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沖壓模具系列
沖壓模具，是在冷沖壓加?a target=_blank href=/view/1367802.htm>l]中，將金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為冷沖壓模具（俗稱冷沖模）。沖壓，是在室溫下，利用安裝在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，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。
目錄
一、簡述
二、分類
1.１．根據工藝性質分類
2.２．根據工序組合程度分類
3.3、依產品的加工方法分類
三、模具典型結構
1.通常模具是由二類零件組成:
四、模具先進製造工藝及設備
1.1．高速銑削加工
2.2．電火花銑削加工
3.3．慢走絲線切割技術
4.4．磨削及拋光加工技術
5.5．數控測量
6.模內攻牙技術
1.1.沖壓模具材料
2.2．熱處理、表處理新工藝
六、沖壓模具材料的選用原則
七、模具CAD/CAM技術
八、沖壓模具行業發展現狀及技術趨勢
1.一、現狀?PDX軟件界麵
2.二、未來沖壓模具製造技術發展趨勢?
我國湧現大批沖壓模具龍頭企業
一、簡述
二、分類
1.１．根據工藝性質分類
2.２．根據工序組合程度分類
3.3、依產品的加工方法分類
三、模具典型結構
1.通常模具是由二類零件組成:
四、模具先進製造工藝及設備
1.1．高速銑削加工
2.2．電火花銑削加工
3.3．慢走絲線切割技術
4.4．磨削及拋光加工技術
5.5．數控測量
6.模內攻牙技術
1.1.沖壓模具材料
2.2．熱處理、表處理新工藝
六、沖壓模具材料的選用原則
七、模具CAD/CAM技術
八、沖壓模具行業發展現狀及技術趨勢
- 一、現狀?PDX軟件界麵
- 二、未來沖壓模具製造技術發展趨勢?
- · 我國湧現大批沖壓模具龍頭企業
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編輯本段
一、簡述
沖壓模具是沖壓生產必不可少的工藝裝備，是技術密集型產品。沖壓件的質量、生產效率以及生產成本等，與模具設計和製造有直接關系。模具設計與製造技術水平的高低，是衡量一個國傢產品製造水平高低的重要標志之一，在很大程度上決定著產品的質量、效益和新產品的開發能力。
二、分類
沖壓模具的形式很多，沖模也依工作性質,模具構造,模具材料三方麵來分類。
１．根據工藝性質分類
a.沖裁模 沿封閉或敞開的輪廓線使材料產生分離的模具。如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等。
b.彎曲模 使板料毛坯或其他坯料沿著直線（彎曲線）產生彎曲變形，從而獲得一定角度和形狀的工件的模具。
c.拉深模 是把板料毛坯製成開口空心件，或使空心件進一步改變形狀和尺寸的模具。
d.成形模 是將毛坯或半成品工件按圖凸、凹模的形狀直接復製成形，而材料本身僅產生局部塑性變形的模具。如脹形模、縮口模、擴口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等。
２．根據工序組合程度分類
a.單工序模 在壓力機的一次行程中，隻完成一道沖壓工序的模具。
b.復合模 隻有一個工位，在壓力機的一次行程中，在同一工位上同時完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。
c.級進模（也稱連續模） 在毛坯的送進方向上，具有兩個或更多的工位，在壓力機的一次行程中，在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。
3、依產品的加工方法分類
依產品加工方法的不同，可將模具分成沖剪模具、彎曲模具、抽製模具、成形模具和壓縮模具等五大類。
a. 沖剪模具：是以剪切作用完成工作的，常用的形式有剪斷沖模、下料沖模、沖孔沖模、修邊沖模、整緣沖模、拉孔沖模和沖切模具。
b.彎曲模具：是將平整的毛胚彎成一個角度的形狀，視零件的形狀、精度及生產量的多寡，乃有多種不同形式的模具，如普通彎曲沖模、凸輪彎曲沖模、卷邊沖模、圓弧彎曲沖模、折彎沖縫沖模與扭曲沖模等。
c.抽製模具：抽製模具是將平麵毛胚製成有底無縫容器。
d.成形模具：指用各種局部變形的方法來改變毛胚的形狀，其形式有凸張成形沖模、卷緣成形沖模、頸縮成形沖模、孔凸緣成形沖模、圓緣成形沖模。
e.壓縮模具：是利用強大的壓力，使金屬毛胚流動變形，成為所需的形狀，其種類有擠製沖模、壓花沖模、壓印沖模、端壓沖模。
三、模具典型結構
通常模具是由二類零件組成:
第一類是工藝零件，這類零件直接參與工藝過程的完成並和坯料有直接接觸，包括有工作零件、定位零件、卸料與壓料零件等；
第二類是結構零件，這類零件不直接參與完成工藝過程，也不和坯料有直接接觸，隻對模具完成工藝過程起保證作用，或對模具功能起完善作用，包括有導向零件、緊固零件、標準件及其它零件等，如表1.1.3所示。應該指出，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。
四、模具先進製造工藝及設備
模具製造技術現代化是模具工業發展的基礎。隨著科學技術的發展，計算機技術、信息技術、自動化技術等先進技術正不斷向傳統製造技術滲透、交叉、融合，對其實施改造，形成先進製造技術。目前又出現瞭在沖壓模內攻牙技術,引導瞭不少沖壓廠傢為瞭降低成本,引起瞭一股搶購熱潮.
