第一篇：典型沖壓模具總體形勢的確定和分析畢業論文

典型沖壓件模具總體形式確定的分析研究

1.1沖壓的概念、特點及應用

沖壓是利用安裝在沖壓設備（主要是壓力機）上的模具對材料施加壓力，使其產生分離或塑性變形，從而獲得所需零件（俗稱沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對材料進行冷變形加工，且主要采用板料來加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于材料成型工程術。

沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產就難以進行；沒有先進的沖模，先進的沖壓工藝就無法實現。沖壓工藝與模具、沖壓設備和沖壓材料構成沖壓加工的三要素，只有它們相互結合才能得出沖壓件。

與機械加工及塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無論在技術方面還是經濟方面都具有許多獨特的優點。主要表現如下。

(1)沖壓加工的生產效率高，且操作方便，易于實現機械化與自動化。這是因為沖壓是依靠沖模和沖壓設備來完成加工，普通壓力機的行程次數為每分鐘可達幾十次，高速壓力要每分鐘可達數百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個沖件。

（2）沖壓時由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質量,而模具的壽命一般較長,所以沖壓的質量穩定,互換性好,具有“一模一樣”的特征。

（3）沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時材料的冷變形硬化效應，沖壓的強度和剛度均較高。

（4）沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設備，因而是一種省料，節能的加工方法，沖壓件的成本較低。

但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時一個復雜零件需要數套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技術要求高，是技術密集形產品。所以，只有在沖壓件生產批量較大的情況下，沖壓加工的優點才能充分體現，從而獲得較好的經濟效益。

沖壓地、在現代工業生產中，尤其是大批量生產中應用十分廣泛。相當多的工業部門越來越多地采用沖壓法加工產品零部件，如汽車、農機、儀器、儀表、電子、航空、航天、家電及輕工等行業。在這些工業部門中，沖壓件所占的比重都相當的大，少則60%以上，多則90%以上。不少過去用鍛造=鑄造和切削加工方法制造的零件，現在大多數也被質量輕、剛度好的沖壓件所代替。因此可以說，如果生產中不諒采用沖壓工藝，許多工業部門要提高生產效率和產品質量、降低生產成本、快速進行產品更新換代等都是難以實現 的。1.2 沖壓的基本工序及模具

由于沖壓加工的零件種類繁多，各類零件的形狀、尺寸和精度要求又各不相同，因而生產中采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。概括起來，可分為分離工序和成形工序兩大類；分離工序是指使坯料沿一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和斷面質量的沖壓（俗稱沖裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的條件下產生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。

上述兩類工序，按基本變形方式不同又可分為沖裁、彎曲、拉深和成形四種基本工序，每種基本工序還包含有多種單一工序。

在實際生產中，當沖壓件的生產批量較大、尺寸較少而公差要求較小時，若用分散的單一工序來沖壓是不經濟甚至難于達到要求。這時在工藝上多采用集中的方案，即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一副模具內完成，稱為組合的方法不同，又可將其分為復合-級進和復合-級進三種組合方式。

復合沖壓——在壓力機的一次工作行程中，在模具的同一工位上同時完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方法式。

級進沖壓——在壓力機上的一次工作行程中，按照一定的順序在同一模具的不同工位上完面兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。

復合-級進——在一副沖模上包含復合和級進兩種方式的組合工序。

沖模的結構類型也很多。通常按工序性質可分為沖裁模、彎曲模、拉深模和成形模等；按工序的組合方式可分為單工序模、復合模和級進模等。但不論何種類型的沖模，都可看成是由上模和下模兩部分 組成，上模被固定在壓力機工作臺或墊板上，是沖模的固定部分。工作時，坯料在下模面上通過定位零件定位，壓力機滑塊帶動上模下壓，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便產生分離或塑性變形，從而獲得所需形狀與尺寸的沖件。上模回升時，模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸、凹模上卸下或推、頂出來，以便進行下一次沖壓循環。

1.3 沖壓技術的現狀及發展方向

隨著科學技術的不斷進步和工業生產的迅速發展，許多新技術、新工藝、新設備、新材料不斷涌現，因而促進了沖壓技術的不斷革新和發展。其主要表現和發展方向如下。(1).沖壓成形理論及沖壓工藝方面

沖壓成形理論的研究是提高沖壓技術的基礎。目前，國內外對沖壓成形理論的研究非常重視，在材料沖壓性能研究、沖壓成形過程應力應變分析、板料變形規律研究及坯料與模具之間的相互作用研究等方面均取得了較大的進展。特別是隨著計算機技術的飛躍發展和塑性變形理論的進一步完善，近年來國內外已開始應用塑性成形過程的計算機模擬技術，即利用有限元（FEM）等有值分析方法模擬金屬的塑性成形過程，根據分析結果，設計人員可預測某一工藝方案成形的可行性及可能出現的質量問題，并通過在計算機上選擇修改相關參數，可實現工藝及模具的優化設計。這樣既節省了昂貴的試模費用，也縮短了制模具周期。

