāo)磨床及自動(dòng)拋光機(jī)等先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)。 數(shù)控測(cè)量 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的復(fù)雜， 必然導(dǎo)致模具零件形狀

12、的復(fù)雜。 傳統(tǒng)的幾何檢測(cè)手段已無(wú)法適應(yīng)模具 的生產(chǎn)。 現(xiàn)代模具制造已廣泛使用三坐標(biāo)數(shù)控測(cè)量機(jī)進(jìn)行模具零件的幾何量的測(cè)量， 模具加 工過(guò)程的檢測(cè)手段也取得了很大進(jìn)展。 三坐標(biāo)數(shù)控測(cè)量機(jī)除了能高精度地測(cè)量復(fù)雜曲面的數(shù) 據(jù)外，其良好的溫度補(bǔ)償裝置、 可靠的抗振保護(hù)能力、 嚴(yán)密的除塵措施以及簡(jiǎn)便的操作步驟， 使得現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化檢測(cè)成為可能。 模具先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)制模技術(shù)模具質(zhì)量依賴于人為因素， 不易控制的狀 況，使得模具質(zhì)量依賴于物化因素， 整體水平容易控制， 模具再現(xiàn)能力強(qiáng)。 編輯本段模內(nèi)攻牙技術(shù) 模內(nèi)攻牙又稱模內(nèi)攻絲 ,是一種替代了傳統(tǒng)人工攻牙的新技術(shù) ,目前傳統(tǒng)的攻牙設(shè)備已經(jīng) 不能適應(yīng)沖

13、壓產(chǎn)品需求 ,效率太低 ,加工時(shí)間長(zhǎng) .遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了市場(chǎng)的需要 .模內(nèi)攻牙技術(shù)的導(dǎo) 人使得沖壓模具真正的實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化 ,效率化 ,攻牙范圍可達(dá)到最小 M0.6,最大可達(dá)到 M45. 精 度可達(dá)到 0.01mm, 模內(nèi)攻牙技術(shù)使的沖出來(lái)的產(chǎn)品不需要再進(jìn)行第二次人工攻牙,其擠壓出 來(lái)的產(chǎn)品質(zhì)量有保證 ,表面光潔度好 ,效率高 ,成本低 .廣泛應(yīng)用于沖壓模具行業(yè) . 編輯本段模具新材料及熱、表處理 隨著產(chǎn)品質(zhì)量的提高， 對(duì)模具質(zhì)量和壽命要求越來(lái)越高。 而提高模具質(zhì)量和壽命最有效 的辦法就是開發(fā)和應(yīng)用模具新材料及熱、表處理新工藝,不斷提高使用性能 , 不銹鋼板材沖壓模具材料 改善加工性能。 沖壓模具材

14、料 制造沖壓模具的材料有鋼材、硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金、鋅基合金、低熔點(diǎn)合金、鋁青 銅、高分子材料等等。 目前制造沖壓模具的材料絕大部分以鋼材為主， 常用的模具工作部件 材料的種類有： 碳素工具鋼、 低合金工具鋼、 高碳高鉻或中鉻工具鋼、 中碳合金鋼、 高速鋼、 基體鋼以及硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金等等。 a. 碳素工具鋼 在模具中應(yīng)用較多的碳素工具鋼為 T8A 、T10A 等，優(yōu)點(diǎn)為加工性能好，價(jià)格便宜。但 淬透性和紅硬性差，熱處理變形大，承載能力較低。 b. 低合金工具鋼 低合金工具鋼是在碳素工具鋼的基礎(chǔ)上加入了適量的合金元素。 與碳素工具鋼相比， 減 少了淬火變形和開裂傾向， 提高了鋼的淬透性

15、， 耐磨性亦較好。 用于制造模具的低合金鋼有 CrWMn 、9Mn2V 、7CrSiMnMoV（ 代號(hào) CH-1） 、6CrNiSiMnMoV（ 代號(hào) GD） 等。 c. 高碳高鉻工具鋼 常用的高碳高鉻工具鋼有 Cr12 和 Cr12MoV 、Cr12Mo1V1 （代號(hào) D2），它們具有較好的 淬透性、淬硬性和耐磨性，熱處理變形很小， 為高耐磨微變形模具鋼， 承載能力僅次于高速 鋼。但碳化物偏析嚴(yán)重，必須進(jìn)行反復(fù)鐓拔（軸向鐓、徑向拔）改鍛，以降低碳化物的不均 勻性，提高使用性能。 d. 高碳中鉻工具鋼 用于模具的高碳中鉻工具鋼有 Cr4W2MoV 、Cr6WV 、Cr5MoV 等，它們的含鉻量