模具先進製造技術的發展主要體現在：
1．高速銑削加工
普通銑削加工采用低的進給速度和大的切削參數，而高速銑削加工則采用高的進給速度和小的切削參數，高速銑削加工相對於普通銑削加工具有如下特點：
a.高效 高速銑削的主軸轉速一般為15000r/min～40000r/min，最高可達100000r/min。在切削鋼時，其切削速度約為400m/min，比傳統的銑削加工高5～10倍；在加工模具型腔時與傳統的加工方法(傳統銑削、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.高的表麵質量 由於高速銑削時工件溫升小（約為3°C），故表麵沒有變質層及微裂紋，熱變形也小。最好的表麵粗糙度Ra小於1μm，減少瞭後續磨削及拋光工作量。
d.可加工高硬材料 可銑削50～54HRC的鋼材，銑削的最高硬度可達60HRC。
鑒於高速加工具備上述優點，所以高速加工在模具製造中正得到廣泛應用，並逐步替代部分磨削加工和電加工。
2．電火花銑削加工
電火花銑削加工（又稱為電火花創成加工）是電火花加工技術的重大發展，這是一種替代傳統用成型電療加工模具型腔的新技術。像數控銑削加工一樣，電火花銑削加工采用高速旋轉的桿狀電療對工件進行二維或三維輪廓加工，無需製造復雜、昂貴的成型電療。日本三菱公司最近推出的EDSCAN8E電火花創成加工機床，配置有電療損耗自動補償系統、CAD/CAM集成系統、在線自動測量系統和動態仿真系統，體現瞭當今電火花創成加工機床的水平。
3．慢走絲線切割技術
目前，數控慢走絲線切割技術發展水平已相當高，功能相當完善，自動化程度已達到無人看管運行的程度。最大切割速度已達300mm2/min，加工精度可達到±1.5μm，加工表麵粗糙度Ra0.1～0.2μm。直徑0.03～0.1mm細絲線切割技術的開發，可實現凹凸模的一次切割完成，並可進行0.04mm的窄槽及半徑0.02mm內圓角的切割加工。錐度切割技術已能進行30°以上錐度的精密加工。
4．磨削及拋光加工技術
磨削及拋光加工由於精度高、表麵質量好、表麵粗糙度值低等特點，在精密模具加工中廣泛應用。目前，精密模具製造廣泛使用數控成形磨床、數控光學曲線磨床、數控連續軌跡座標磨床及自動拋光機等先進設備和技術。
5．數控測量
產品結構的復雜，必然導致模具零件形狀的復雜。傳統的幾何檢測手段已無法適應模具的生產。現代模具製造已廣泛使用三座標數控測量機進行模具零件的幾何量的測量，模具加工過程的檢測手段也取得瞭很大進展。三座標數控測量機除瞭能高精度地測量復雜曲麵的數據外，其良好的溫度補償裝置、可靠的抗振保護能力、嚴密的除塵措施以及簡便的操作步驟，使得現場自動化檢測成為可能。
模具先進製造技術的應用改變瞭傳統製模技術模具質量依賴於人為因素，不易控製的狀況，使得模具質量依賴於物化因素，整體水平容易控製，模具再現能力強。
6.模內攻牙技術
模內攻牙又稱模內攻絲,是一種替代瞭傳統人工攻牙的新技術,目前傳統的攻牙設備已經不能適應沖壓產品需求,效率太低,加工時間長.遠遠滿足不瞭市場的需要.模內攻牙技術的導人使得沖壓模具真正的實現瞭自動化,效率化,攻牙范圍可達到最小M0.6,最大可達到M45.精度可達到0.01mm,模內攻牙技術使的沖出來的產品不需要再進行第二次人工攻牙,其擠壓出來的產品質量有保證,表麵光潔度好,效率高,成本低.廣泛應用於沖壓模具行業.