研究推廣能提高生產率及產品質量、降低成本和擴大沖壓工藝應用范圍的各種壓新工藝，也是沖壓技術的發展方向之一。目前，國內外相繼涌現出精密沖壓工藝、軟模成形工藝、高能高速成形工藝及無模多點成形工藝等精密、高效、經濟的沖壓新工藝。其中，精密沖裁是提高沖裁件質量的有效方法，它擴大了沖壓加工范圍，目前精密沖裁加工零件的厚度可達25mm，精度可達IT16~17級；用液體、橡膠、聚氨酯等作柔性凸模或凹模的軟模成形工藝，能加工出用普通加工方法難以加工的材料和復雜形狀的零件，在特定生產條件下具有明顯的經濟效果；采用爆炸等高能效成形方法對于加工各種尺寸在、形狀復雜、批量小、強度高和精度要求較高的板料零件，具有很重要的實用意義；利用金屬材料的超塑性進行超塑成形，可以用一次成形代替多道普通的沖壓成形工序，這對于加工形狀復雜和大型板料零件具有突出的優越性；無模多點成形工序是用高度可調的凸模群體代替傳統模具進行板料曲面成形的一種先進技術，我國已自主設計制造了具有國際領先水平的無模多點成形設備，解決了多點壓機成形法，從而可隨意改變變形路徑與受力狀態，提高了材料的成形極限，同時利用反復成形技術可消除材料內殘余應力，實現無回彈成形。無模多點成形系統以CAD/CAM/CAE技術為主要手段，能快速經濟地實現三維曲面的自動化成形。

(2.)沖模是實現沖壓生產的基本條件.在沖模的設計制造上,目前正朝著以下兩方面發展:一方面,為了適應高速、自動、精密、安全等大批量現代生產的需要，沖模正向高效率、高精度、高壽命及多工位、多功能方向發展，與此相比適應的新型模具材料及其熱處理技術，各種高效、精密、數控自動化的模具加工機床和檢測設備以及模具CAD/CAM技術也在迅速發展；另一方面，為了適應產品更新換代和試制或小批量生產的需要，鋅基合金沖模、聚氨酯橡膠沖模、薄板沖模、鋼帶沖模、組合沖模等各種簡易沖模及其制造技術也得到了迅速發展。

精密、高效的多工位及多功能級進模和大型復雜的汽車覆蓋件沖模代表了現代沖模的技術水平。目前，50個工位以上的級進模進距精度可達到2微米，多功能級進模不僅可以完成沖壓全過程，還可完成焊接、裝配等工序。我國已能自行設計制造出達到國際水平的精度達2~5微米，進距精度2~3微米，總壽命達1億次。我國主要汽車模具企業，已能生產成套轎車覆蓋件模具，在設計制造方法、手段方面已基本達到了國際水平，但在制造方法手段方面已基本達到了國際水平，模具結構、功能方面也接近國際水平，但在制造質量、精度、制造周期和成本方面與國外相比還存在一定差距。

模具制造技術現代化是模具工業發展的基礎。計算機技術、信息技術、自動化技術等先進技術正在不斷向傳統制造技術滲透、交叉、融合形成了現代模具制造技術。其中高速銑削加工、電火花銑削加工、慢走絲切割加工、精密磨削及拋光技術、數控測量等代表了現代沖模制造的技術水平。高速銑削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面質量（主軸轉速一般為15000~40000r/min）,加工精度一般可達10微米，最好的表面粗糙度Ra≤1微米），而且與傳統切削加工相比具有溫升低（工件只升高3攝氏度）、切削力小，因而可加工熱敏材料和剛性差的零件，合理選擇刀具和切削用量還可實現硬材料（60HRC）加工；電火花銑削加工（又稱電火花創成加工）是以高速旋轉的簡單管狀電極作三維或二維輪廓加工（像數控銑一樣），因此不再需要制造昂貴的成形電極，如日本三菱公司生產的EDSCAN8E電火花銑削加工機床，配置有電極損耗自動補償系統、CAD/CAM集成系統、在線自動測量系統和動態仿真系統，體現了當今電火花加工機床的技術水平；慢走絲線切割技術的發展水平已相當高，功能也相當完善，自動化程度已達到無人看管運行的程度，目前切割速度已達到300mm2/min,加工精度可達±1.5微米，表面粗糙度達Ra=01~0.2微米;精度磨削及拋光已開始使用數控成形磨床、數控光學曲線磨床、數控連續軌跡坐標磨床及自動拋光等先進設備和技術;模具加工過程中的檢測技術也取得了很大的發展,現在三坐標測量機除了能高精度地測量復雜曲面的數據外,其良好的溫度補償裝置、可靠的抗振保護能力、嚴密的除塵措施及簡單操作步驟，使得現場自動化檢測成為可能。此外，激光快速成形技術（RPM）與樹脂澆注技術在快速經濟制模技術中得到了成功的應用。利用RPM技術快速成形三維原型后，通過陶瓷精鑄、電弧涂噴、消失模、熔模等技術可快速制造各種成形模。如清華大學開發研制的“M-RPMS-Ⅱ型多功能快速原型制造系統”是我國自主知識產權的世界惟一擁有兩種快速成形工藝（分層實體制造SSM和熔融擠壓成形MEM）的系統，它基于“模塊化技術集成”之概念而設計和制造，具有較好的價格性能比。一汽模具制造公司在以CAD/CAM加工的主模型為基礎，采用瑞士汽巴精化的高強度樹脂澆注成形的樹脂沖模應用在國產轎車試制和小批量生產開辟了新的途徑。(3)沖壓設備和沖壓生產自動化方面

