類

沖壓模具 專用哈默納科諧波減速機(jī)SHG-14-50-2A-GR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?，包括有?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缺少的。

制造技術(shù)

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)。新型沖壓模內(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

沖壓模具 專用哈默納科諧波減速機(jī)SHG-14-50-2A-GR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，可達(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5~10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4~5倍。

b.高精度 高速銑削加工精度一般為10μm，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3°C)，故表面沒有變質(zhì)層及微裂紋，熱變形也小。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

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。

沖壓模具 專用哈默納科諧波減速機(jī)SHG-14-50-2A-GR慢走絲線切割技術(shù)

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)人看管運(yùn)行的程度。切割速度已達(dá)300mm2/min，加工精度可達(dá)到±1.5μm，加工表面粗糙度Ra0.1~0.2μm。直徑0.03~0.1mm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。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

沖壓模具 專用哈默納科諧波減速機(jī)SHG-14-50-2A-GR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(cè)手段已無(wú)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(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)。

沖壓模具的快速成形技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和市場(chǎng)需求的多樣化,人們對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)周期的要求越來(lái)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(chǎng)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(jiǎn)單的圖形元素,然后合成所需圖形。例如:矩形是4個(gè)直角的合成;波浪形是一些曲線的合成等。因此,對(duì)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(gè)可被分割的平面圖形,對(duì)分割出來(lái)的簡(jiǎn)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(jiǎn)單圖形零件的數(shù)字化,缺口1、2、3、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(zhǎng)等于Δy,則按如圖1所示進(jìn)行編號(hào)。缺口1由位置(2,0)以及位置(3,0)合成,缺口2、3、4同樣由兩個(gè)位置合成,方孔由8個(gè)位置合成。如果采用矩形單元快速成形,可以獲得如圖2所示的二維編碼,由于劃分過(guò)細(xì)使得到的編碼較長(zhǎng)。如果采用正方形單元快速成形,則可以獲得如圖3所示的二維編碼,其編碼減小一半。

矩形單元二維編碼如下:

對(duì)于等距簡(jiǎn)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(jiǎn)化編碼。鑰匙齒形編碼示意圖，如圖2所示。圖中采用三角形單元，實(shí)際應(yīng)用采用的是梯形單元編碼可以降為一維數(shù)組。

參數(shù)定義:

齒數(shù)--沖壓的次數(shù)，現(xiàn)假使為5。

齒距--沖壓時(shí)，Y方向的每次移動(dòng)的距離。

級(jí)差值-沖壓時(shí)X方向移動(dòng)一個(gè)單位時(shí)的距離。

級(jí)差數(shù)--沖壓時(shí)，X方向的移動(dòng)單位。

當(dāng)選定齒距和級(jí)差值后，鑰匙的齒形加工位置可以轉(zhuǎn)換為級(jí)差數(shù)最后齒形編碼為一維數(shù)組((2 1 3 2 1)。由以上可知數(shù)字化編碼是單元沖?？焖俪尚蔚年P(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(chǔ)內(nèi)存。

大部分中小型企業(yè)尚不具備購(gòu)買高檔數(shù)控沖床的經(jīng)濟(jì)實(shí)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(jiǎn)易數(shù)控沖床來(lái)使用。

快速成形模具機(jī)構(gòu)示意圖如圖3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(cè)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(jì)。料板由步進(jìn)電機(jī)控制絲杠分X,Y方向驅(qū)動(dòng)。下模為凹模機(jī)構(gòu)，直接安裝在工作臺(tái)上。

4.1 電機(jī)驅(qū)動(dòng)及選用

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(jià)比方面進(jìn)行綜合考慮，擬選用步進(jìn)角1.8o的兩相混合式步進(jìn)電機(jī)。

驅(qū)動(dòng)器的型號(hào)、種類較多，細(xì)分型為考慮對(duì)象。因?yàn)榧?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。

4.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

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(dòng)作的啟停間被加工件的按編碼所得的X,Y方向的快速進(jìn)給送料運(yùn)動(dòng)以及這兩個(gè)動(dòng)作的協(xié)調(diào)。即實(shí)現(xiàn)沖壓和送料動(dòng)作的同步控制?？刂葡到y(tǒng)框圖，如圖4所示。光電信號(hào)檢測(cè)電路圖，如圖5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、X及Y方向的調(diào)整、執(zhí)行等的功能鍵，可用來(lái)完成加工程序的輸入、修改及對(duì)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(jì)算機(jī)上進(jìn)行編碼，自動(dòng)生成加工程序，通過(guò)串行口將加工程序下載給單片機(jī)并且保存在FLASH ROM中。工模安裝后手動(dòng)調(diào)整零位。進(jìn)入執(zhí)行后單片機(jī)從FLASH ROM中取得加工程序，并計(jì)算X,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X,Y方向的步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)步數(shù)。當(dāng)光電信號(hào)檢測(cè)到上模位于開啟位置時(shí)數(shù)控系統(tǒng)迅速將待加工件定位到加工位置，并且啟動(dòng)沖床上沖模下壓，實(shí)現(xiàn)一次沖壓。在沖床帶動(dòng)上沖模開啟時(shí)數(shù)控系統(tǒng)迅速地將待加工件移動(dòng)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(dòng)。

4.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

整個(gè)系統(tǒng)由上位機(jī)來(lái)管理。系統(tǒng)軟件語(yǔ)言采用Visual Basic 6 .0編制其集成開發(fā)環(huán)境(IDE)集設(shè)計(jì)、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(yǔ)言簡(jiǎn)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(gè)功能模塊:系統(tǒng)開機(jī)后進(jìn)入Windows界面雙擊"數(shù)控單元沖模"圖標(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6所示。

編輯模塊用來(lái)完成用戶對(duì)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(kù)以備程序的調(diào)用。

運(yùn)行管理模塊負(fù)責(zé)程序的運(yùn)行、中斷。

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(guò)RS232串行口送入單片機(jī)使單片機(jī)執(zhí)行控制工作。

查詢模塊。方便用戶對(duì)已存文件的查看與調(diào)用。

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(gè)功能模塊通過(guò)通信接口接受上位機(jī)的輸入指令，控制X,Y方向步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)動(dòng)。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7所示。下位機(jī)通信程序流程圖，如圖8所示。

隨著數(shù)控技術(shù)、伺服技術(shù)、運(yùn)動(dòng)元件的發(fā)展，以及市場(chǎng)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(duì)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(wú)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)上下料裝備、外置模具庫(kù)自動(dòng)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(wú)疑是先進(jìn)沖壓技術(shù)發(fā)展的一個(gè)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),目前傳統(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(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)入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,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

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。

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，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)、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。

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，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(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。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。

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。

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。

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。

應(yīng)考慮材料的冷熱加工性能和工廠現(xiàn)有條件。

注意采用微變形模具鋼，以減少機(jī)加工費(fèi)用。

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

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。

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。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?？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(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。

發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)趨勢(shì)

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)。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。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?。一些?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、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，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。

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)。

(1)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。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)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)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)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)。

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(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10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，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)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，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。

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)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。

主要零件及安全要求

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，采用前推定位、外廓定位和導(dǎo)正銷定位等。

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、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(wèn)題都會(huì)影響安全，只有對(duì)每種作業(yè)中的具體問(wèn)題進(jìn)行分析，才能提出模具中的安全注意事項(xiàng)。