冷冲压模具改进设计实例研究

冷冲压模具改进设计实例研究

徐靖

内江职业技术学院智能制造系四川省内江市641000

摘要：随着社会经济的不断发展，国内制造业水平也有了很大提升，而模具是很多产品生产和制造过程所必需的，因此这也给模具制造带来了良好的发展空间和更大的商机，基于此，本文对冷冲压工艺的概念、特点、基本工序以及冷冲压模具改进设计实例进行分析，研究其设计工艺与改进的方法，同时对未来发展趋势和方向进行探讨。

关键词：冷冲压工艺；模具；改进设计；制造技术；发展

在经济全球化的背景下，科学技术与市场、资源之间得到了有效整合，这也促进了制造行业更好的发展，我国将发展成为制造业大国，这就给作为各制造产业基础的模具制造行业带来了广阔的发展空间和更大的商业机会。冷冲压模具进行改进设计，模具质量的提高必须合理地选择材料，针对不同的材料采用相应的热处理工艺及优化的加工工艺，可以提高模具的制造精度和使用寿命，避免模具发生早期失效。

1冷冲压模具概述

1.1冷冲压模具概念

冲压模具工作温度分为冷冲和热冲两种：冷冲模具是指冲压温度是在常温下加工金属板料的模具，在冷冲压加工中，使被加工零件成形的一种特殊工具，模具工作部分成形的与被加工零件的尺寸是一致的，也可理解为另一种成规模的精加工技术。

1.2冷冲压的特点

冷冲压工艺优点众多：（1）由于冲压加工是依靠模具来成形，模具制作精度高、寿命长，因此能够保证冲压质量以及尺寸精度。对于很多工艺难度较大、形状相对复杂的零件也能进行冲压。小到仪表仪器小型零件，大到汽车覆盖件等都可以加工。（2）对于汽车覆盖件这样的大型冲压件，每分钟可生产数件，对于高速冲压小型制件，每分钟可生产上千件，生产效率高。（3）冲压加工生产废料少，甚至无废料，即使剩余部分材料也可以被用到其他方面，材料利用率高。（4）冲压加工所用毛坯多为条料或带料，冷态下加工就能够满足其需求，易于实现机械化和自动化生产。

然而冷冲压的也有其缺点：首先，模具制造周期长、制造成本，因此单件小批量生产时就不太适用。另外，冷冲压生产多采用机械压力机，其滑块往复运动较快，工人操作时劳动强度较大，也易发生安全事故，必须采取一定的安全保护措施。

1.3冷冲压基本工序

冷冲压基本工序按板料冲压的变形特点，可分为两大类，即分离工序和变形工序。金属板料在冲压力的作用下，所受到的应力超出板料所能承受的强度极限而沿一定的轮廓线断裂，称为分离工序。金属板料在冲压力的作用下，所受到的应力没有超出板料所能承受的强度极限，而是介于屈服强度极限和强度极限之间，而产生塑性变形，从而获得特定形状和尺寸的制件，称为变形工序。

2冷冲压模具改进设计的原则

2.1安全保证

安全原则是任何工序都要首先考虑的原则。冷冲压模具生产有一定的危险，若冷冲压模具结构设计出现误差，必然会在操作时出现错误从而引发事故。因此在进行冷冲压模具改进设计时要遵循安全原则，在改进冷冲压模具设计时要精确把握冷冲压模具的承受度，切勿追求速度盲目设计，忽视冷冲压模具的承受能力，从而切实保证设计人员与操作人员的安全。

2.2提升精度

冷冲压模具设计的精准度直接关系到利用冷冲压模具生产出来的产品的质量与精准度。冷冲压模具设计精准度影响材料分离，变形的效率，也影响产品的形状、大小和性能等方面。因此在改进冷冲压模具设计时，要特别把握冷冲压模具的精准度，不多不少适当即可。