性能良好的沖壓設備是提高沖壓生產技術水平的基本條件，高精度、高壽命、高效率的沖模需要高精度、高自動化的沖壓設備相匹配。為了滿足大批量高速生產的需要，目前沖壓設備也由單工位、單功能、低速壓力機朝著多工位、多功能、高速和數控方向發展，加之機械乃至機器人的大量使用，使沖壓生產效率得到大幅度提高，各式各樣的沖壓自動線和高速自動壓力機紛紛投入使用。如在數控四邊折彎機中送入板料毛坯后，在計算機程序控制下便可依次完成四邊彎曲，從而大幅度提高精度和生產率；在高速自動壓力機上沖壓電機定轉子沖片時，一分鐘可沖幾百片，并能自動疊成定、轉子鐵芯，生產效率比普通壓力機提高幾十倍，材料利用率高達97%；公稱壓力為250KN的高速壓力機的滑塊行程次數已達2000次/min以上。在多功能壓力機方面，日本田公司生產的2000KN“沖壓中心”采用CNC控制，只需5min時間就可完成自動換模、換料和調整工藝參數等工作；美國惠特尼公司生產的CNC金屬板材加工中心，在相同的時間內，加工沖壓件的數量為普通壓力機的4~10倍，并能進行沖孔、分段沖裁、彎曲和拉深等多種作業。

近年來，為了適應市場的激烈競爭，對產品質量的要求越來越高，且其更新換代的周期大為縮短。沖壓生產為適應這一新的要求，開發了多種適合不同批量生產的工藝、設備和模具。其中，無需設計專用模具、性能先進的轉塔數控多工位壓力機、激光切割和成形機、CNC萬能折彎機等新設備已投入使用。特別是近幾年來在國外已經發展起來、國內亦開始使用的沖壓柔性制造單元（FMC）和沖壓柔性制造系統（FMS）代表了沖壓生產新的發展趨勢。FMS系統以數控沖壓設備為主體，包括板料、模具、沖壓件分類存放系統、自動上料與下料系統，生產過程完全由計算機控制，車間實現24小時無人控制生產。同時，根據不同使用要求，可以完成各種沖壓工序，甚至焊接、裝配等工序，更換新產品方便迅速，沖壓件精度也高。(4)沖壓標準化及專業化生產方面

模具的標準化及專業化生產，已得到模具行業和廣泛重視。因為沖模屬單件小批量生產，沖模零件既具的一定的復雜性和精密性，又具有一定的結構典型性。因此，只有實現了沖模的標準化，才能使沖模和沖模零件的生產實現專業化、商品化，從而降低模具的成本，提高模具的質量和縮短制造周期。目前，國外先進工業國家模具標準化生產程度已達70%~80%，模具廠只需設計制造工作零件，大部分模具零件均從標準件廠購買，使生產率大幅度提高。模具制造廠專業化程度越不定期越高，分工越來越細，如目前有模架廠、頂桿廠、熱處理廠等，甚至某些模具廠僅專業化制造某類產品的沖裁模或彎曲模，這樣更有利于制造水平的提高和制造周期的縮短。我國沖模標準化與專業化生產近年來也有較大發展，除反映在標準件專業化生產廠家有較多增加外，標準件品種也有擴展，精度亦有提高。但總體情況還滿足不了模具工業發展的要求，主要體現在標準化程度還不高（一般在40%以下），標準件的品種和規格較少，大多數標準件廠家未形成規模化生產，標準件質量也還存在較多問題。另外，標準件生產的銷售、供貨、服務等都還有待于進一步提高。設計要求:設計該零件的沖裁模 沖壓件圖如下圖所示:

+0.250+0.30+0.150+0.200-0.4312±0.2521±0.5288.90-0.5231.5±0.25沖壓技術要求: 1.材料:H62 2.材料厚度:4mm 3.生產批量:中批量 4.未注公差:按IT14級確定.2 沖裁件的總體工藝分析