16、較低， 共晶碳化物少， 碳化物分布均勻，熱處理變形小， 具有良好的淬透性和尺寸穩(wěn)定性。與碳化 物偏析相對(duì)較嚴(yán)重的高碳高鉻鋼相比，性能有所改善。 e. 高速鋼 高速鋼具有模具鋼中最高的的硬度、 耐磨性和抗壓強(qiáng)度， 承載能力很高。 模具中常用的 有 W18Cr4V （代號(hào) 8-4-1）和含鎢量較少的 W6Mo5 Cr4V2 （代號(hào) 6-5-4-2，美國(guó)牌號(hào)為 M2） 以及為提高韌性開發(fā)的降碳降釩 高速鋼 6W6Mo5 Cr4V （代號(hào) 6W6 或稱低碳 M2 ）。高速鋼 也需要改鍛 ，以改善其碳化物分布 。 f. 基體鋼 在高速鋼的基本成分上添加少量的其它元素， 的鋼種統(tǒng)稱基體鋼。 它們不僅有高速

17、鋼的特點(diǎn)， 和韌性均優(yōu)于高速鋼， 為高強(qiáng)韌性冷作模具鋼， 適當(dāng)增減含碳量， 以改善鋼的性能。 這樣 具有一定的耐磨性和硬度， 而且抗疲勞強(qiáng)度 材料成本卻比高速鋼低。 模具中常用的基體 鋼有 6Cr4W3Mo2VNb （代號(hào) 65Nb ）、7Cr7Mo2V2Si （代號(hào) LD ）、5Cr4Mo3SiMnVAL （代號(hào) 012AL ）等。 g. 硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金 硬質(zhì)合金的硬度和耐磨性高于其它任何種類的模具鋼， 但抗彎強(qiáng)度和韌性差。 用作模具 的硬質(zhì)合金是鎢鈷類，對(duì)沖擊性小而耐磨性要求高的模具，可選用含鈷量較低的硬質(zhì)合金。 對(duì)沖擊性大的模具，可選用含鈷量較高的硬質(zhì)合金。 鋼結(jié)硬質(zhì)合金是以鐵粉

18、加入少量的合金元素粉末（如鉻、 鉬 、鎢、釩等）做粘合劑， 以碳化 鈦或碳化鎢為硬質(zhì)相 ，用粉末冶金方法燒結(jié)而成。 鋼結(jié)硬質(zhì)合金的基體是鋼， 克服 了硬質(zhì)合金韌性較差、加工困難的缺點(diǎn)，可以切削、焊接、鍛造和熱處理。 鋼結(jié)硬質(zhì)合金 含有大量的碳化物， 雖然硬度和耐磨性低于硬質(zhì)合金，但仍高于其它鋼種， 經(jīng)淬火、回火后 硬度可達(dá) 68 73HRC 。 h. 新材料 沖壓模具使用的材料屬于冷作模具鋼，是應(yīng)用量大、 使用面廣、種類最多的模具鋼。主 要性能要求為強(qiáng)度、韌性、耐磨性。目前冷作模具鋼的發(fā)展趨勢(shì)是在高合金鋼D2（相當(dāng)于 我國(guó) Cr12MoV ）性能基礎(chǔ)上，分為兩大分支：一種是降低含碳量和合金元素

19、量，提高鋼中 碳化物分布均勻度，突出提高模具的韌性。如美國(guó)釩合金鋼公司的 8CrMo2V2Si 、日本大同 特殊鋼公司的 DC53（Cr8Mo2SiV） 等。另一種是以提高耐磨性為主要目的，以適應(yīng)高速、自 動(dòng)化、大批量生產(chǎn)而開發(fā)的粉末高速鋼。 如德國(guó)的 320CrVMo13 ，等。 熱處理、表處理新工藝 為了提高模具工作表面的耐磨性、硬度和耐蝕性，必須采用熱、表處理新技術(shù)，尤其是 表面處理新技術(shù)。 除人們熟悉的鍍硬鉻、 氮化等表面硬化處理方法外， 近年來(lái)模具表面性能 強(qiáng)化技術(shù)發(fā)展很快， 實(shí)際應(yīng)用效果很好。 其中，化學(xué)氣相沉積 （CVD ）、物理氣相沉積 （PVD ） 以及鹽浴滲金屬（ TD ）

