沖壓模具設(shè)計ProE三維技術(shù)應(yīng)用

沖壓模具設(shè)計ProE三維技術(shù)應(yīng)用一、本文概述隨著現(xiàn)代制造業(yè)的飛速發(fā)展，沖壓模具設(shè)計在工業(yè)生產(chǎn)中扮演著越來越重要的角色。特別是在汽車、電子、家電等行業(yè)中，沖壓模具的應(yīng)用廣泛，對產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率有著直接的影響。對沖壓模具設(shè)計技術(shù)的研究和探討，對于提升我國制造業(yè)的整體水平具有重要意義。本文旨在深入探討《沖壓模具設(shè)計ProE三維技術(shù)應(yīng)用》的相關(guān)內(nèi)容，旨在幫助讀者理解和掌握使用Pro/Engineer（簡稱ProE）這款強(qiáng)大的三維設(shè)計軟件，進(jìn)行高效、精確的沖壓模具設(shè)計。我們將從ProE軟件的基礎(chǔ)操作開始，逐步介紹其在沖壓模具設(shè)計中的應(yīng)用技巧和方法，包括模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計、運(yùn)動仿真、干涉檢查等方面。通過本文的學(xué)習(xí)，讀者將能夠熟悉ProE軟件在沖壓模具設(shè)計領(lǐng)域的實用功能，提升設(shè)計效率和準(zhǔn)確性，縮短產(chǎn)品研發(fā)周期。我們也希望借此機(jī)會，為國內(nèi)制造業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量，推動我國沖壓模具設(shè)計技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展。二、軟件基礎(chǔ)在沖壓模具設(shè)計的三維技術(shù)應(yīng)用中，Pro/ENGINEER（簡稱ProE）是一款廣泛使用的參數(shù)化三維CAD/CAM/CAE系統(tǒng)，由PTC（參數(shù)技術(shù)公司）開發(fā)。ProE以其強(qiáng)大的實體造型、參數(shù)化設(shè)計、特征驅(qū)動、全相關(guān)及單一數(shù)據(jù)庫等特性，在模具設(shè)計領(lǐng)域占據(jù)了重要地位。ProE提供了豐富的設(shè)計工具，如零件設(shè)計、裝配設(shè)計、工程圖設(shè)計等，使得設(shè)計師能夠輕松完成從概念到實體的完整設(shè)計流程。在沖壓模具設(shè)計中，設(shè)計師可以利用ProE的零件設(shè)計功能，創(chuàng)建精確的模具零件模型，包括凸模、凹模、導(dǎo)柱、導(dǎo)套等。同時，通過裝配設(shè)計功能，可以將這些零件按照實際的工作狀態(tài)進(jìn)行組裝，確保模具的整體結(jié)構(gòu)和功能滿足設(shè)計要求。ProE的參數(shù)化設(shè)計功能使得模具設(shè)計更加靈活和高效。設(shè)計師可以通過定義參數(shù)來控制模型的形狀和尺寸，實現(xiàn)快速的設(shè)計變更和優(yōu)化。這一特性在沖壓模具設(shè)計中尤為重要，因為模具設(shè)計往往需要根據(jù)產(chǎn)品的不同尺寸和形狀進(jìn)行調(diào)整。ProE的特征驅(qū)動設(shè)計也是其一大亮點(diǎn)。通過識別和利用設(shè)計特征，ProE可以大大提高設(shè)計的效率和準(zhǔn)確性。在沖壓模具設(shè)計中，設(shè)計師可以利用ProE的特征驅(qū)動功能，快速創(chuàng)建和修改模具的特征元素，如孔、槽、筋等，從而實現(xiàn)快速設(shè)計。ProE的單一數(shù)據(jù)庫特性使得設(shè)計、分析和制造過程中的數(shù)據(jù)保持一致性和相關(guān)性。在沖壓模具設(shè)計過程中，設(shè)計師可以利用ProE的分析工具進(jìn)行模具的強(qiáng)度、剛度等性能分析，以確保模具的可靠性和耐用性。通過與其他CAM/CAE軟件的集成，ProE可以實現(xiàn)模具設(shè)計、分析和制造的無縫銜接，提高整個模具開發(fā)過程的效率和質(zhì)量。ProE作為一款強(qiáng)大的三維CAD/CAM/CAE系統(tǒng)，在沖壓模具設(shè)計中具有廣泛的應(yīng)用前景。通過掌握ProE的基礎(chǔ)知識和高級技巧，設(shè)計師可以更加高效、準(zhǔn)確地完成模具設(shè)計任務(wù)，為企業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展提供有力支持。三、沖壓模具設(shè)計基礎(chǔ)沖壓模具設(shè)計是制造沖壓件的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其設(shè)計質(zhì)量直接關(guān)系到?jīng)_壓件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及模具的使用壽命。在進(jìn)行沖壓模具設(shè)計之前，需要掌握一些基礎(chǔ)知識和設(shè)計原則。沖壓模具按照其結(jié)構(gòu)和工作原理可分為多種類型，如簡單模、連續(xù)模、復(fù)合模等。簡單模結(jié)構(gòu)相對簡單，適用于生產(chǎn)單形狀簡單的沖壓件；連續(xù)模能夠?qū)崿F(xiàn)多個沖壓工序的連續(xù)作業(yè)，適用于大批量生產(chǎn)；復(fù)合模則結(jié)合了簡單模和連續(xù)模的特點(diǎn)，能夠在單次沖壓中實現(xiàn)多個工序。（1）合理性原則：模具設(shè)計應(yīng)保證沖壓過程的順利進(jìn)行，避免出現(xiàn)卡料、斷裂等問題。（2）經(jīng)濟(jì)性原則：在滿足使用要求的前提下，應(yīng)盡量降低模具的制造成本，提高模具的利用率。（3）安全性原則：模具設(shè)計應(yīng)考慮到操作人員的安全，避免因模具設(shè)計不當(dāng)導(dǎo)致的人身傷害。沖壓模具主要由上模、下模、導(dǎo)向裝置、卸料裝置等組成。上模和下模是模具的主要工作部分，通過它們之間的相對運(yùn)動實現(xiàn)沖壓過程。導(dǎo)向裝置用于保證上模和下模之間的精確對合，確保沖壓質(zhì)量。卸料裝置則用于將沖壓完成后的零件從模具中取出。模具材料的選擇直接影響到模具的強(qiáng)度和耐磨性。一般來說，模具材料應(yīng)具備高硬度、高強(qiáng)度、高耐磨性和良好的熱穩(wěn)定性等特點(diǎn)。常用的模具材料有高速鋼、硬質(zhì)合金、合金鋼等。ProE（Pro/Engineer）是一款強(qiáng)大的三維CAD/CAM/CAE系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于模具設(shè)計領(lǐng)域。利用ProE進(jìn)行沖壓模具設(shè)計，可以實現(xiàn)模具的三維建模、模擬分析、優(yōu)化設(shè)計等功能，大大提高模具設(shè)計的效率和準(zhǔn)確性。通過ProE的參數(shù)化設(shè)計功能，還可以快速生成不同規(guī)格的模具設(shè)計方案，滿足不同客戶的需求。四、三維技術(shù)在沖壓模具設(shè)計中的應(yīng)用隨著科技的進(jìn)步和制造業(yè)的發(fā)展，三維技術(shù)在沖壓模具設(shè)計中的應(yīng)用日益廣泛。