沖壓主要應(yīng)用于大批量的零件成型的生產(chǎn)。因此沖壓模具就成了沖壓生產(chǎn)過(guò)程中不可缺少的一項(xiàng)裝備，是技術(shù)密集型產(chǎn)品。我國(guó)汽車模具在近十年尤其是在2005年后的10多年時(shí)間里，汽車模具制造企業(yè)數(shù)量增加很多，行業(yè)固定資產(chǎn)得到快速投資。


模具的設(shè)計(jì)和制造都直接關(guān)系到?jīng)_壓件的質(zhì)量、沖壓件的生產(chǎn)效率還有沖壓件的生產(chǎn)成本。換句話說(shuō)，模具的設(shè)計(jì)水平與制造技術(shù)水平的高低也被看作一個(gè)十分重要的衡量標(biāo)準(zhǔn)，那就是衡量這個(gè)國(guó)家的產(chǎn)品制造水平的如何，因此在非常大的大程度上對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量、效益以及新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和開(kāi)發(fā)能力都起著決定性的作用。


如果在沖壓進(jìn)行生產(chǎn)的過(guò)程中，模具一旦出現(xiàn)了問(wèn)題，那將會(huì)直接影響到產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和成產(chǎn)成本的。所以沖壓模具的設(shè)計(jì)是十分重要的，設(shè)計(jì)的好與不好更是直接影響了生產(chǎn)，影響了成本，甚至影響了利益。


在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具是重要的工藝設(shè)備之一。模具在各行各業(yè)都占據(jù)著重要的位置，尤其是在沖壓過(guò)程和塑形成型成型加工過(guò)程之中。綜合看來(lái)，在我國(guó)的各行各業(yè)中，沖壓模具就占去了50%，足可以看出它的重要性。在我國(guó)改革開(kāi)放以來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)市場(chǎng)對(duì)模具的需求量也是不斷的增長(zhǎng)，模具產(chǎn)業(yè)也迅速發(fā)展起來(lái)。

要想保證模具的使用壽命就要進(jìn)行合理的選取模具材料以及對(duì)熱處理工藝要進(jìn)行正確的實(shí)施。選擇正確的鋼種以及熱處理工藝要對(duì)應(yīng)著模具的不同用途，除此之外還應(yīng)該根據(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)率等綜合因素，并且應(yīng)該側(cè)重以上敘述的各項(xiàng)要求的各項(xiàng)性能。


根據(jù)模具在組成結(jié)構(gòu)起到的作用，模具的結(jié)構(gòu)組成主要是工藝零件，還有結(jié)構(gòu)零工藝零件是直接參與工藝過(guò)程，并直到其完成。還直接與坯料接觸。工藝零件主要包含定位零件、工作零件、卸料零件與壓料零件。然而結(jié)構(gòu)零件就與工藝零件截然不同，它不直接參與工藝過(guò)程，也不會(huì)和坯料有直接的接觸，只是對(duì)工藝過(guò)程的完成有一個(gè)保證的作用，或者是完善模具的功能。結(jié)構(gòu)零件主要包含緊固零件、導(dǎo)向零件、標(biāo)準(zhǔn)件以及其他的一些零件。但是應(yīng)該說(shuō)明的是，并不是所有的沖壓模具都必須包含這六種零件的。


在設(shè)計(jì)沖壓模具的結(jié)構(gòu)的時(shí)候第一要考慮到的就是安全，絕對(duì)不能因?yàn)闆_壓模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出現(xiàn)錯(cuò)誤而引起事故。即使是沖壓模具的實(shí)際操作人員也絕對(duì)不允許將自己置于危險(xiǎn)境界中。在沖壓模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，一定保證設(shè)計(jì)操作人員的安全感。在加工時(shí)，模具也應(yīng)該具有一定承受強(qiáng)度。

沖壓模具技術(shù)的未來(lái)發(fā)展應(yīng)該以模具產(chǎn)品“交貨快”、“高精度”、“高質(zhì)量”、“低價(jià)格”作為要求標(biāo)準(zhǔn)。怎樣能達(dá)到這一點(diǎn)呢?要想達(dá)到這一系列的標(biāo)準(zhǔn)要求就必須及時(shí)的發(fā)展一下這幾項(xiàng):


大力推廣模具的CAD/CAM/CAE技術(shù)。模具的CAD/CAM/CAE技術(shù)可以稱作是模具設(shè)計(jì)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。隨著微機(jī)軟件的不斷發(fā)展與不斷進(jìn)步，已達(dá)到了基本成熟的條件讓模具CAD/CAM/CAE技術(shù)得到普及，各個(gè)模具產(chǎn)業(yè)以及企業(yè)也會(huì)加大對(duì)CAD/CAM技術(shù)的培訓(xùn)以及其技術(shù)的服務(wù)的發(fā)展力度;更大范圍的擴(kuò)大CAE技術(shù)的應(yīng)用。