五、模具新材料及熱、表處理
隨著產品質量的提高，對模具質量和壽命要求越來越高。而提高模具質量和壽命最有效的辦法就是開發和應用模具新材料及熱、表處理新工藝,不斷提高使用性能,
不銹鋼板材沖壓模具材料
改善加工性能。
1.沖壓模具材料
製造沖壓模具的材料有鋼材、硬質合金、鋼結硬質合金、鋅基合金、低熔點合金、鋁青銅、高分子材料等等。目前製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、基體鋼以及硬質合金、鋼結硬質合金等等。
a.碳素工具鋼
在模具中應用較多的碳素工具鋼為T8A、T10A等，優點為加工性能好，價格便宜。但淬透性和紅硬性差，熱處理變形大，承載能力較低[1]。
b.低合金工具鋼
低合金工具鋼是在碳素工具鋼的基礎上加入瞭適量的合金元素。與碳素工具鋼相比，減少瞭淬火變形和開裂傾向，提高瞭鋼的淬透性，耐磨性亦較好。用於製造模具的低合金鋼有 CrWMn、9Mn2V、7CrSiMnMoV(代號CH-1)、6CrNiSiMnMoV(代號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D2），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，承載能力僅次於高速鋼。但碳化物偏析嚴重，必須進行反復鐓拔（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
用於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，碳化物分佈均勻，熱處理變形小，具有良好的淬透性和尺寸穩定性。與碳化物偏析相對較嚴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最高的的硬度、耐磨性和抗壓強度，承載能力很高。模具中常用的有W18Cr4V（代號8-4-1）和含鎢量較少的W6Mo5 Cr4V2（代號6-5-4-2，美國牌號為M2）以及為提高韌性開發的降碳降釩 高速鋼 6W6Mo5 Cr4V（代號6W6或稱低碳M2）。高速鋼也需要改鍛 ，以改善其碳化物分佈 。
f. 基體鋼
在高速鋼的基本成分上添加少量的其它元素，適當增減含碳量，以改善鋼的性能。這樣的鋼種統稱基體鋼。它們不僅有高速鋼的特點，具有一定的耐磨性和硬度，而且抗疲勞強度和韌性均優於高速鋼，為高強韌性冷作模具鋼，材料成本卻比高速鋼低。模具中常用的基體鋼有 6Cr4W3Mo2VNb（代號65Nb）、7Cr7Mo2V2Si（代號LD）、5Cr4Mo3SiMnVAL（代號012AL）等。
g. 硬質合金和鋼結硬質合金
硬質合金的硬度和耐磨性高於其它任何種類的模具鋼，但抗彎強度和韌性差。用作模具的硬質合金是鎢鈷類，對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合金。對沖擊性大的模具，可選用含鈷量較高的硬質合金。
鋼結硬質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 鈦或碳化鎢為硬質相 ，用粉末冶金方法燒結而成。鋼結硬質合金的基體是鋼，克服瞭硬質合金韌性較差、加工困難的缺點，可以切削、焊接、鍛造和熱處理。鋼結硬質合金含有大量的碳化物，雖然硬度和耐磨性低於硬質合金，但仍高於其它鋼種，經淬火、回火後硬度可達 68 ~ 73HRC。
h.新材料
沖壓模具使用的材料屬於冷作模具鋼，是應用量大、使用麵廣、種類最多的模具鋼。主要性能要求為強度、韌性、耐磨性。目前冷作模具鋼的發展趨勢是在高合金鋼D2（相當於我國Cr12MoV）性能基礎上，分為兩大分支：一種是降低含碳量和合金元素量，提高鋼中碳化物分佈均勻度，突出提高模具的韌性。如美國釩合金鋼公司的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，以適應高速、自動化、大批量生產而開發的粉末高速鋼。如德國的320CrVMo13，等。
2．熱處理、表處理新工藝
為瞭提高模具工作表麵的耐磨性、硬度和耐蝕性，必須采用熱、表處理新技術，尤其是表麵處理新技術。除人們熟悉的鍍硬鉻、氮化等表麵硬化處理方法外，近年來模具表麵性能強化技術發展很快，實際應用效果很好。其中，化學氣相沉積（CVD）、物理氣相沉積（PVD）以及鹽浴滲金屬（TD）的方法是幾種發展較快，應用最廣的表麵塗覆硬化處理的新技術。它們對提高模具壽命和減少模具昂貴材料的消耗，有著十分重要的意義。
六、沖壓模具材料的選用原則
在沖壓模具中，使用瞭各種金屬材料和非金屬材料，主要有碳鋼、合金鋼、鑄鐵、鑄鋼、硬質合金、低熔點合金、鋅基合金、鋁青銅、合成樹脂、聚氨脂橡膠、塑料、層壓樺木板等。
製造模具的材料，要求具有高硬度、高強度、高耐磨性、適當的韌性、高淬透性和熱處理不變形(或少變形)及淬火時不易開裂等性能。
合理選取模具材料及實施正確的熱處理工藝是保證模具壽命的關鍵。對用途不同的模具，應根據其工作狀態、受力條件及被加工材料的性能、生產批量及生產率等因素綜合考慮，並對上述要求的各項性能有所側重，然後作出對鋼種及熱處理工藝的相應選擇。
1. 生產批量
當沖壓件的生產批量很大時，模具的工作零件凸模和凹模的材料應選取質量高、耐磨性好的模具鋼。對於模具的其它工藝結構部分和輔助結構部分的零件材料，也要相應地提高。在批量不大時，應適當放寬對材料性能的要求，以降低成本。