ProE作為一款強(qiáng)大的三維建模軟件，其在沖壓模具設(shè)計中的應(yīng)用更是為模具制造行業(yè)帶來了革命性的變化。三維技術(shù)使得設(shè)計師能夠在設(shè)計初期就進(jìn)行全方位的模擬和分析。通過ProE的三維建模功能，設(shè)計師可以精確地創(chuàng)建出模具的三維模型，進(jìn)而在虛擬環(huán)境中進(jìn)行模擬沖壓過程，預(yù)測可能出現(xiàn)的問題。這樣一來，設(shè)計師在設(shè)計階段就能夠及時發(fā)現(xiàn)并修正設(shè)計缺陷，避免了在實際生產(chǎn)中出現(xiàn)問題，大大提高了設(shè)計的準(zhǔn)確性和可靠性。三維技術(shù)還大大簡化了模具設(shè)計的流程。在傳統(tǒng)的模具設(shè)計中，設(shè)計師需要花費(fèi)大量時間繪制二維圖紙，然后再根據(jù)圖紙進(jìn)行三維模型的構(gòu)建。而利用ProE的三維建模功能，設(shè)計師可以直接在三維環(huán)境中進(jìn)行設(shè)計，無需再進(jìn)行繁瑣的二維圖紙繪制，大大提高了設(shè)計效率。三維技術(shù)還使得模具設(shè)計更加直觀和易于理解。通過ProE的三維模型，設(shè)計師可以直觀地查看模具的各個部件和結(jié)構(gòu)，更好地理解模具的工作原理和性能。同時，三維模型也便于與其他設(shè)計人員進(jìn)行交流和討論，促進(jìn)了團(tuán)隊協(xié)作。三維技術(shù)還為模具設(shè)計提供了強(qiáng)大的優(yōu)化工具。通過ProE的優(yōu)化功能，設(shè)計師可以在保證模具性能的前提下，對模具的結(jié)構(gòu)和尺寸進(jìn)行優(yōu)化，使得模具更加輕便、耐用。這不僅提高了模具的使用性能，也降低了制造成本。三維技術(shù)在沖壓模具設(shè)計中的應(yīng)用具有顯著的優(yōu)勢和效果。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，相信三維技術(shù)將在未來的模具設(shè)計領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。五、軟件在沖壓模具設(shè)計中的優(yōu)化技巧在沖壓模具設(shè)計過程中，Pro/ENGINEER（簡稱Pro/E）這款強(qiáng)大的三維CAD/CAM/CAE軟件的應(yīng)用，無疑大大提高了設(shè)計的效率與精度。要充分發(fā)揮Pro/E的潛力，掌握一些優(yōu)化技巧是關(guān)鍵。以下將介紹幾個在沖壓模具設(shè)計中常用的Pro/E優(yōu)化技巧。參數(shù)化設(shè)計允許設(shè)計師通過修改參數(shù)來快速更改模型，而不是重新創(chuàng)建整個模型。在沖壓模具設(shè)計中，這意味著可以輕松地修改模具的尺寸、形狀和材料，以滿足不同的生產(chǎn)需求。通過合理設(shè)置和使用參數(shù)，可以大大提高設(shè)計效率。Pro/E具有強(qiáng)大的特征識別功能，能夠自動識別和提取模型中的幾何特征。在沖壓模具設(shè)計中，這意味著設(shè)計師可以快速地識別和重用已有的設(shè)計特征，避免重復(fù)勞動。通過創(chuàng)建和使用自定義特征庫，可以進(jìn)一步提高設(shè)計的效率和標(biāo)準(zhǔn)化程度。利用Pro/E的裝配約束功能，可以確保模具的各個部件在裝配過程中保持正確的位置和關(guān)系。這有助于減少裝配錯誤和提高生產(chǎn)效率。同時，通過模擬分析功能，可以在設(shè)計階段預(yù)測和優(yōu)化模具的性能，避免在實際生產(chǎn)過程中出現(xiàn)問題。在沖壓模具設(shè)計過程中，經(jīng)常需要與其他設(shè)計團(tuán)隊或供應(yīng)商進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和協(xié)同設(shè)計。Pro/E支持多種數(shù)據(jù)格式導(dǎo)入和導(dǎo)出，如IGES、STEP等，這使得與其他設(shè)計系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換變得容易。通過利用Pro/E的協(xié)同設(shè)計功能，可以實現(xiàn)多個設(shè)計師之間的實時協(xié)作和版本控制，提高設(shè)計效率和質(zhì)量。將知識工程（Knowledge-BasedEngineering，KBE）應(yīng)用于沖壓模具設(shè)計中，可以進(jìn)一步提高設(shè)計的自動化程度和智能化水平。通過創(chuàng)建和使用設(shè)計規(guī)則和知識庫，可以實現(xiàn)設(shè)計的自動化優(yōu)化和智能化決策支持。這不僅可以提高設(shè)計效率和質(zhì)量，還可以幫助設(shè)計師更好地應(yīng)對復(fù)雜的設(shè)計問題和挑戰(zhàn)。通過掌握和應(yīng)用這些優(yōu)化技巧，可以充分發(fā)揮Pro/E在沖壓模具設(shè)計中的潛力，提高設(shè)計效率和質(zhì)量，為企業(yè)創(chuàng)造更大的價值。六、案例實踐：使用進(jìn)行沖壓模具設(shè)計在本節(jié)中，我們將通過一個實際的案例來展示如何使用ProE進(jìn)行沖壓模具設(shè)計。這個案例將包括設(shè)計過程的關(guān)鍵步驟，如模型創(chuàng)建、零件裝配、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計以及運(yùn)動模擬等。我們需要創(chuàng)建一個3D模型作為我們的設(shè)計基礎(chǔ)。在ProE中，我們可以利用強(qiáng)大的建模工具，如實體建模、曲面建模等，來構(gòu)建出精確的沖壓件模型。這個模型將作為我們后續(xù)設(shè)計的參考。我們需要進(jìn)行零件的裝配。在ProE中，我們可以通過裝配約束、零件定位等功能，將各個零件精確地裝配在一起，形成一個完整的模具結(jié)構(gòu)。這個過程需要考慮到各個零件之間的相互關(guān)系，如位置、方向、干涉等。完成裝配后，我們就可以開始進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計。在ProE中，我們可以利用模具設(shè)計工具，如模具分模、滑塊設(shè)計、頂針設(shè)計等，來構(gòu)建出滿足要求的模具結(jié)構(gòu)。這個過程需要考慮到模具的工作原理、加工工藝以及使用壽命等因素。我們需要進(jìn)行運(yùn)動模擬。在ProE中，我們可以利用運(yùn)動仿真工具，對模具的工作過程進(jìn)行模擬。這個過程可以幫助我們檢查模具設(shè)計的正確性，預(yù)測模具在實際工作中的表現(xiàn)，并優(yōu)化設(shè)計方案。通過這個案例實踐，我們可以看到使用ProE進(jìn)行沖壓模具設(shè)計的全過程。通過掌握ProE的相關(guān)技術(shù)和工具，我們可以更加高效地進(jìn)行模具設(shè)計，提高設(shè)計質(zhì)量和工作效率。