一 沖裁件的工藝性分析

沖裁件的工藝性是指沖裁件對沖裁工藝的適應性。也就是工件在沖裁加工過程中的難易程度

沖裁工藝性好是指能用普通沖裁方法，在模具壽命和生產率較高，成本較低的條件下得到質量合格的沖裁件 包括： 沖裁件的尺寸和形狀

沖裁件的尺度精度和表面粗糙度

沖裁材料 沖裁件尺寸標注

沖裁模類型的確定 沖裁順序的安排

3案例的工藝性分析

1、沖壓件工藝分析

零件尺寸精度：υ5-0.01公差為0.03，則是屬于IT9級之間，其他未注公差為IT14級。

所以，零件最高精度要求為IT9，因此可用于一般的沖裁，普通沖

+0.02 裁可以達到要求。由于沖裁件沒有斷面粗糙度的要求，我們不必考慮。

（2）零件結構工藝分析 a、零件結構簡單、對稱；

b、最小壁厚：孔邊距b1=（8.5-5）/2=1.75>1.5t c、無懸臂窄槽b1=4>2t=2.25>2t d、無尖角

e、沖孔Φ5，查表得τ=400～700 Mpa >400Mpa,5>1.3t=1.3

所以，一般沖模可以沖出此孔，無小孔；

f、無圓角。（3）零件材料分析：

45號鋼

τ=440～700Mpa

σs=550～700Mpa

δ﹪

所以，45號鋼強度較高，塑性和韌性尚好，綜上所述：該零件符合沖裁工藝性要求，可以利用普通沖裁加工。

2、工藝方案制定

（1）基本工序：沖孔、落料。（2）工藝方案：

方案一：單工序模，落料模、沖孔模2套模具； 方案二：復合模，落料、沖孔1套模具； 方案三：級進模，沖孔、落料級進模1套模具。

10=14分析3個方案：

a、第一種方案的優點是模具設計、制造簡單、周期短，模具結構簡單，甚至可以采用標準化得模具成型零件，因此，模具和制件的制造成本均低。但因采用兩副模具分別進行落料和沖孔，其沖壓生產率低，不能滿足該零件中批量生產的要求。

b、第二種方案的優點是沖壓的生產效率較高，且制件的平整度較高。但模具結構較第一種方案復雜，因此設計制造周期長，模具成本較高。

c、第三種方案的優點是沖壓的生產過程易于實現機械化和自動化，生產效率較高。但模具結構較第一種復雜，因此設計制造周期較長，模具成本較高。

綜上分析，以滿足制件質量和生產綱領為主要因素，可以得出沖件的精度和平直度較好，生產率較高，操作方便，因此采用復合模進行加工。

3彎曲件總體工藝分析

彎曲件工藝性分析

1.材料分析

如果彎曲件的材料具有足夠的塑性，屈強比小，屈服點和彈性模量的比值小，則有利于彎曲成形和工件質量的提高。如軟剛、黃銅和鋁等材料的彎曲成形性能好。而脆性大的材料，如磷青銅、鈹青銅和彈簧鋼等，則最小型對彎曲半徑大，回彈大，不利于成形。

2.結構分析（1）最小彎曲半徑和彎曲件的彎邊高度

彎曲半徑

彎曲件的彎曲半徑不宜小于最小彎曲半徑，也不宜過大。因為過大時，受到回彈的影響，彎曲的角度與彎曲半徑的精度都不易保證。

彎邊高度

彎曲件的彎邊高度不宜過小，其值應為h?r?2t。當h較小時，彎邊在模具上支持的長度過小，不容易形成足夠的彎矩，很難得到形狀準確的工件。若h?r?2t時，則須先壓槽，或增加彎邊高度，彎曲后再切掉

（2）預沖工藝孔或切槽

如圖45所示，對階梯形坯料進行局部彎曲時（見圖45a)，在彎曲線與外形輪廓相一致的情況下，會使根部撕裂或畸變，這時應改變彎曲線的位置（見圖45b)。必要時，在彎曲部分與不彎曲部分之間切槽或在彎曲前沖出工藝孔（見圖45c、d、e），工藝槽深度A大于彎曲半徑，槽寬B大于材料厚度。

（3）彎曲件孔邊距離

彎曲有孔的工序件時，如果孔位于彎曲變形區內，則彎曲時孔要變形。為此必須使孔處于變形區之外（見圖46）。一般孔邊至彎曲半徑r中心的距離按料厚確定，即當t?2mm時，L?t；當t?2mm時，L?2t。

如果孔邊至彎曲半徑r中心的距離過小，為防止彎曲時孔變形，可采取沖凸緣形缺口或月牙槽的措施（見圖47a, b)。或在彎曲變形區內沖工藝孔，以轉移變形區（見圖47c)。