20、的方法是幾種發(fā)展較快，應(yīng)用最廣的表面涂覆硬化處理的新技術(shù)。 它們對(duì)提高模具壽命和減少模具昂貴材料的消耗， 有著十分重要的意義。 編輯本段沖壓模具材料的選用原則 在沖壓模具中， 使用了各種金屬材料和非金屬材料， 主要有碳鋼、 合金鋼、 鑄鐵、 鑄鋼、 硬質(zhì)合金、 低熔點(diǎn)合金、 鋅基合金、 鋁青銅、 合成樹脂、 聚氨脂橡膠、 塑料、 層壓樺木板等。 制造模具的材料，要求具有高硬度、高強(qiáng)度、高耐磨性、適當(dāng)?shù)捻g性、高淬透性和熱處 理不變形 （或少變形 ）及淬火時(shí)不易開裂等性能。 合理選取模具材料及實(shí)施正確的熱處理工藝是保證模具壽命的關(guān)鍵。對(duì)用途不同的模 具，應(yīng)根據(jù)其工作狀態(tài)、 受力條件及被加工材料的性

21、能、 生產(chǎn)批量及生產(chǎn)率等因素綜合考慮， 并對(duì)上述要求的各項(xiàng)性能有所側(cè)重，然后作出對(duì)鋼種及熱處理工藝的相應(yīng)選擇。 生產(chǎn)批量 當(dāng)沖壓件的生產(chǎn)批量很大時(shí)， 模具的工作零件凸模和凹模的材料應(yīng)選取質(zhì)量高、 耐磨性 好的模具鋼。對(duì)于模具的其它工藝結(jié)構(gòu)部分和輔助結(jié)構(gòu)部分的零件材料，也要相應(yīng)地提高。 在批量不大時(shí)，應(yīng)適當(dāng)放寬對(duì)材料性能的要求，以降低成本。 被沖壓材料的，性能、模具零件的使用條件 當(dāng)被沖壓加工的材料較硬或變形抗力較大時(shí)， 沖模的凸、 凹模應(yīng)選取耐磨性好、 強(qiáng)度高 的材料。拉深不銹鋼時(shí)， 可采用鋁青銅凹模， 因?yàn)樗哂休^好的抗粘著性。 而導(dǎo)柱導(dǎo)套則要 求耐磨和較好的韌性， 故多采用低碳鋼表面滲碳淬

22、火。 又如， 碳素工具鋼的主要不足是淬透 性差， 在沖模零件斷面尺寸較大時(shí)， 淬火后其中心硬度仍然較低， 但是，在行程次數(shù)很大的 壓床上工作時(shí)， 由于它的耐沖擊性好反而成為優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于固定板、 卸料板類零件， 不但要有 足夠的強(qiáng)度，而且要求在工作過(guò)程中變形小。 另外，還可以采用冷處理和深冷處理、真空處 理和表面強(qiáng)化的方法提高模具零件的性能。對(duì)于凸、 凹模工作條件較差的冷擠壓模， 應(yīng)選取 有足夠硬度、強(qiáng)度、 韌性、 耐磨性等綜合機(jī)械性能較好的模具鋼，同時(shí)應(yīng)具有一定的紅硬性 和熱疲勞強(qiáng)度等。 材料性能 應(yīng)考慮材料的冷熱加工性能和工廠現(xiàn)有條件。 降低生產(chǎn)成本 注意采用微變形模具鋼，以減少機(jī)加工費(fèi)用。

23、開發(fā)專用模具鋼 對(duì)特殊要求的模具，應(yīng)開發(fā)應(yīng)用具有專門性能的模具鋼。 考慮我國(guó)模具的生產(chǎn)和使用情況 選擇模具材料要根據(jù)模具零件的使用條件來(lái)決定， 做到在滿足主要條件的前提下， 選用 價(jià)格低廉的材料，降低成本。 編輯本段模具 CAD/CAM 技術(shù) 計(jì)算機(jī)技術(shù)、 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的迅速發(fā)展和有機(jī)結(jié)合， 形成了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與計(jì) 算機(jī)輔助制造（ CAD/CAM ）這一新型技術(shù)。 CAD/CAM 是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，是一項(xiàng)高科技、高效益的系統(tǒng)工程， 它以計(jì)算機(jī)軟件的形式為用戶提供一種有效的輔助工具， 使工程技術(shù)人員能借助計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn) 品、模具結(jié)構(gòu)、成形工藝、數(shù)控加工及成本等進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化。