七、結(jié)論與展望經(jīng)過對《沖壓模具設(shè)計ProE三維技術(shù)應(yīng)用》的深入研究和探討，我們不難發(fā)現(xiàn)，三維技術(shù)在沖壓模具設(shè)計中的應(yīng)用已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展的重要趨勢。ProE作為一款強(qiáng)大的三維CAD軟件，其在模具設(shè)計中的優(yōu)勢日益凸顯，不僅提高了設(shè)計的準(zhǔn)確性和效率，同時也為模具的制造和調(diào)試提供了便利。結(jié)論部分，三維技術(shù)在沖壓模具設(shè)計中的應(yīng)用，通過ProE軟件的強(qiáng)大功能，使得設(shè)計師能夠更加直觀地理解和構(gòu)建模具結(jié)構(gòu)，有效避免了傳統(tǒng)二維設(shè)計中的很多潛在問題。三維設(shè)計還能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計、分析、制造等多個環(huán)節(jié)的協(xié)同作業(yè)，大大提高了整個設(shè)計流程的效率和準(zhǔn)確性。展望未來，我們也需要看到，雖然三維技術(shù)在模具設(shè)計中的應(yīng)用已經(jīng)取得了顯著的成果，但仍然存在一些挑戰(zhàn)和問題。例如，如何進(jìn)一步提高設(shè)計自動化程度，減少人工干預(yù)；如何更好地整合設(shè)計、制造、調(diào)試等各個環(huán)節(jié)，實現(xiàn)全流程的智能化；如何進(jìn)一步提高設(shè)計精度，滿足日益嚴(yán)格的工藝要求等等。這些問題的解決，將需要我們在未來的研究和實踐中不斷探索和創(chuàng)新。三維技術(shù)在沖壓模具設(shè)計中的應(yīng)用已經(jīng)取得了顯著的成效，但仍有很多值得我們?nèi)ド钊胙芯亢吞剿鞯念I(lǐng)域。我們有理由相信，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，三維技術(shù)將在模具設(shè)計中發(fā)揮更大的作用，推動整個行業(yè)的持續(xù)發(fā)展和進(jìn)步。參考資料：沖壓模具是制造業(yè)中的一個重要組成部分，廣泛應(yīng)用于汽車、家電、電子等領(lǐng)域。隨著科技的不斷發(fā)展，沖壓模具的設(shè)計和制造技術(shù)也在不斷進(jìn)步，其中三維圖庫系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用成為了提高模具設(shè)計和制造效率與質(zhì)量的重要手段。沖壓模具是一種用于金屬或非金屬板料加工的模具，其主要功能是將原材料通過物理變形轉(zhuǎn)化為所需的產(chǎn)品。沖壓模具的設(shè)計要求高，需要考慮的因素包括材料、力學(xué)、工藝等方面，其設(shè)計和制造的難點(diǎn)也在于如何保證模具的精度和穩(wěn)定性。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，三維圖庫系統(tǒng)在模具設(shè)計和制造中得到了廣泛應(yīng)用。三維圖庫系統(tǒng)不僅可以提高模具設(shè)計師的工作效率，還可以在模具制造過程中提供更加精確的指導(dǎo)，減少制造誤差，提高模具的質(zhì)量和穩(wěn)定性。沖壓模具設(shè)計資源包括模具類型、規(guī)格、材料和熱處理工藝等方面。不同類型的模具適用于不同的生產(chǎn)需求，例如拉伸模、彎曲模、成形模等。模具規(guī)格則根據(jù)產(chǎn)品的大小和生產(chǎn)規(guī)模而定，材料選擇需要考慮模具的使用環(huán)境和服役條件，熱處理工藝則直接影響模具的硬度和韌性等性能。在沖壓模具設(shè)計中，合理地利用三維圖庫系統(tǒng)可以更加直觀地展示模具的結(jié)構(gòu)和設(shè)計要求，方便設(shè)計師進(jìn)行方案評估和優(yōu)化。同時，三維圖庫系統(tǒng)還可以提供材料、熱處理等方面的數(shù)據(jù)支持，有助于提高模具設(shè)計的合理性和可靠性。三維圖庫系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)包括圖庫系統(tǒng)的架構(gòu)和功能。圖庫系統(tǒng)的架構(gòu)一般采用客戶機(jī)-服務(wù)器結(jié)構(gòu)，其中服務(wù)器端負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)處理，客戶端則提供圖形界面和交互操作，方便設(shè)計師進(jìn)行模具設(shè)計和數(shù)據(jù)查詢。圖庫管理：包括模具圖紙的上傳、下載、刪除、分類等功能，方便設(shè)計師進(jìn)行圖紙的存儲和管理。快速查詢：通過關(guān)鍵詞或分類篩選的方式，快速查找所需的圖紙資料，提高設(shè)計師的工作效率。三維模型展示：支持三維模型的文件格式，可以在系統(tǒng)中直接查看和操作三維模型，方便設(shè)計師進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)的評估和優(yōu)化。材料和熱處理數(shù)據(jù)支持：系統(tǒng)可以集成各種材料和熱處理工藝的數(shù)據(jù)，為設(shè)計師提供可靠的材料和熱處理方案參考。設(shè)計與制造協(xié)同：通過與CAD/CAM系統(tǒng)的集成，實現(xiàn)模具設(shè)計與制造的協(xié)同作業(yè)，提高模具制造的效率和準(zhǔn)確性。本文主要介紹了沖壓模具設(shè)計資源與三維圖庫系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容。沖壓模具作為制造業(yè)中的重要組成部分，其設(shè)計和制造技術(shù)不斷提高，三維圖庫系統(tǒng)的應(yīng)用也日益廣泛。通過合理地利用沖壓模具設(shè)計資源和三維圖庫系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)，可以進(jìn)一步提高模具設(shè)計和制造的質(zhì)量和效率。未來，隨著科技的不斷進(jìn)步，沖壓模具設(shè)計和制造技術(shù)將迎來更大的發(fā)展空間和機(jī)遇。沖壓模具設(shè)計是制造業(yè)中的重要環(huán)節(jié)，其設(shè)計水平和精度對產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及成本都有著顯著的影響。隨著科技的不斷發(fā)展，三維計算機(jī)輔助設(shè)計軟件的應(yīng)用越來越廣泛，其中ProE三維技術(shù)具有獨(dú)特優(yōu)勢，為模具設(shè)計提供了新的解決方案。沖壓模具設(shè)計是在模具開發(fā)過程中，根據(jù)產(chǎn)品需求和工藝要求，進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)、零部件幾何尺寸和相互關(guān)系的設(shè)計。沖壓模具設(shè)計需要遵循一定的流程，首先進(jìn)行工藝分析和方案設(shè)計，然后進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計、校核和制造。在設(shè)計過程中，需要考慮模具結(jié)構(gòu)的合理性、可靠性、維護(hù)性和壽命等因素。還需要注意模具零部件的加工工藝性和裝配精度，以確保模具制造的可行性。