（4）彎曲樣的幾何形狀

彎曲件應盡量設計成對稱狀，彎曲半徑左右一致，以防彎曲變形時坯料受力不均而產生偏移。如果不對稱，應增設工藝孔定位（見圖48b）。有些帶缺口的彎曲件，如圖48a所示，若將坯料沖出缺口，彎曲變形時會出現叉口，嚴重時無法成形，這時應在缺口處留連接帶，待彎曲成形后再將連接帶切除。

（5）彎曲件的尺寸標注

尺寸標 注對彎曲件的工藝有很大的影響。

例如，圖49是彎曲件孔的位置尺寸的三

種標注法。對于第一種標注法，孔的位

圖48 增添連接帶和定位工藝孔的彎曲件 置精度不受坯料展開長度和回彈的 影響，將大大簡化工藝和模具設計。因此在不要求彎曲件有一定裝配關系時，應盡量考慮沖壓工藝的方便來標注尺寸。圖49a可以采用先落料沖孔（復合

工序），然后壓彎成形，工藝比較簡單。

圖49b,c所示的尺寸標注方法，沖孔只能

圖49 尺寸標注對彎曲工藝的影響 在壓彎成形后進行，這會造成許多不便。

3.彎曲件的尺寸偏差彎曲件的精度

受坯料定位、偏移、翹曲和回彈等因素的影響，彎曲的工序數目越多，精度也越低。對彎曲件的精度要求應合理，一般彎曲件長度的尺寸公差等級在IT13級以下，角度公差大于15′

3拉深件總體工藝分析

① 拉深件底部與直臂間的內R,即凸模的R角應大于（3~5）t;拉深件凸緣與直臂間的內R,即凹模的R角應大于（4~8）t,否則需增加整形工序。

② 拉深件的凸緣直徑D與筒內徑d應滿足公式>d+12t。

③ 在使用條件允許的情況下,拉深件應盡可能采用軸對稱回轉體零件,且形狀力求簡化,以便于模具設計與制造。

④ 拉深件的精度一般圓筒件可達IT8~T10級,對于一般異形件可低1~2級

第二篇：沖壓模具間隙值的確定

沖壓模具等高套筒高度該如何計算

等高套筒安裝示意圖

沖壓模具等高套如何計算，我想看了上面的圖以后大家應該都會明白了吧？ 什么是等高套？等高套的目的是什么？

先回答是什么是等高套，等高套是等高套筒的簡稱，按照正規的叫法應該是叫等高套筒的，不過工廠里的師傅們一般習慣稱它為等高套。等高套筒，顧名思義，就是指空心的套筒，一套小模具至少也會有十幾個等高套，模具太小的話，五六個就夠了，同一塊模板上所配套的等高套高度必須全部相同，公差最好在正負0.01以內，誤差太大的話會很容易造成脫料板卡死脫不開、沖頭折斷等意外情況發生。

等高套的目的一是把脫料板拉住，免得脫料板掉下來；二是保證脫料的行程，能夠使產品順利從模具上脫下來，以免產生帶料、卡料等模具不脫料的悲劇出現。

等高套如果太短的話，可能會導致沖頭露出脫料板來，這樣的話，料還沒壓住就開始沖，很容易產生卡料、帶料、沖頭磨損、產品切邊皺等狀況出現。等高套如果太長的話，就會導致沖頭導正長度不夠，很容易造成沖頭折斷等。所以，一套模具如果需要保證生產順利的話，準確計算等高套筒的長度也是非常重要的。那么，沖壓模具等高套筒的高度該如何計算呢？ 計算沖壓模具等高套筒的高度，首先要確認脫料板的行程，脫料板行程的計算公式：脫料板的行程=沖頭長度-固定板(上夾板)-脫墊板(止擋板)-脫料板+1(mm)到2mm(只要能夠保證沖頭完全進入脫料板，不露出脫料板就OK啦)。等高套高度= 固定板(上夾板)+脫墊板(止擋板)+行程。

第三篇：我國沖壓模具現狀及發展趨勢分析

我國沖壓模具現狀及發展趨勢分析

一、現狀

改革開放以來，隨著國民經濟的高速發展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業一直以15%左右的增長速度快速發展，模具工業企業的所有制成分也發生了巨大變化，除了國有專業模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發展。

浙江寧波和黃巖地區的“模具之鄉”；廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉鎮企業，科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨資的模具企業現已有幾千家。

隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經越來越認識到產品質量、成本和新產品的開發能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎的要素之一，模具制造技術現已成為衡量一個國家制造業水平高低的重要標志，并在很大程度上決定企業的生存空間。

近年許多模具企業加大了用于技術進步的投資力度，將技術進步視為企業發展的重要動力。一些國內模具企業已普及了二維CAD，并陸續開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個別廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應用于沖壓模的設計中。

以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具制造技術已取得很大進步，東風汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機構和大專院校開展模具技術的研究和開發。經過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術方面取得了顯著進步；在提高模具質量和縮短模具設計制造周期等方面做出了貢獻。