2. 被沖壓材料的，性能、模具零件的使用條件
當被沖壓加工的材料較硬或變形抗力較大時，沖模的凸、凹模應選取耐磨性好、強度高的材料。拉深不銹鋼時，可采用鋁青銅凹模，因為它具有較好的抗粘著性。而導柱導套則要求耐磨和較好的韌性，故多采用低碳鋼表麵滲碳淬火。又如，碳素工具鋼的主要不足是淬透性差，在沖模零件斷麵尺寸較大時，淬火後其中心硬度仍然較低，但是，在行程次數很大的壓床上工作時，由於它的耐沖擊性好反而成為優點。對於固定板、卸料板類零件，不但要有足夠的強度，而且要求在工作過程中變形小。另外，還可以采用冷處理和深冷處理、真空處理和表麵強化的方法提高模具零件的性能。對於凸、凹模工作條件較差的冷擠壓模，應選取有足夠硬度、強度、韌性、耐磨性等綜合機械性能較好的模具鋼，同時應具有一定的紅硬性和熱疲勞強度等。
3. 材料性能
應考慮材料的冷熱加工性能和工廠現有條件。
4. 降低生產成本
註意采用微變形模具鋼，以減少機加工費用。
5. 開發專用模具鋼
對特殊要求的模具，應開發應用具有專門性能的模具鋼。
6. 考慮我國模具的生產和使用情況
選擇模具材料要根據模具零件的使用條件來決定，做到在滿足主要條件的前提下，選用價格低廉的材料，降低成本。
七、模具CAD/CAM技術
計算機技術、機械設計與製造技術的迅速發展和有機結合，形成瞭計算機輔助設計與計算機輔助製造（CAD/CAM）這一新型技術。
CAD/CAM是改造傳統模具生產方式的關鍵技術，是一項高科技、高效益的系統工程，它以計算機軟件的形式為用戶提供一種有效的輔助工具，使工程技術人員能借助計算機對產品、模具結構、成形工藝、數控加工及成本等進行設計和優化。模具CAD/CAM能顯著縮短模具設計及製造周期、降低生產成本、提高產品質量已成為人們的共識。
隨著功能強大的專業軟件和高效集成製造設備的出現，以三維造型為基礎、基於並行工程（CE）的模具CAD/CAM技術正成為發展方向，它能實現麵向製造和裝配的設計，實現成形過程的模擬和數控加工過程的仿真，使設計、製造一體化。
快速經濟製模技術為瞭適應工業生產中多品種、小批量生產的需要，加快模具的製造速度，降低模具生產成本，開發和應用快速經濟製模技術越來越受到人們的重視。目前，快速經濟製模技術主要有低熔點合金製模技術、鋅基合金製模技術、環氧樹脂製模技術、噴塗成形製模技術、疊層鋼板製模技術等。應用快速經濟製模技術製造模具，能簡化模具製造工藝、縮短製造周期（比普通鋼模製造周期縮短70%～90%）、降低模具生產成本（比普通鋼模製造成本降低60%～80%），在工業生產中取得瞭顯著的經濟效益。對提高新產品的開發速度，促進生產的發展有著非常重要的作用。
八、沖壓模具行業發展現狀及技術趨勢
一、現狀?PDX軟件界麵
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製成分也發生瞭巨大變化，除瞭國有專業模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到瞭快速發展。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瞭自己的模具製造中心；中外合資和外商獨資的模具企業現已有幾千傢。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。而模具製造是整個鏈條中最基礎的要素之一。近年許多模具企業加大瞭用於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
PDX軟件界麵
及瞭二維CAD，並陸續開始使用Pro/E、PDX[2]、UG NX、NX Progressive Die Design、I-DEAS、Euclid-IS、Logopress3、3DQuickPress、MoldWorks和Topsolid Progress等國際通用軟件，個別廠傢還引進瞭Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，並成功應用於沖壓模的設計中。
以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的製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傢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技術方麵取得瞭顯著進步；在提高模具質量和縮短模具設計製造周期等方麵做出瞭貢獻。
例如，吉林大學汽車覆蓋件成型技術所獨立研製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傢重點實驗室開發的註塑模、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國傢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瞭令人矚目的發展，但許多方麵與工業發達國傢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。
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