在沖壓模具設(shè)計中，一些成功的設(shè)計案例采用了ProE三維技術(shù)。例如，一個汽車覆蓋件模具設(shè)計案例，利用ProE三維技術(shù)進(jìn)行建模和模擬分析，優(yōu)化了模具結(jié)構(gòu)和成型過程，減少了試模時間和成本。另一個手機(jī)外殼模具設(shè)計案例，通過ProE三維技術(shù)進(jìn)行零部件設(shè)計和組裝，實現(xiàn)了高精度的配合和成型效果，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。ProE三維技術(shù)是一種先進(jìn)的計算機(jī)輔助設(shè)計軟件，其應(yīng)用在模具設(shè)計中具有顯著優(yōu)勢。ProE三維技術(shù)可以快速建立精確的三維模型，使設(shè)計師能夠直觀地評估模具結(jié)構(gòu)和成型過程。ProE三維技術(shù)可以模擬分析模具的成型過程和應(yīng)力分布，提前發(fā)現(xiàn)潛在的問題并進(jìn)行優(yōu)化。ProE三維技術(shù)還可以自動生成加工代碼和NC程序，簡化模具制造的流程，提高制造效率。在沖壓模具設(shè)計中應(yīng)用ProE三維技術(shù)，需要掌握一定的技巧和方法。設(shè)計師需要建立正確的三維模型，包括模具的結(jié)構(gòu)、零部件幾何尺寸以及相互關(guān)系等。設(shè)計師需要進(jìn)行模擬分析和優(yōu)化，確保模具結(jié)構(gòu)和成型過程的合理性和可靠性。設(shè)計師需要生成加工代碼和NC程序，并對其進(jìn)行校核和優(yōu)化，以實現(xiàn)高效、高精度的制造?？傊疀_壓模具設(shè)計和ProE三維技術(shù)應(yīng)用在制造業(yè)中具有廣泛的應(yīng)用前景和價值。通過不斷提高沖壓模具設(shè)計的水平和精度，以及加強(qiáng)ProE三維技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，可以進(jìn)一步提高制造業(yè)的競爭力，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。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，沖模也依工作性質(zhì),模具構(gòu)造,模具材料三方面來分類。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。如脹形模、縮口模、擴(kuò)口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等。e.鉚合模是借用外力使參與的零件按照一定的順序和方式連接或搭接在一起，進(jìn)而形成一個整體b.復(fù)合模只有一個工位，在壓力機(jī)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。c.級進(jìn)模（也稱連續(xù)模）在毛坯的送進(jìn)方向上，具有兩個或更多的工位，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進(jìn)模的特點(diǎn)，利用機(jī)械手傳遞系統(tǒng)，實現(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。d.成形模具：指用各種局部變形的方法來改變毛胚的形狀，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。卷邊是將工序件邊緣卷成接近封閉圓形的一種沖壓工序。卷邊圓形的軸線呈直線形。拉延是把平直毛料或工序件變?yōu)榍嫘蔚囊环N沖壓工序，曲面主要依靠位于凸模底部材料的延伸形成。拉彎是在拉力與彎矩共同作用下實現(xiàn)彎曲變形，使整個彎曲橫斷面全部受拉伸應(yīng)力的一種沖壓工序。脹形是將空心件或管狀件沿徑向往外擴(kuò)張的一種沖壓工序。剖切剖切是將成形工序件一分為幾的一種沖壓工序。是依靠材料的延伸使工序件形成局部凹陷或凸起的沖壓工序。起伏成形中材料厚度的改變?yōu)榉且鈭D性的，即厚度的少量改變是變形過程中自然形成的，不是設(shè)計指定的要求。彎曲是利用壓力使材料產(chǎn)生塑性變形，從而被彎成有一定曲率、一定角度的形狀的一種沖壓工序。鑿切是利用尖刃的鑿切模進(jìn)行的落料或沖孔工序。鑿切并無下模，墊在材料下面的只是平板，被沖材料絕大多數(shù)是非金屬。落料是將材料沿封閉輪廓分離的一種沖壓工序，被分離的材料成為工件或工序件，大多數(shù)是平面形的。整形是依靠材料流動，少量改變工序件形狀和尺寸，以保證工件精度的一種沖壓工序。整修是沿外形或內(nèi)形輪廓切去少量材料，從而提高邊緣光潔度和垂直度的一種沖壓工序。整修工序一般也同時提高尺寸精度。拉深是把平直毛料或工序件變?yōu)榭招募?，或者把空心件進(jìn)一步改變形狀和尺寸的一種沖壓工序。拉深時空心件主要依靠位于凸模底部以外的材料流入凹模而形成。連續(xù)拉深是在條料（卷料）上，用同一副模具（連續(xù)拉深模）通過多次拉深逐步形成所需形狀和尺寸的一種沖壓方法。變薄拉深是把空心工序件進(jìn)一步改變形狀和尺寸，意圖性地把側(cè)壁減薄的一種拉深工序。差溫拉深是利用加熱、冷卻手段，使待變形部分材料的溫度遠(yuǎn)高于已變形部分材料的溫度，從而提高變形程度的一種拉深工序。液壓拉深是利用盛在剛性或柔性容器內(nèi)的液體，代替凸模或凹模以形成空心件的一種拉深工序。壓筋是起伏成形的一種。當(dāng)局部起伏以筋形式出現(xiàn)時，相應(yīng)的起伏成形工序稱為壓筋。工藝零件，這類零件直接參與工藝過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；結(jié)構(gòu)零件，這類零件不直接參與完成工藝過程，也不和坯料有直接接觸，只對模具完成工藝過程起保證作用，或?qū)δ＞吖δ芷鹜晟谱饔?，包括有?dǎo)向零件、緊固零件、標(biāo)準(zhǔn)件及其它零件等，如表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缺少的。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，計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(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，對其實施改造，形成先進(jìn)制造技術(shù)。新型沖壓模內(nèi)攻牙技術(shù),引導(dǎo)了不少沖壓廠家為了降低成本，引起了一股搶購熱潮.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，最高可達(dá)100000r/min。在切削鋼時，其切削速度約為400m/min，比傳統(tǒng)的銑削加工高5～10倍；在加工模具型腔時與傳統(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4～5倍。c.高的表面質(zhì)量由于高速銑削時工件溫升?。s為3°C），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1μm，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，并逐步替代部分磨削加工和電加工。