加快銑削加工的速度。近些年來(lái)國(guó)外高速發(fā)展的銑削加工產(chǎn)業(yè)，很大程度上使加工的效率得以提高，不但如此還可以使表面的光潔度達(dá)到極高的程度。除此之外還有，高硬度模塊的加工也具有低溫升、較小的熱變形等優(yōu)點(diǎn)。銑削加工技術(shù)的高速發(fā)展，對(duì)汽車產(chǎn)業(yè)、大中型家電行業(yè)型腔模具的制造注也加入了新鮮的動(dòng)力。就當(dāng)前的發(fā)展程度來(lái)看它已經(jīng)向敏捷化、智能化、集成化的更高方向發(fā)展。

使模具掃描及數(shù)字化。高速的掃描機(jī)和模具的掃描系統(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。


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，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。

提高沖壓模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度。我國(guó)的沖壓模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度還處在于不斷提高的階段，雖然在當(dāng)前我國(guó)的沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用覆蓋率已經(jīng)達(dá)到30%左右，但是相對(duì)于其他國(guó)家尤其是發(fā)達(dá)國(guó)家還是差很大的距離，目前國(guó)外的發(fā)達(dá)國(guó)家的沖壓模具是有那個(gè)覆蓋率一般都可以達(dá)到80%左右。


選用材料優(yōu)質(zhì)及處理表面技術(shù)先進(jìn)。選用優(yōu)質(zhì)的材料和應(yīng)用相對(duì)應(yīng)的先進(jìn)的表面處理技術(shù)用來(lái)提高沖壓模具的壽命是十分必要，例如選用優(yōu)質(zhì)的鋼材料。發(fā)揮沖壓模具鋼材料性能的關(guān)鍵就在于能否使沖壓模具的熱處理和表面處理更加。沖壓模具熱處理的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)就是運(yùn)用真空熱處理的技術(shù)。不單單要發(fā)展沖壓模具的表面處理技術(shù)還要發(fā)展工藝先進(jìn)的氣相沉積（TiN、TiC等）、離子噴涂等先進(jìn)技術(shù)。


將沖壓模具的研磨拋光實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化。沖壓模具表面的質(zhì)量可以說(shuō)對(duì)沖壓模具的使用壽命、沖壓制件外觀的質(zhì)量等各個(gè)方面都有較大的影響，研究并發(fā)明出自動(dòng)化、智能化的研磨方法和拋光方法替換了現(xiàn)在手工操作的方法，從而可以提高沖壓模具表面的質(zhì)量，這也是沖壓模具未來(lái)一個(gè)重要的發(fā)展方向


發(fā)展模具自動(dòng)化加工的系統(tǒng)。發(fā)展沖壓模具的自動(dòng)化加工可以說(shuō)是我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展目標(biāo)。沖壓模具的自動(dòng)加工系統(tǒng)主要是采用多臺(tái)機(jī)床進(jìn)行的合理組合來(lái)工作的;并配備了隨行定位的夾具或者是定位盤(pán);沖壓模具的機(jī)具、刀具數(shù)控庫(kù)也是相當(dāng)完整的;數(shù)控柔性同步系統(tǒng)也是很完整的;對(duì)質(zhì)量方面也設(shè)置了相當(dāng)完善的監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。

國(guó)內(nèi)汽車沖壓制造企業(yè)，積極吸取國(guó)際知名汽車模具企業(yè)（如豐田、通用、福特等）的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，企業(yè)創(chuàng)建之初就開(kāi)始運(yùn)用三維軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，一方面方便了設(shè)計(jì)時(shí)的直觀干涉檢查，另一方面可進(jìn)行一些運(yùn)動(dòng)分析。


高端汽車沖壓模具制造，從設(shè)計(jì)方面更需要模具的參數(shù)化設(shè)計(jì)，積極有效地結(jié)合軟件模板技術(shù)實(shí)現(xiàn)二次開(kāi)發(fā)，形成企業(yè)固定的、標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)參數(shù)、設(shè)計(jì)模版，實(shí)現(xiàn)參數(shù)全關(guān)聯(lián)并運(yùn)用參數(shù)全驅(qū)動(dòng)。即通過(guò)模具部件或者零件參數(shù)的變更，快速驅(qū)動(dòng)CAE結(jié)果的變化、模具工藝的變更、模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)化等。

沖壓模具設(shè)計(jì)的參數(shù)