2.3简单方便原则

冷冲压模具改进设计的目的是提高在生产过程中的效率，但在改进冷冲压模具设计时不能单单考虑生产效率，也要考虑到制作简单，操作方便。在对冷冲压模具改进设计时要将模具结构简单紧凑化以方便在冷冲压模具制造过程中加工便捷，在保证冷冲压模具质量的情况下，改进设计要尽量的节约模具制造材料，以降低生产成本。同时，在改进冷冲压模具设计时，要考虑到模具操作人员操作方便问题如要方便操作人员维修、拆卸与更换。因此在冷冲压模具改进设计时要遵循简单方便的原则。

3冷冲压模具改进设计实例分析

3.1改进前的冷冲压模具设计

（1）冷冲压模具设计工艺分析。改进前的冷冲压模具为方形，在2处较窄的地方有个圆孔，加大了两侧的宽度。冷冲压模具的制作材料多为材质较好的金属钢材质，它的宽为10mm长为8mm高5mm厚度为3mm。此模具外形大，若采用简单的冲压成形，会加大冷冲压模具制作的不便性，降低了它的精准度与稳定性，易引起变形。

（2）冷冲压模具应用产生的效果。使用冷冲压模具生产的产品在凹凸部位有部分的裂缝，而且在一些部位会发生变形现象。通过分析产生这种现象的原因，可以分析发现改进前的冷冲压模具承受能力不足，强大压力在中心部位的挤压，超出了其承受力，所以变形开裂。

（3）冷冲压模具结构设计。改进前的冷冲压模具结构较简单，采用单动冷冲压模具，工序单一，冷冲压模具的结构精密度较低。

3.2改进后冷冲压模具设计

（1）冷冲压模具设计改进后，其工艺较改进前有了变化，冷冲压模具厚度加厚，强度加强，利用金属钉对其固定拉紧，增强了其稳定性。采用了复杂冷冲压形成，解决了冷冲压模具易变形，不稳定、不平整的问题。改进后的冷冲压模具加厚了底座，增强了模具的承受度，保证了模具的使用寿命。

（2）改进后的冷冲压模具将模具凸出的边缘固定，防止了其变形，将内外圆孔连通，方便了切割成单件备份。改进后的冷冲压模具在模具凹凸部位圆孔处弄出环形坡度，减少了材料对圆孔边缘的摩擦挤压，缓解了冷冲压模具的变形与损坏。改进后的冷冲压模具加大凹凸边缘的宽度，加大了冷冲压模具外围的大小和减少内部圆环的直径，从而加大冷冲压模具的厚度和强度。改进后的冷冲压模具跟改进前的冷冲压模具无论从外观还是从性能、安全性上都有了一个质的飞跃。

4冲压模具工艺未来发展趋势

（1）提升模具标准件的使用范围。模具标准件的良好应用，不仅能够缩短模具制造的周期，还能够提高模具使用寿命，降低成本。因此扩大标准件的应用范围是十分必要的。首先国家要制定出统一的标准，然后相关企业按照标准严格执行。另外，增加标准件的规格、类型，企业在生产过程中要逐步形成规模效应，进而使销售渠道得到有效的拓展。（2）朝向大型化、精密化方面发展。虽然我国模具业得到了有效的发展，但是目前还处在初级阶段，一些精密、高效、大型的模具依然要依靠国外进口。所以，模具制造行业向大型化、精密化发展是必然的趋势（3）提升模具材料质量。优质的模具材料不仅能够极大地提升模具产品的档次，还能够保证模具的品质，增加模具的实际使用时间，因此要格外注重优质模具材料的使用及先进处理技术的应用。

结语：

随着我国工业不断朝着现代化、自动化迈进，冷冲压模具技术已成为我国工业发展的重要推动力。一方面，要以积极的心态面向世界，吸取先进冷冲压技术和经验来完善自己；另一方面，要主动创新，积极探索推进冷冲压技术发展的新方法，不断促进我国现代化建设的发展。

参考文献：

[1]唐刚，于海波.浅析冷冲压工艺与模具制造技术的发展[J].科技创新与应用，2015，10：117.

[2]徐政坤.冲压模具及设备[M].机械工业出版社，2010.

[3]周本凯.冲压模具使用技巧与修复实例[M].化学工业出版社，2011.