24、模具 CAD/CAM 能顯著縮 短模具設(shè)計(jì)及制造周期、 降低生產(chǎn)成本、 提高產(chǎn)品質(zhì)量已成為人們的共識(shí)。 隨著功能強(qiáng)大的專業(yè)軟件和高效集成制造設(shè)備的出現(xiàn)， 以三維造型為基礎(chǔ)、 基于并行工 程（ CE）的模具 CAD/CAM 技術(shù)正成為發(fā)展方向，它能實(shí)現(xiàn)面向制造和裝配的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn) 成形過(guò)程的模擬和數(shù)控加工過(guò)程的仿真，使設(shè)計(jì)、制造一體化。 快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)為了適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)中多品種、 小批量生產(chǎn)的需要， 加快模具的制造速 度，降低模具生產(chǎn)成本， 開發(fā)和應(yīng)用快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)越來(lái)越受到人們的重視。目前， 快速 經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)主要有低熔點(diǎn)合金制模技術(shù)、 鋅基合金制模技術(shù)、 環(huán)氧樹脂制模技術(shù)、 噴涂成 形制模技

25、術(shù)、 疊層鋼板制模技術(shù)等。 應(yīng)用快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)制造模具， 能簡(jiǎn)化模具制造工藝、 縮短制造周期（比普通鋼模制造周期縮短70% 90%）、降低模具生產(chǎn)成本（比普通鋼模制 造成本降低 60% 80%），在工業(yè)生產(chǎn)中取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益。 對(duì)提高新產(chǎn)品的開發(fā)速度， 促進(jìn)生產(chǎn)的發(fā)展有著非常重要的作用。 編輯本段沖壓模具行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)趨勢(shì) 現(xiàn)狀 PDX 軟件界面 改革開放以來(lái)， 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)模具的需求量不斷增長(zhǎng)。近年來(lái)，模 具工業(yè)一直以 15%左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展，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(guó)有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營(yíng)也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和

26、黃巖 地區(qū)的 “模具之鄉(xiāng) ”；廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團(tuán) 紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。 隨著與 國(guó)際接軌的腳步不斷加快， 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇， 人們已經(jīng)越來(lái)越認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、 成本和 新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。 而模具制造是整個(gè)鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一。 近年許多模具企 業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度， 將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿Α?一些國(guó)內(nèi)模具企 業(yè)已普 PDX 軟件界面 及了二維 CAD ，并陸續(xù)開始使用 Pro/E、PDX 、UG NX 、NX Progressive Die Design 、I-DEAS

27、 、 Euclid-IS 、Logopress3、3DQuickPress 、MoldWorks 和 Topsolid Progress 等國(guó)際通用軟件，個(gè) 別廠家還引進(jìn)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(jì)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(jìn)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(jī)構(gòu)和大專 院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過(guò)多年的努力，在模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)方面取得 了顯著進(jìn)步； 在提高模具

28、質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。 例如，吉林大學(xué)汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨(dú)立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析 KMAS 軟 件，華中理工大學(xué)模具技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級(jí)進(jìn)模 CAD/CAE/CAM 軟件，上海交通大學(xué)模具 CAD 國(guó)家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究 中心開發(fā)的冷沖模和精沖模 CAD 軟件等在國(guó)內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶。 雖然中國(guó)模具工業(yè)在過(guò)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(dá)國(guó)家 相比仍有較大的差距。 例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(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(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等

29、，致使相當(dāng)一部分大型、精密、 復(fù)雜和長(zhǎng)壽命模具依賴進(jìn)口。 未來(lái)沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì) 模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品 “交貨期短 ”、“精度高 ”、“質(zhì)量好”、“價(jià)格低 ”的要 求服務(wù)。 達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項(xiàng)： (1) 全面推廣 CAD/CAM/CAE 技術(shù) 模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步， 普及 CAD/CAM/CAE 技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大 CAD/CAM 技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服 務(wù)的力度； 進(jìn)一步擴(kuò)大 CAE 技術(shù)的應(yīng)用范圍。 計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使 CAD/CAM/CAE 技 術(shù)跨地區(qū)、 跨企業(yè)、 跨院所地在整個(gè)行