紅色-開(kāi)裂橙色-嚴(yán)重變薄黃色-有開(kāi)裂危險(xiǎn)綠色-安全灰色-屈服拉伸藍(lán)色-有起皺的趨勢(shì)紫色-起皺


大型汽車覆蓋件模具制造所需的大型數(shù)控設(shè)備尤其大型龍門五軸聯(lián)動(dòng)設(shè)備，目前70%以上均需要依賴進(jìn)口。創(chuàng)新發(fā)展高品質(zhì)的大型覆蓋件高端模具，務(wù)必發(fā)展數(shù)控加工設(shè)備以及檢測(cè)設(shè)備的開(kāi)發(fā)能力，重點(diǎn)去研究開(kāi)發(fā)4-5米的動(dòng)梁式超重型龍門加工中心、大型三坐標(biāo)、五軸聯(lián)動(dòng)數(shù)控龍門加工中心，以及特別注重?cái)?shù)控機(jī)床關(guān)鍵核心部件的研發(fā)，如高速精密電主軸、刀庫(kù)機(jī)械手、數(shù)控回轉(zhuǎn)工作臺(tái)、高速防護(hù)裝置、數(shù)控動(dòng)力刀架和雙擺角銑頭等。同時(shí)還得注重?cái)?shù)控機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的研發(fā)。


鑒于汽車的輕量化以及安全性、抗沖擊性能的持續(xù)高要求，對(duì)于高強(qiáng)度汽車機(jī)構(gòu)鋼板零件的需求日益明顯。高強(qiáng)度汽車結(jié)構(gòu)鋼板隨著強(qiáng)度的提高，其沖壓成形性能降低，尤其是當(dāng)強(qiáng)度超過(guò)1000MPa時(shí)，特別是一些形狀復(fù)雜的零件，常規(guī)的冷沖壓工藝幾乎無(wú)法成形。超高強(qiáng)度汽車鋼板在室溫下一方面由于強(qiáng)度高，其塑性變形范圍很窄，所需的沖壓力大，沖壓時(shí)容易開(kāi)裂;另一方面，其沖壓成形后零件的回彈增加，導(dǎo)致零件尺寸和形狀穩(wěn)定性變差。為此，發(fā)展高端汽車模具制造技術(shù)，務(wù)必要去解決高強(qiáng)度鋼板零件的沖壓熱成形。


汽車零件熱沖壓成形技術(shù)是一項(xiàng)專門用于成形高強(qiáng)度鋼板沖壓件的新技術(shù)，可以成形強(qiáng)度高達(dá)1500MPa的沖壓件，且在高溫下成形幾乎沒(méi)有回彈，具有成形精度高、成形性能好等優(yōu)點(diǎn)。目前，歐、美、日等各大汽車生產(chǎn)廠商已成功地將高強(qiáng)度鋼板熱成形技術(shù)廣泛應(yīng)用汽車構(gòu)件的生產(chǎn)中，有效地提高了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。其非常適合車門防撞桿、保險(xiǎn)杠加強(qiáng)梁、A、B、C柱、門框加強(qiáng)梁等汽車零件的技術(shù)革新。


汽車零件熱沖壓成形技術(shù)核心包括連續(xù)加熱爐的均勻性以及氣體保護(hù)措施、板料在設(shè)定的冷卻速率下均勻冷卻成形的帶冷卻系統(tǒng)的模具技術(shù)、有效的溫控系統(tǒng)等。冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)既要滿足快速冷卻零件，以保證零件的強(qiáng)度;還要通過(guò)該冷卻系統(tǒng)迅速帶走每次熱沖壓后模具殘留熱量，以確保每次沖壓前模具初始條件相同，從而穩(wěn)定沖壓質(zhì)量及產(chǎn)品質(zhì)量。另外發(fā)展高強(qiáng)度鋼板熱成形CAE技術(shù)，也是發(fā)展高端汽車模具制造的必須。


汽車零件熱沖壓成形技術(shù)


為了生產(chǎn)效率的不斷提高，更加提升自動(dòng)化水平，同時(shí)為了滿足零件沖壓工藝及經(jīng)濟(jì)性的需求，汽車中小零件往往都積極開(kāi)發(fā)多工位級(jí)進(jìn)模。多工位級(jí)進(jìn)?？梢酝瓿闪慵嗟罌_壓工序，包括沖裁，彎曲，拉深和成形等，具有局部分離與連續(xù)成形結(jié)合。其模具務(wù)必具有高精度的導(dǎo)向和準(zhǔn)確的定距系統(tǒng)，同時(shí)配配備有自動(dòng)送料、自動(dòng)出件、安全檢測(cè)等裝置，但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，鑲塊很多，模具制造精度要求很高，制造和裝調(diào)難度很大，是技術(shù)密集型汽車模具的重要代表，是高端汽車模具的一重要課題。

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