例如，吉林大學汽車覆蓋件成型技術所獨立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析KMAS軟件，華中理工大學模具技術國家重點實驗室開發的注塑模、汽車覆蓋件模具和級進模CAD/CAE/CAM軟件，上海交通大學模具CAD國家工程研究中心開發的冷沖模和精沖研究中心開發的冷沖模和精沖模CAD軟件等在國內模具行業擁有不少的用戶。

雖然中國模具工業在過去十多年中取得了令人矚目的發展，但許多方面與工業發達國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設備在模具加工設備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術的普及率不高；許多先進的模具技術應用不夠廣泛等等，致使相當一部分大型、精密、復雜和長壽命模具依賴進口。

二、未來沖壓模具制造技術發展趨勢

模具技術的發展應該為適應模具產品“交貨期短”、“精度高”、“質量好”、“價格低”的要求服務。達到這一要求急需發展如下幾項：

(1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術模具CAD/CAM/CAE技術是模具設計制造的發展方向。隨著微機軟件的發展和進步，普及CAD/CAM/CAE技術的條件已基本成熟，各企業將加大CAD/CAM技術培訓和技術服務的力度；進一步擴大CAE技術的應用范圍。計算機和網絡的發展正使CAD/CAM/CAE技術跨地區、跨企業、跨院所地在整個行業中推廣成為可能，實現技術資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。

(2)高速銑削加工國外近年來發展的高速銑削加工，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、熱變形小等優點。高速銑削加工技術的發展，對汽車、家電行業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、集成化方向發展。

(3)模具掃描及數字化系統高速掃描機和模具掃描系統提供了從模型或實物掃描到加工出期望的模型所需的諸多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統，可快速安裝在已有的數控銑床及加工中心上，實現快速數據采集、自動生成各種不同數控系統的加工程序、不同格式的CAD數據，用于模具制造業的“逆向工程”。模具掃描系統已在汽車、摩托車、家電等行業得到成功應用，相信在“十五”期間將發揮更大的作用。

(4)電火花銑削加工電火花銑削加工技術也稱為電火花創成加工技術，這是一種替代傳統的用成型電極加工型腔的新技術，它是有高速旋轉的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數控銑一樣)，因此不再需要制造復雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領域的重大發展。國外已有使用這種技術的機床在模具加工中應用。預計這一技術將得到發展。

(5)提高模具標準化程度我國模具標準化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標準件使用覆蓋率已達到30%左右。國外發達國家一般為80%左右。

(6)優質材料及先進表面處理技術選用優質鋼材和應用相應的表面處理技術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揮模具鋼材料性能的關鍵環節。模具熱處理的發展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應發展工藝先進的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術。

(7)模具研磨拋光將自動化、智能化模具表面的質量對模具使用壽命、制件外觀質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有手工操作，以提高模具表面質量是重要的發展趨勢。

(8)模具自動加工系統的發展這是我國長遠發展的目標。模具自動加工系統應有多臺機床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機具、刀具數控庫；有完整的數控柔性同步系統；有質量監測控制系統。

CNC雕刻機在國內的發展上從最近的一兩年才有較大的發展，相關加工廠和使用單位時刻以敏銳的眼光盯著廠家的動向，這也是身為雕銑機主機生產廠一點也不敢松懈的真正原因所在。

作為用戶當然要選合適的設備，如果選型不當，不但不能賺錢反而令陷入為機器打工的苦澀局面。那么什么樣的機床才是好機床？

我們認為好機床的定義是這樣的：

能夠在短期內收回投資的機床才是好機床。

數控機床的設計使用壽命一般為7年，主要是數控方面的使用壽命為準，這樣花錢和掙錢的比例關系將直接影響您的生意，所以仔細分析功能進行選型是有效投資的必要條件。

在國外很早就有雕銑機的名詞(CNCengravingandmillingmachine)，嚴格地講雕是銑的一部分，是購買雕刻機還是購買數控銑式加工中心是經常要問自己的問題。另外，還有目前盛行的高速切削機床(HSCMACHINE)。還是讓我們首先搞清楚三個機型區別：

1、數控銑和加工中心用于完成較大銑削量的工件的加工設備

2、數控雕銑機用于完成較小銑削量，或軟金屬的加工設備

3、高速切削機床用于完成中等銑削量，并且把銑削后的打磨量降為最低的加工設備

深入分析上述設備的結構可以幫我們做出正確的選擇

一、從機械角度

機床的機械分為兩個部分，移動部分和不移動部分：工作臺，滑板，十字花臺等為移動部分，床座，立柱等為非移動部分

1、數控銑加工中心：

非移動部分鋼性要求非常好移動部分鋼性要求非常好優點：能進行重切削；缺點：由于移動部分同樣龐大，犧牲了機床靈活性，對于細小的部分和快速進給無能為力。

2、數控雕銑機

非移動部分鋼性要求好移動部分鋼性要以靈活為前題下，盡可能的輕一些，同時保持一定的鋼性。優點：可進行比較細小的加工，加工精度高。對于軟金屬可進行高速加工；缺點：由于鋼性差所以不可能進行重切削。