30、業(yè)中推廣成為可能，實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合， 使虛 擬制造成為可能。 (2) 高速銑削加工 國(guó)外近年來(lái)發(fā)展的高速銑削加工， 大幅度提高了加工效率， 并可獲得極高的表面光潔度。 另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展， 對(duì)汽車、 家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。 目前它已向更高的敏捷化、 智能化、 集成化方向發(fā)展。 (3) 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多 功能， 大大縮短了模具的在研制制造周期。 有些快速掃描系統(tǒng)， 可快速安裝在已有的數(shù)控銑 床及加工中心上， 實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、 自動(dòng)

31、生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、 不同格式的 CAD 數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的 “逆向工程 ”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè) 得到成功應(yīng)用，相信在 “十五 ”期間將發(fā)揮更大的作用。 (4) 電火花銑削加工 電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)， 這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工 型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣 )， 因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極， 這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。 國(guó)外已有使 用這種技術(shù)的機(jī)床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計(jì)這一技術(shù)將得到發(fā)展。 (5) 提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度 我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，估計(jì)目前我國(guó)

32、模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到 30% 左右。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家一般為 80% 左右。 (6) 優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù) 選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來(lái)提高模具的壽命就顯得十分必要。 模具熱處 理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 模具熱處理的發(fā)展方向是采用真 空熱處理。 模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進(jìn)的氣相沉積(TiN 、TiC 等)、等離子噴涂等技 術(shù)。 (7) 模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化 模具表面的質(zhì)量對(duì)模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動(dòng)化、 智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作， 以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢(shì)。 (8) 模具自動(dòng)加工系統(tǒng)

33、的發(fā)展 這是我國(guó)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。 模具自動(dòng)加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺(tái)機(jī)床合理組合； 配有隨行定位夾 具或定位盤；有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫(kù)；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測(cè)控制系 統(tǒng)。 編輯本段我國(guó)涌現(xiàn)大批沖壓模具龍頭企業(yè) 我國(guó)涌現(xiàn)出一大批模具行業(yè)的龍頭企業(yè)。 如，汽車覆蓋件模具有 “四大家 ”，大型塑料模 具有海爾、華威、群達(dá)行，精密沖壓模具有國(guó)盛、華富，汽車輪胎模具有巨輪、豪邁，鑄造 模具有一汽鑄造、寧波合力、廣州型腔、北侖輝旺，精密塑料模具有唯科、寧波橫河等等。 據(jù)武兵書介紹，模具行業(yè)已有 95 家企業(yè)被授予 “中國(guó)重點(diǎn)骨干模具企業(yè) ”稱號(hào)，本屆上海國(guó) 際模展期間， 中國(guó)模具協(xié)會(huì)還將給第四批 1

34、0 多家企業(yè)授牌。 屆時(shí)，“中國(guó)重點(diǎn)骨干模具企業(yè) ” 將達(dá)到 110 家左右。 長(zhǎng)期以來(lái)， 中國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展在地域分布上存在不平衡性，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， 模具生產(chǎn)最集中的地區(qū)在珠江三角和長(zhǎng)江三角地區(qū)， 其模 具產(chǎn)值約占全國(guó)產(chǎn)值的三分之二以上。據(jù)模具網(wǎng) CEO、深圳市模具技術(shù)學(xué)會(huì)副秘書長(zhǎng)羅百 輝介紹， 近年來(lái)這種格局正在發(fā)生深層變化， 我國(guó)模具業(yè)正在從較發(fā)達(dá)的珠三角、 長(zhǎng)三角地 區(qū)向內(nèi)地和北方擴(kuò)展， 在產(chǎn)業(yè)布局上出現(xiàn)了一些新的模具生產(chǎn)較集中的地區(qū)， 有京津冀、 長(zhǎng) 沙、成渝、武漢、皖中等地區(qū)，模具集聚發(fā)展成為新特點(diǎn)，模具園區(qū)(城、集聚地等)不斷 涌現(xiàn)。在東

35、部地區(qū)，已形成昆山、無(wú)錫精密模具產(chǎn)業(yè)集群生產(chǎn)基地；泊頭、蕪湖汽車模具產(chǎn) 業(yè)集群生產(chǎn)基地； 寧波、 黃巖、深圳、東莞大型、 精密模具產(chǎn)業(yè)集群生產(chǎn)基地。 羅百輝表示， 模具行業(yè)在中國(guó)被廣泛看好， 近年來(lái)我國(guó)模具行業(yè)加快了體制改革和機(jī)制轉(zhuǎn)換步伐，產(chǎn)業(yè)結(jié) 構(gòu)日趨合理，主要表現(xiàn)為大型、 精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度高于行業(yè)的總體發(fā) 展速度； 塑料模和壓鑄模比例增大； 面向市場(chǎng)的專業(yè)模具廠家數(shù)量及能力增加較快；隨著經(jīng) 濟(jì)體制改革的不斷深入， “三資 ”及民營(yíng)企業(yè)的發(fā)展很快。 編輯本段沖壓模具結(jié)構(gòu)對(duì)安全的影響 沖壓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(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)完成的。 加工時(shí)