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)的桿狀電極對工件進(jìn)行二維或三維輪廓加工，無需制造復(fù)雜、昂貴的成型電極。日本三菱公司推出的EDSCAN8E電火花創(chuàng)成加工機(jī)床，配置有電極損耗自動補(bǔ)償系統(tǒng)、CAD/CAM集成系統(tǒng)、在線自動測量系統(tǒng)和動態(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。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，自動化程度已達(dá)到無人看管運(yùn)行的程度。最大切割速度已達(dá)300mm2/min，加工精度可達(dá)到±5μm，加工表面粗糙度Ra1～2μm。直徑03～1mm細(xì)絲線切割技術(shù)的開發(fā)，可實現(xiàn)凹凸模的一次切割完成，并可進(jìn)行04mm的窄槽及半徑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。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)磨床及自動拋光機(jī)等先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的復(fù)雜，必然導(dǎo)致模具零件形狀的復(fù)雜。傳統(tǒng)的幾何檢測手段已無法適應(yīng)模具的生產(chǎn)?，F(xiàn)代模具制造已廣泛使用三坐標(biāo)數(shù)控測量機(jī)進(jìn)行模具零件的幾何量的測量，模具加工過程的檢測手段也取得了很大進(jìn)展。三坐標(biāo)數(shù)控測量機(jī)除了能高精度地測量復(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便的操作步驟，使得現(xiàn)場自動化檢測成為可能。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)。當(dāng)今高強(qiáng)鋼、超高強(qiáng)鋼很好的實現(xiàn)了車輛的輕量化，提高了車輛的碰撞強(qiáng)度和安全性能，因此成為車用鋼材的重要發(fā)展方向。但隨著板料強(qiáng)度的提高，傳統(tǒng)的冷沖壓工藝在成型過程中容易產(chǎn)生破裂現(xiàn)象，無法滿足高強(qiáng)度鋼板的加工工藝要求。在無法滿足成型條件的情況下，國際上逐漸研究超高強(qiáng)度鋼板的熱沖壓成形技術(shù)。該技術(shù)是綜合了成形、傳熱以及組織相變的一種新工藝，主要是利用高溫奧氏體狀態(tài)下，板料的塑性增加，屈服強(qiáng)度降低的特點(diǎn)，通過模具進(jìn)行成形的工藝。但是熱成型需要對工藝條件、金屬相變、CAE分析技術(shù)進(jìn)行深入研究，該技術(shù)被國外廠商壟斷，國內(nèi)發(fā)展緩慢。過去在生產(chǎn)深沖或者重沖工件，大家都認(rèn)為耐壓型(EP)潤滑油是保護(hù)模具的最好選擇。硫和氯EP添加劑被混合到純油中來提高模具壽命已經(jīng)有很長的歷史了。但是隨著新金屬--高強(qiáng)度鋼的出現(xiàn)，環(huán)保要求的嚴(yán)格，EP油基潤滑油的價值已經(jīng)減少，甚至失去市場。在高溫下高強(qiáng)度鋼的成型，EP油基潤滑油失去了它的性能，無法在極溫應(yīng)用中提供物理的模具保護(hù)隔膜。而極溫型的IRMCO高固體聚合物潤滑劑則可以提供必要的保護(hù)。隨著金屬在沖壓模具中變形，溫度不斷升高，EP油基潤滑油都會變薄，有些情況下會達(dá)到閃點(diǎn)或者燒著（冒煙）。IRMCO高分子聚合物潤滑劑一般開始噴上去時稠度低得多。隨著成形過程中溫度的上升，會變得更稠更堅韌。實際上高分子聚合物極溫潤滑劑都有“熱尋性”而且會粘到金屬上，形成一個可以降低摩擦的隔膜。這個保護(hù)屏障可以允許工件延展，在最高要求的工件成型時沒有破裂和粘接，以此來控制摩擦和金屬流動。有效的保護(hù)了模具，延長了模具使用壽命，提高了沖壓的強(qiáng)度。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和市場需求的多樣化，人們對產(chǎn)品生產(chǎn)周期的要求越來越短，尤其在小批量甚至單件生產(chǎn)方面，要求現(xiàn)代制造技術(shù)不僅要有較高的柔性，還要有更新的、更能滿足市場要求迅速變化的生產(chǎn)模式。數(shù)控單元沖壓模具快速成形技術(shù)，就是為適應(yīng)此種狀態(tài)而產(chǎn)生的。鈑件的形狀可分割成一些簡單的圖形元素，然后合成所需圖形。例如:矩形是4個直角的合成；波浪形是一些曲線的合成等。因此,對于一些精度要求較高的小批量甚至單件生產(chǎn)的鈑金件，可以用一些通用件迅速組裝成單元沖壓模具，采用數(shù)控技術(shù)，使之快速成形。將被加工鈑金件看成一個可被分割的平面圖形，對分割出來的簡單圖形元素進(jìn)行數(shù)字化處理。即按其方位進(jìn)行定位編碼。如圖1所示的非等距簡單圖形零件的數(shù)字化，缺口4的(Δx,Δy)均相等，方孔5的(Δx,Δy)均等于2倍的(Δx,Δy)，設(shè)現(xiàn)有通用沖頭的寬等于Δx，長等于Δy，則按如圖1所示進(jìn)行編號。缺口1由位置(2,0)以及位置(3,0)合成,缺口4同樣由兩個位置合成，方孔由8個位置合成。如果采用矩形單元快速成形，可以獲得如圖2上圖所示的二維編碼，由于劃分過細(xì)使得到的編碼較長。如果采用正方形單元快速成形，則可以獲得如圖2下圖所示的二維編碼，其編碼減小一半。對于等距簡單圖形零件如鑰匙齒形的快速成形由于齒距相等河以進(jìn)一步簡化編碼。鑰匙齒形編碼示意圖，如圖3所示。圖3中采用三角形單元，實際應(yīng)用采用的是梯形單元編碼可以降為一維數(shù)組。當(dāng)選定齒距和級差值后，鑰匙的齒形加工位置可以轉(zhuǎn)換為級差數(shù)最后齒形編碼為一維數(shù)組((21321)。由以上可知數(shù)字化編碼是單元沖模快速成形的關(guān)鍵，合適的編碼不僅可以提高生產(chǎn)效率，而且可以節(jié)省存儲內(nèi)存。大部分中小型企業(yè)尚不具備購買高檔數(shù)控沖床的經(jīng)濟(jì)實力，數(shù)控單元沖壓模具可以直接安裝在普通沖床上作為簡易數(shù)控沖床來使用?？焖俪尚文＞邫C(jī)構(gòu)示意圖如圖4所示。上模為凸模機(jī)構(gòu)。光電頭安裝在上模板下方以檢測凸模的起落。坯料的裝夾要根據(jù)不同的需要進(jìn)行設(shè)計。料板由步進(jìn)電機(jī)控制絲杠分,Y方向驅(qū)動。下模為凹模機(jī)構(gòu)，直接安裝在工作臺上。步進(jìn)電機(jī)是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。共有3種:永磁式、反應(yīng)式和混合式?；旌鲜郊辛饲岸N的優(yōu)點(diǎn)，從性價比方面進(jìn)行綜合考慮，擬選用步進(jìn)角8o的兩相混合式步進(jìn)電機(jī)。驅(qū)動器的型號、種類較多，細(xì)分型為考慮對象。因為細(xì)分型可消除電機(jī)的低頻振蕩，可提高電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩及分辨率。