3、高速切削機床

非移動部分鋼性要求非常好移動部分鋼性要求比較好，而且盡可能的輕巧。優點：能進行中小量的切削(例一般φ10的平底刀，對于45號鋼(300)深切深度以0.75為好)；缺點：正確使用下能發揮高效，低成本，使打磨量變為極少。不正確使用，馬上就會使刀具的廢品堆積如山。

如何從機械上做到上面又輕、剛性又好矛盾的要求，關鍵在于機械結構上的功夫。

1、床體采用高低筋配合的網狀架構，有的直接采用蜂巢的相接的內六角網狀結構

2、超寬的立柱和橫梁，大家知道龍門式的結構由于其極好的對稱性和極佳的鋼性被高速切削設備廠家一直做為首選結構。

3、對于移動部分有與數控銑顯著的不同之處是加寬了很多導軌與導軌之間的距離，以克服不良力矩的問題。

4、從材料上講一般采用了米漢那鑄鐵，也就是孕育鑄鐵，在澆注鐵水時加入一定比例的硅(Si)從而改變了鐵的內部結構，使之更加耐沖壓，剛性上有顯著提高。

5、機床的剛性主要用于克服移動部分在高速移動時對非移動部分的強大沖擊，所以導軌、絲桿要求粗一些，以及加強連接部分剛性。

二、從數控角度分析

1、數控銑加工中心對數控系統要求速度一般，主軸轉速0-8000RPM左右

2、雕銑機要求高速的數控系統，主軸轉速3000-30000RPM左右

3、高速切削機床要求高速的數控系統以及極好的伺服電機特性，主軸轉速1500-30000RPM左右

三、編程軟件上分析

從軟件的角度上講，數控銑加工中心，高速切削機床雕銑機都可以使用標準的CAD/CAM軟件如：MasterCamCimatronPEUG等。

銑床通常以為Cimatron刀路較好一點，新版的軟件充分考究到刀具的每時每刻的切削量的均勻性，尤其是刀進入走出工作的一刻的速度和圓滑性，以及在拐點的跟隨差算法問題(followingError)，使結果和設計圖形更加貼進，CAD部分剛大量采用直觀的三維實體造型如Solidworks等再通過IGS等轉入CAM軟件進行加工。不過不用擔心，CAD/CAM的發展速度遠勝于機床的CNC的發展速度。

第四篇：沖壓工藝方案的分析與確定

沖壓工藝方案的分析與確定

該零件包括落料、沖孔、彎曲三道工序，可有以下三種工藝方案：

方案一：落料----沖孔---彎曲。采用單工序模生產

方案二：落料沖孔彎曲合并。采用復合模生產。

方案三：沖孔---落料彎曲。采用連續模生產。

方案一模具結構簡單，制造容易 模具壽命長，但需要兩道工序兩幅模具，成本高而生產效率低，難以滿足大批量生產要求。方案二只需一副模具，工序比較集中，占用設備和人員少，生產率高，適用于大批量生產，但模具結構復雜成本高。方案三只需要一副模具，生產效率高，但模具結構復雜，制造周期長，對零件定位復雜。

第五篇：模具制造自動化發展形勢分析

臺州亞古機床設備有限公司

模具制造自動化發展形勢分析

在模具加工日益發達的今天，模具加工由原來的依賴工模師傅的做模經驗，通過打樣、雕刻、放電等模式進行模生產，發展到現在通過使用CAE進行流道分析/模擬、以CAD進行設計、以CAM進行編程、以CNC來加工工件及電極、以

至配件標準化/現代化的模具加工方式。

模具加工趨向模塊化

在模具加工日益發達的今天，模具加工由原來的依賴工模師傅的做模經驗，通過打樣、雕刻、放電等模式進行模

生產，發展到現在通過使用CAE進行流道分析/模擬、以CAD進行設計、以CAM進行編程、以CNC來加工工件及電極、以至配件標準化/現代化的模具加工方式。近幾年由于標準化夾具的使用日益普及，大量的模具型心及電極加工方式

得以實現標準化加工，模具加工向模塊化方向發展。

模具加工周期縮短

現在商品的更新周期的縮短，市場的競爭日益激烈，因而要求模具的加工更加快速，于是模具加工周期由原來的30～40天減少到15～20天，甚至更少。模具加工企業就必須有更高效的生產效率，才能適應商品的更新周期。