36、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(jìn)入或停留在模具閉合區(qū)， 便會(huì)對(duì)其人身安全帶來(lái)嚴(yán)重威脅。 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(qiáng)度，不能在沖壓過(guò)程中斷裂或破壞； (2)對(duì)其材料及熱處理應(yīng)有適當(dāng)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(jì)定位零件時(shí)應(yīng)考慮操作方便，不應(yīng)有過(guò)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

37、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(duì)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(dòng)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(yùn)動(dòng)，頂出件 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)具有足夠的頂出力， 運(yùn)動(dòng)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(hù)板， 防止手指伸人或異物進(jìn)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(shí)有精確的 配合間隙。因此，導(dǎo)柱、導(dǎo)套的間隙應(yīng)小

38、于沖裁間隙。導(dǎo)柱設(shè)在下模座，要保證在沖程下死 點(diǎn)時(shí)，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(yuǎn)離模塊和壓料板 的部位，使操作者的手臂不用越過(guò)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； 上下模板是沖模的基礎(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(guò)大或過(guò)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(shí)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(duì)相等。墊板的間距以能出件為準(zhǔn)，不要太大， 以免模板斷裂。 6緊固零件 它包括螺釘

39、、螺母，彈簧、柱銷、墊圈等一般都采用標(biāo)準(zhǔn)件。沖壓模具的標(biāo)準(zhǔn)件用量 較多， 設(shè)計(jì)選用時(shí)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。 模具設(shè)計(jì)的安全要點(diǎn) 在結(jié)構(gòu)上應(yīng)盡量保證進(jìn)料、 定料、出件、清理廢料的方便。 對(duì)于小型零件的加工要嚴(yán)禁 操作者的手指、 手腕或身體的其他部位伸入模區(qū)作業(yè)； 對(duì)于大型零件的加工， 若操作者必須 手入模內(nèi)作業(yè)時(shí)， 要盡可能減少入模的范圍， 盡可能縮短身體某部位在模內(nèi)停留的時(shí)間， 并 應(yīng)明確模具危險(xiǎn)區(qū)范圍，配備必要的防護(hù)措施和裝置。 模具上的各種零件應(yīng)有足夠的強(qiáng)度及剛度， 防止使用過(guò)程中損壞和變形， 緊固零件要有 防松動(dòng)措施，避

40、免意外傷害操作者。 不允許在加工過(guò)程中發(fā)生廢料或工件飛彈現(xiàn)象， 影響操作者的注意力， 甚至擊傷操作者。 另外要避免沖裁件毛刺割傷人手。 不允許操作者在進(jìn)行沖壓操作時(shí)有過(guò)大的動(dòng)作幅度， 避免 出現(xiàn)使身體失去穩(wěn)定的姿勢(shì)； 不允許在作業(yè)時(shí)有過(guò)多和過(guò)準(zhǔn)的動(dòng)作。 應(yīng)盡量避免沖壓加工時(shí) 有強(qiáng)烈的噪聲和振動(dòng)。模具設(shè)計(jì)應(yīng)在總圖上標(biāo)明模具重量，便于安裝，保障安全。 20 千克 以上的零件加工應(yīng)有起重搬運(yùn)措施， 減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。 裝拆模具零件時(shí)應(yīng)方便安全， 避免有夾 手、割手的可能；模具要便于解體存放?？傊?，模具中的哪怕是細(xì)微的問題都會(huì)影響安全， 只有對(duì)每種作業(yè)中的具體問題進(jìn)行分析， 才能提出模具中的安全注意事項(xiàng)。 開放分類： 模具，連續(xù)模，沖壓模具，五金模具，級(jí)進(jìn)模 我來(lái)完善 “沖壓模具 ”相關(guān)詞條： 三維造型模具鋼材壓鑄壓鑄模塑料模具設(shè)計(jì)熱處理模具設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)件沖壓件沖床工裝夾具吸 塑模具 三維造型 模具