冲压模具制造工艺

概述

模具是工业生产中使用极为广泛的工艺装备之一，也是发展工业的基础。模具是成形金属、塑料、橡胶、玻璃、陶瓷等制件的基础工艺装备，是工业生产中发展和实现少无切屑加工技术不可缺少的工具。模具是一种高效率的工艺设备，用模具进行各种材料的成型，可实现高速度的大批量生产，并能在大量生产条件下稳定的保证制件的质量、节约原材料。因此，在现代工业生产中，模具的应用日益广泛，是当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。许多现代工业的发展和技术水平的提高，在很大程度上取决于模具工业的发展水平。

为了实现工业现代化今后的模具发展趋势大致包括以下几方面：

1、发展高效模具。对于大批量生产用模具，应向高效率发展。如为了适应当前高速压力机的使用，应发5 冲模的工作部分零件必须具备的性能展多工位级进模以提高生产效率。

2、发展简易模具。对于小批量生产用模具，为了降低成本、缩短模具制造周期应尽量发展薄板冲模、聚氨酯模具、锌合金、低熔点合金，环氧树脂等简易模具。

3、发展多功能模具。为了提高效率和保证制品的质量，要发展多工位级进模及具有组合功能的双色、多色塑料注射模等。

4、发展高寿命模具。高效率的模具必然需要高寿命，否则将必然造成频繁的模具拆卸和整修或需要更多的备模。为了达到高寿命的要求，除模具本身结构优化外，还要对材料的选用和热处理、表面强化技术予以开发和创新。

5、发展高精度模具。计算机硬件，软件以及模具加工，检测技术的快速发展使得精锻模具CAD/CAM/CA一体化技术成为锻造企业切实可行的技术。精密，高效是现代锻造业的发展趋势；应用该技术的实践表明，只有基于效率的模具

CAD/CAM/CAECAX平台才能实现精锻件及其模具的高效率开发。

模具的发展与现状

模具是工业生产中的基础工艺装备，是一种高附加值的高技术密集型产品。也是高新技术产业的重要领域，其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重要标志，随着国民经济总量和工业产品技术的不断发展，各行业对模具的需求量越来越大，技术要求也越来越高，目前我国模具工业的发展步伐日益加快，“十一五期间”产品发展重点主要应表现在：

1、汽车覆盖件模；

2、精密冲模；

3、大型及精密塑料模；

4、主要模具标准件；

5、其它高技术含量的模具。

目前我国模具年生产总量已位居世界第三，其中，冲压模占模具总量的40% 以上，但在整个模具设计制造水平和标准化程度上，与德国、美国、日本等发达国家相比还存在相当大的差距，以大型覆盖件冲模为代表，我国已能生产部分轿车覆盖件模具，轿车覆盖件模具设计和制造难度大，质量和精度要求高，代表覆盖件模具的水平，在轿车模具国产化进程中前进了一大步，但在制造质量、精度、制造周期和成本方面，以国外相比还存在一定的差距，标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种，在只在精度、适用寿命、模具结构和功能上，与国外多工位级进模和多功能模具相比，存在一定差距。

第一章冲压制品设计概论

前言：冲压设备的选用

根据所要完成的冲压工艺性质、生产批量的大小、冲压件的几何尺寸和精度要求来选定设备类型。

开式曲柄压力机虽然刚度差，但它成本低，且又三个方向可以操作的优点，故广泛应

用于中小型冲裁件、弯曲件、拉伸件的生产中。

闭式曲柄压力机刚度好、精度高，只能靠两个方向操作，适用于大中型的生产。

双动曲柄压力机又两个滑块，压边可靠易调。适用于较复杂的大中型拉伸件的生产。

1.1 模具的概念及其在工业生产中的作用

在工业生产中，用各种压力机和装在压力机上的专用工具，通过压力机的压力，使金属或非金属材料在专用工具内变形、流动获得所需形状和尺寸的工件，这种专用工具统称为模具。

模具是成型金属、塑料、橡胶、玻璃、陶瓷等制件的基础工艺设备，是工业生产中发展和实现少无切屑技术不可缺少的工具。如汽车、拖拉机、电器、电机、仪器仪表、电子等行业有60%- 80%勺零件需用模具加工，轻工日用品的生产需用模具更多，螺钉、螺母、垫圈等标准零件，没有模具就无法大量生产。由此看来，模具是工业生产中使用极为广泛的主要工艺设备之一。

模具是一种高效率的工艺设备，用模具进行各种材料的成型，可实现高速度的大批量生产，并能在大量生产条件下稳定的保证制件的质量、节约原材料。因此，在现代工业生产中，模具的应用日益广泛，是当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。许多现代工业的发展和技术水平的提高，在很大程度上取决于模具工业的发展水平。模具工业的水平和发展状况已被认为是衡量一个国家工业水平的重要标志之一

1.2 冲压加工工艺及其应用

冲压是指在常温下利用模具在压力机的作用下，对材料施加压力，将材料分离和变形，从而获得一定形状、尺寸和精度零件的一种加工方法，又可称为冷冲压或板料冲压冲压加工与其它机械加工方法相比，具有很多优点：

1、效率高，可实现制品与零件的高速度大量的生产；

2、原材料，可实现少切屑、无

切屑加工；

3、质量稳定，有良好的互换性；

4、工艺简单，利用模具生产制品时，不需要操作者有较高的技艺水平；

5、模具批量生产的零件和制品成本低廉；

6、工出的零件与制品可一次成型，不需进行再加工；

7、造出其他加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品；

8、易实现生产的自动化及半自动化。

由于冲压工艺的这些特点，因此其应用范围极广，从精细的电子元件、仪表指针到汽车的覆盖件和大梁、高压容器封头及航空航天器的蒙皮、机身等，均需冲压加工。目前用冲压工艺所获得的制品，在现代汽车、拖拉机、电机电器、仪器仪表及无线电电子产品和人们日常生活中，都占有十分重要的地位。

当然，冲压工艺和其它加工方法一样，也有其自身的局限性，如：冲模结构比较复杂，制造周期长，模具价格偏高，在单件小批量、多品种生产时经济上不合算。

冲模是冲压生产中必不可少的工艺装备。其模具结构必须满足冲压生产的要求，不仅要冲压出合格的零件制品，而且要适应批量生产的需要，操作要方便、使用寿命要长、安全可靠、成本低廉，并能容易制造和维修。

1.3 冲压所用材料及其性能

冲压所用的材料主要是金属材料，有普通碳素钢、优质碳素钢、不锈钢和黄铜板（带）、铝板（带）等，有时也用非金属材料，如胶木板、塑料板和纤维板等。冲压用材料大部分是各种规格的条料、带料、卷料和块料，有时也对某些型材及管材进行冲压加工。

用于冲压的材料不仅要满足制件的设计要求，还必须满足材料的冲压性能。材料的冲压性能是指它们对各种冲压加工的适应能力，即具有良好的塑性、便于加工、容易得到高质量和高精度的冲压件，生产效率高、模具损耗低、不易出废品等。

金属材料的冲压性能，是各种材料的力学指数通过比较进行分析的。其力学性能的强度指数主要有材料的屈服强度c S、抗拉强度c b、屈强比c s/ c b缩颈应力C j、断裂应力c f、材料的弹性模量E与屈服强度的比值E/ c s，塑性指数有材料的总伸长率3、均匀收缩率S u、断面收缩率书、均匀变形的单面收缩率书u等。

一般地说，材料的c s/ c b值愈小，形成过程中断裂的危险愈小，E/ c s值