顧及速度和精度細(xì)分系數(shù)定為4。數(shù)控單元沖模是安裝在曲軸式壓力機(jī)上的，機(jī)床的沖壓原理不變。需要控制的是兩方面內(nèi)容:首先要確定零點(diǎn)以及各工位點(diǎn)的位置;其次在上沖模往復(fù)動作的啟停間被加工件的按編碼所得的,Y方向的快速進(jìn)給送料運(yùn)動以及這兩個動作的協(xié)調(diào)。即實現(xiàn)沖壓和送料動作的同步控制?？刂葡到y(tǒng)框圖，如圖5所示。光電信號檢測電路圖，如圖6所示。數(shù)控系統(tǒng)的人機(jī)界面采用鍵盤輸入LED顯示鍵盤具有數(shù)字鍵、設(shè)定、修改、查尋、及Y方向的調(diào)整、執(zhí)行等的功能鍵，可用來完成加工程序的輸入、修改及對控制的操作和調(diào)整等。操作人員根據(jù)被加工件的形狀在計算機(jī)上進(jìn)行編碼，自動生成加工程序，通過串行口將加工程序下載給單片機(jī)并且保存在FLASHROM中。工模安裝后手動調(diào)整零位。進(jìn)入執(zhí)行后單片機(jī)從FLASHROM中取得加工程序，并計算,Y方向的步進(jìn)距離后再將其轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的步進(jìn)脈沖數(shù)控制,Y方向的步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動步數(shù)。當(dāng)光電信號檢測到上模位于開啟位置時數(shù)控系統(tǒng)迅速將待加工件定位到加工位置，并且啟動沖床上沖模下壓，實現(xiàn)一次沖壓。在沖床帶動上沖模開啟時數(shù)控系統(tǒng)迅速地將待加工件移動到下一加工位置等待下次沖壓，直到完成加工停止沖床運(yùn)動。整個系統(tǒng)由上位機(jī)來管理。系統(tǒng)軟件語言采用VisualBasic6.0編制其集成開發(fā)環(huán)境(IDE)集設(shè)計、修改、調(diào)試、生成等功能于一體，人機(jī)交互界面十分友好。它是功能強(qiáng)大的Windows環(huán)境下的編程語言簡單易學(xué)可視化程度高。系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)采用模塊化結(jié)構(gòu)，共有5個功能模塊:系統(tǒng)開機(jī)后進(jìn)入Windows界面雙擊“數(shù)控單元沖?！眻D標(biāo)，即彈出應(yīng)用界面，可選擇功能模塊。系統(tǒng)軟件功能模塊圖如圖7所示。編輯模塊用來完成用戶對所設(shè)定的參數(shù)組進(jìn)行操作的程序的編輯、修改、生成。參數(shù)設(shè)定模塊將輸入的參數(shù)組制成數(shù)據(jù)表，送入數(shù)據(jù)庫以備程序的調(diào)用。通信模塊負(fù)責(zé)上、下位機(jī)之間的通信管理，就是將控制程序段及調(diào)用的參數(shù)組使用MSCOMM控件，通過RS232串行口送入單片機(jī)使單片機(jī)執(zhí)行控制工作。單片機(jī)的程序也采用模塊化結(jié)構(gòu)，與上位機(jī)一樣共有5個功能模塊通過通信接口接受上位機(jī)的輸入指令，控制,Y方向步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動。也可以脫離上位機(jī)直接控制運(yùn)行。上位機(jī)通信程序流程圖，如圖8左圖所示。下位機(jī)通信程序流程圖，如圖8右圖所示。隨著數(shù)控技術(shù)、伺服技術(shù)、運(yùn)動元件的發(fā)展，以及市場經(jīng)濟(jì)的需要，數(shù)控單元沖壓模具快速成形技術(shù)得到迅速發(fā)展。對于中小型傳統(tǒng)企業(yè)，這種結(jié)合傳統(tǒng)制造工藝的高新技術(shù)無疑是一種投資省，見效J陜，方便、快捷的技術(shù)。隨著經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，實現(xiàn)自動上下料裝備、外置模具庫自動換模裝備等，已經(jīng)擺在人們的面前?？梢姡瑪?shù)控沖壓的發(fā)展是以相關(guān)技術(shù)和新結(jié)構(gòu)的研制為基礎(chǔ)的。單元沖壓模具快速成形技術(shù)，無疑是先進(jìn)沖壓技術(shù)發(fā)展的一個新起點(diǎn)。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)，傳統(tǒng)的攻牙設(shè)備已經(jīng)不能適應(yīng)沖壓產(chǎn)品需求，效率太低，加工時間長。遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了市場的需要。模內(nèi)攻牙技術(shù)的導(dǎo)入使得沖壓模具真正的實現(xiàn)了自動化，效率化，攻牙范圍可達(dá)到最小M6，最大可達(dá)到M45，精度可達(dá)到01mm，模內(nèi)攻牙技術(shù)使的沖出來的產(chǎn)品不需要再進(jìn)行第二次人工攻牙，其擠壓出來的產(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。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。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，價格便宜。但淬透性和紅硬性差，熱處理變形大，承載能力較低。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，耐磨性亦較好。用于制造模具的低合金鋼有CrWMn、9Mn2V、7CrSiMnMoV(代號CH-1)、6CrNiSiMnMoV(代號GD)等。常用的高碳高鉻工具鋼有Cr12和Cr12MoV、Cr12Mo1V1（代號D2）、SKD11，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。用于模具的高碳中鉻工具鋼有Cr4W2MoV、Cr6WV、Cr5MoV等，它們的含鉻量較低，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。與碳化物偏析相對較嚴(yán)重的高碳高鉻鋼相比，性能有所改善。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8-4-1）和含鎢量較少的W6Mo5Cr4V2（代號6-5-4-2，美國牌號為M2）以及為提高韌性開發(fā)的降碳降釩高速鋼6W6Mo5Cr4V（代號6W6或稱低碳M2）。高速鋼也需要改鍛，以改善其碳化物分布。在高速鋼的基本成分上添加少量的其它元素，適當(dāng)增減含碳量，以改善鋼的性能。這樣的鋼種統(tǒng)稱基體鋼。它們不僅有高速鋼的特點(diǎn)，具有一定的耐磨性和硬度，而且抗疲勞強(qiáng)度和韌性均優(yōu)于高速鋼，為高強(qiáng)韌性冷作模具鋼，材料成本卻比高速鋼低。模具中常用的基體鋼有6Cr4W3Mo2VNb（代號65Nb）、7Cr7Mo2V2Si（代號LD）、5Cr4Mo3SiMnVAL（代號012AL）等。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。