模具加工自動化，大大提高了生產效率

隨著人力成本的提高，原材料價格上漲，模具價格下降等原因，使模具加工企業必須改用新技術來提高模具的生

產效率。隨著機器人技術的高速發展，模具加工自動化就出現在人們的眼前。自動化線體綜合了多臺CNC、EDM、CMM、機器人等眾多設備，大大提高了生產效率。

憑可識別芯片能精確、可靠地識別任何一個工件和電極OPS-INGERSOLL公司為模具制造廠量身定做的模具中心，由一臺電火花成形加工機床、一臺CNC高速加工中心、一個料庫和一臺機器人所組成。由任務管理系統協調加工過

程，根據任務優先原則對加工進行排序。料庫由可識別芯片的8個UPC工件托盤和70～180個ITS電極夾頭組成，機器

人和機床憑可識別芯片能精確、可靠地識別任何一個工件和電極。

模具中心可連續24小時運作

模具中心可連續24小時進行可靠運行。工件在一次裝夾后完成放入模具中心進行CNC加工及EDM放電加工，大大

提高了加工質量，成倍提高了加工速度和產量，從而縮短了模具的生產周期。這種通過系統自動化技術，集成不同加

工工藝已是模具制造技術的發展趨勢。將電火花成形加工和高速銑削集成到了一個加工單元中，充分發揮各自的工藝

優勢，明顯提高了設備生產效率、縮短制造時間和模具生產周期，并提高模具加工精度和機床使用率，從而達到降低

模具加工成本。這些優勢是采用單獨運行的設備所不能取得的。

OPS-Ingersoll模具中心，實現工件的綜合高效加工

OPS-INGERSOLL模具中心在接受作為訂單的加工任務后，就可從CAD/CAM開始，建立加工項目，將工件加工

過程中的工件加工程式，電加工程式放入相應的加工項目中，通過模具中心的中央控制系統進行機床控制、工件搬運、托盤夾緊、電極裝夾和刀具選取、機床加工啟動和已完成加工的工件成品卸下，以及在料庫上工件的存取。所有物

件移動工作由模具中心所控制的機器人自動進行，工人只需在裝卸料工位把工件托盤裝到加工單元的料庫上便可。通

過自動化解決方案把兩種不同加工方式的機床集成在一起，實現了工件的綜合高效加工。

實際案例

某塑膠模具廠原有5臺普通CNC加工中心，及4臺EDM火花機，用傳統的模具加工方式每月生產20多套手機模具，模具生產能力遠不能達到其工廠訂單要求。通過引進一套OPS-INGERSOLL模具中心，模具加工過程發生了根本性的變化，模仁通過在普通CNC加工中心進行粗加工，然后精加工及電極加工則在OPS-INGERSOLL模具中心的高速加

工中心進行加工，結果能達到每月生產起碼40套模具。整個生產過程都變得輕松、高效、高質，客戶對結果非常滿意。

高速銑削和電火花加工的結合，體現了模具加工工藝朝著高效低成本發展的趨勢。這種自動化集成的解決方案應

由一家同時生產電火花加工機床及高速銑床的制造廠家來供應。與同時掌握這兩種工藝的廠家合作，無疑可獲得工藝

上不偏不倚的意見和投資決策的幫助。這一籃子解決方案同時也便于設備的維護和檢修，讓設備發揮最高效率。

模具中心月產量（現狀實際平均值）

?手機模具生產率;

?鋼料平面與四周圍光刀：平均1h×2件=2h;

?CNC和EDM碰數時間:平均1h×2件=2h;

?合計：30h（一出一之一套手機模具）;

?自動化月產量：24h×30天÷23h（30h-7h=23h）=31.3套手機模具。

可以進一步改善的環節

1、盡早導入CMM（三坐標）可節約：

◆鋼料平面與四周圍光刀2h；

◆CNC和EDM碰數時間2h。

2、導入NC刀具破損檢測儀：

▼時刻監督鋼料及石墨刀具使用過后的破損程度，以掌握加工電極或工件的精準精度；

▼每天鋼料刀具在線測量2次/石墨刀具測量1次共計1h（平均值）。

3、編程工程優化：

目前鋼件加工時，粗加工余量較多，為0.4~0.5mm，以Z013036前模為例：

粗加工余量為0.4～0.5mm,在半精加工時，編程由于擔心余量過多，進行了2次半精加工，第1次半精加工留余量

為0.15mm，第2次半精加工留余量為0.08mm，如果在粗加工時留余量為0.3~0.4mm，則可以減少1次半精加工，可

以減少約10分鐘的加工時間。

以3月份生產模具數量計（3月5日～27日計劃完成日）

期間共用25套模具,其中有50%是需要淬火加工：

-1出1模具為15套,-1出2模具為10套,共計模仁70件，35×10=350分鐘≈6小時

備注：

實現以上步驟，每月可節約時間及增加產量：

（2h+2h）×30天=120h（導入CMM），每月可多帶來120h÷23h=5套模具（10件模仁）。