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。冷作模具鋼的發(fā)展趨勢是在高合金鋼D2（相當(dāng)于我國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、自動化、大批量生產(chǎn)而開發(fā)的粉末高速鋼。如德國的320CrVMo13，等。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)及淬火時不易開裂等性能。合理選取模具材料及實施正確的熱處理工藝是保證模具壽命的關(guān)鍵。對用途不同的模具，應(yīng)根據(jù)其工作狀態(tài)、受力條件及被加工材料的性能、生產(chǎn)批量及生產(chǎn)率等因素綜合考慮，并對上述要求的各項性能有所側(cè)重，然后作出對鋼種及熱處理工藝的相應(yīng)選擇。當(dāng)沖壓件的生產(chǎn)批量很大時，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，應(yīng)適當(dāng)放寬對材料性能的要求，以降低成本。當(dāng)被沖壓加工的材料較硬或變形抗力較大時，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，可采用鋁青銅凹模，因為它具有較好的抗粘著性。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，淬火后其中心硬度仍然較低，在行程次數(shù)很大的壓床上工作時，由于它的耐沖擊性好反而成為優(yōu)點(diǎn)。對于固定板、卸料板類零件，不但要有足夠的強(qiáng)度，而且要求在工作過程中變形小。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，同時應(yīng)具有一定的紅硬性和熱疲勞強(qiáng)度等。選擇模具材料要根據(jù)模具零件的使用條件來決定，做到在滿足主要條件的前提下，選用價格低廉的材料，降低成本。計算機(jī)技術(shù)、機(jī)械設(shè)計與制造技術(shù)的迅速發(fā)展和有機(jī)結(jié)合，形成了計算機(jī)輔助設(shè)計與計算機(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)，是一項高科技、高效益的系統(tǒng)工程，它以計算機(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)人員能借助計算機(jī)對產(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)計和優(yōu)化。模具CAD/CAM能顯著縮短模具設(shè)計及制造周期、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量已成為人們的共識。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，它能實現(xiàn)面向制造和裝配的設(shè)計，實現(xiàn)成形過程的模擬和數(shù)控加工過程的仿真，使設(shè)計、制造一體化?？焖俳?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)越來越受到人們的重視?？焖俳?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。改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(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，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(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(rèn)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。而模具制造是整個鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一。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Pro/E、PD、UGN、NProgressiveDieDesign、I-DEAS、Euclid-IS、Logopress3DQuickPress、MoldWorks和TopsolidProgress等國際通用軟件，個別廠家還引進(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。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；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計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)國家重點(diǎn)實驗室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級進(jìn)模CAD/CAE/CAM軟件，上海交通大學(xué)模具CAD國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軟件等在國內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶。雖然中國模具工業(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(dá)國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，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具依賴進(jìn)口。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”、“價格低”的要求服務(wù)。模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(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)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。國外發(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。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，對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。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，實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(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。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)計這一技術(shù)將得到發(fā)展。我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，估計我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到30%左右。國外發(fā)達(dá)國家一般為80%左右。選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來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)。模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、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。這是我國長遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺機(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；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。我國涌現(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，精密沖壓模具有國盛、華富，汽車輪胎模具有豪邁、巨輪，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“中國重點(diǎn)骨干模具企業(yè)”稱號，本屆上海國際模展期間，中國模具協(xié)會還將給第四批10多家企業(yè)授牌。屆時，“中國重點(diǎn)骨干模具企業(yè)”將達(dá)到110家左右。長期以來，中國模具工業(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)在珠江三角和長江三角地區(qū)，其模具產(chǎn)值約占全國產(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)會副秘書長羅百輝介紹，這種格局正在發(fā)生深層變化，我國模具業(yè)正在從較發(fā)達(dá)的珠三角、長三角地區(qū)向內(nèi)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)。在東部地區(qū)，已形成昆山、無錫精密模具產(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)在中國被廣泛看好，我國模具行業(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”及民營企業(yè)的發(fā)展很快。沖壓模具是沖壓加工的主要工藝裝備，沖壓制件就是靠上、下模具的相對運(yùn)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(jìn)入或停留在模具閉合區(qū)，便會對其人身安全帶來嚴(yán)重威脅。凸凹模是直接使坯料成形的工作零件，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：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。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(yùn)動，頂出件設(shè)計時應(yīng)具有足夠的頂出力，運(yùn)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(hù)板，防止手指伸人或異物進(jìn)入，外露表面棱角應(yīng)倒鈍。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。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(diǎn)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(yuǎn)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。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(zhǔn)，不要太大，以免模板斷裂。它包括螺釘、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。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)；對于大型零件的加工，若操作者必須手入模內(nèi)作業(yè)時，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)停留的時間，并應(yīng)明確模具危險區(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，防止使用過程中損壞和變形，緊固零件要有防松動措施，避免意外傷害操作者。不允許在加工過程中發(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)行沖壓操作時有過大的動作幅度，避免出現(xiàn)使身體失去穩(wěn)定的姿勢；不允許在作業(yè)時有過多和過準(zhǔn)的動作。應(yīng)盡量避免沖壓加工時有強(qiáng)烈的噪聲和振動。模具設(shè)計應(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，減輕勞動強(qiáng)度。裝拆模具零件時應(yīng)方便安全，避免有夾手、割手的可能；模具要便于解體存放。模具中的哪怕是細(xì)微的問題都會影響安全，只有對每種作業(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。(2)沖模傾斜：沖或模的直度不正，或模板間有異物，使模板無法平貼。重新組立或研磨矯正。(3)模板變形：模板硬度或厚度不夠，或受外力撞擊變形。更換新模板或是更正拆組工作法。(4)模座變形：模座厚度不夠或受力不平均，導(dǎo)柱、導(dǎo)套直度變異。研磨矯正或重灌塑膠鋼或更換模座或使受力平均。(5)沖模干涉：沖模尺寸，位置是否正確，上下模定位有無偏差，組立後是否會松動，沖床精度不ì，架模不正。(6)沖剪偏斜：沖頭強(qiáng)度不夠，大小沖頭太近，側(cè)向力未平衡，沖半斜。加強(qiáng)剝斜板引導(dǎo)保護(hù)作用或沖頭加大、小沖頭磨短lt增加踵跟長提早支撐引導(dǎo)，注意送料長度。(1)熱處埋：淬火溫度過高或不夠，回火次數(shù)溫度時間不適當(dāng)，淬火方式時間沒把握??；在使用一段時間後問題才出現(xiàn)。(3)廢料阻塞：落料孔未鉆或尺寸不符或落在床臺未及時清理，以沖頭和下模板損壞較多。(4)沖頭掉落：末充份固定或懸吊，或螺絲太細(xì)強(qiáng)度不ì，或沖頭折斷。(5)逃孔不ì：沖頭壓板逃孔尺寸或深度不夠，沖頭和剝料板逃部不ì通常為剝料板損壞。(6)異物進(jìn)入：制品吹出彈回，模零件崩損掉落，螺絲突出模面或其他物品進(jìn)入模內(nèi)，都可能損壞下模、剝料板或沖頭，導(dǎo)柱。(8)彈簧因素:彈簧力不夠或斷裂或等高套不等高使剝料板傾斜，或彈簧配制不常，造成重