沖壓模具設(shè)計(jì)ProE三維技術(shù)應(yīng)用

沖壓模具設(shè)計(jì)ProE三維技術(shù)應(yīng)用

一、本文概述

隨著現(xiàn)代制造業(yè)的飛速發(fā)展，沖壓模具設(shè)計(jì)在工業(yè)生產(chǎn)中扮演著

越來(lái)越重要的角色。特別是在汽車、電子、家電等行業(yè)中，沖壓模具

的應(yīng)用廣泛，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率有著直接的影響。對(duì)沖壓模具

設(shè)計(jì)技術(shù)的研究和探討，對(duì)于提升我國(guó)制造業(yè)的整體水平具有重要意

義。

本文旨在深入探討《沖壓模具設(shè)計(jì)ProE三維技術(shù)應(yīng)用》的相關(guān)

內(nèi)容，旨在幫助讀者理解和掌握使用Pro/Engineer（簡(jiǎn)稱ProE）這

款強(qiáng)大的三維設(shè)計(jì)軟件，進(jìn)行高效、精確的沖壓模具設(shè)計(jì)。我們將從

ProE軟件的基礎(chǔ)操作開始，逐步介紹其在沖壓模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用技

巧和方法，包括模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)仿真、干涉檢查等方面。

通過(guò)本文的學(xué)習(xí)，讀者將能夠熟悉ProE軟件在沖壓模具設(shè)計(jì)領(lǐng)

域的實(shí)用功能，提升設(shè)計(jì)效率和準(zhǔn)確性，縮短產(chǎn)品研發(fā)周期。我們也

希望借此機(jī)會(huì)，為國(guó)內(nèi)制造業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)一份力量，推動(dòng)我國(guó)沖壓模

具設(shè)計(jì)技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展。

二、軟件基礎(chǔ)

在沖壓模具設(shè)計(jì)的三維技術(shù)應(yīng)用中，Pro/ENGINEER（簡(jiǎn)稱ProE）

是一款廣泛使用的參數(shù)化三維CAD/CAM/CAE系統(tǒng)，由PTC（參數(shù)技術(shù)

公司）開發(fā)。ProE以其強(qiáng)大的實(shí)體造型、參數(shù)化設(shè)計(jì)、特征驅(qū)動(dòng)、

全相關(guān)及單一數(shù)據(jù)庫(kù)等特性，在模具設(shè)計(jì)領(lǐng)域占據(jù)了重要地位。

ProE提供了豐富的設(shè)計(jì)工具，如零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)、工程圖

設(shè)計(jì)等，使得設(shè)計(jì)師能夠輕松完成從概念到實(shí)體的完整設(shè)計(jì)流程。在

沖壓模具設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)師可以利用ProE的零件設(shè)計(jì)功能，創(chuàng)建精確

的模具零件模型，包括凸模、凹模、導(dǎo)柱、導(dǎo)套等。同時(shí)，通過(guò)裝配

設(shè)計(jì)功能，可以將這些零件按照實(shí)際的工作狀態(tài)進(jìn)行組裝，確保模具

的整體結(jié)構(gòu)和功能滿足設(shè)計(jì)要求。

ProE的參數(shù)化設(shè)計(jì)功能使得模具設(shè)計(jì)更加靈活和高效。設(shè)計(jì)師

可以通過(guò)定義參數(shù)來(lái)控制模型的形狀和尺寸，實(shí)現(xiàn)快速的設(shè)計(jì)變更和

優(yōu)化。這一特性在沖壓模具設(shè)計(jì)中尤為重要，因?yàn)槟＞咴O(shè)計(jì)往往需要

根據(jù)產(chǎn)品的不同尺寸和形狀進(jìn)行調(diào)整。

ProE的特征驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)也是其一大亮點(diǎn)。通過(guò)識(shí)別和利用設(shè)計(jì)特

征，ProE可以大大提高設(shè)計(jì)的效率和準(zhǔn)確性。在沖壓模具設(shè)計(jì)中，

設(shè)計(jì)師可以利用ProE的特征驅(qū)動(dòng)功能，快速創(chuàng)建和修改模具的特征

元素，如孔、槽、筋等，從而實(shí)現(xiàn)快速設(shè)計(jì)。

ProE的單一數(shù)據(jù)庫(kù)特性使得設(shè)計(jì)、分析和制造過(guò)程中的數(shù)據(jù)保

持一致性和相關(guān)性。在沖壓模具設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)師可以利用ProE

的分析工具進(jìn)行模具的強(qiáng)度、剛度等性能分析，以確保模具的可靠性

和耐用性。通過(guò)與其他CAM/CAE軟件的集成，ProE可以實(shí)現(xiàn)模具設(shè)

計(jì)、分析和制造的無(wú)縫銜接，提高整個(gè)模具開發(fā)過(guò)程的效率和質(zhì)量。

ProE作為一款強(qiáng)大的三維CAD/CAM/CAE系統(tǒng)，在沖壓模具設(shè)計(jì)

中具有廣泛的應(yīng)用前景。通過(guò)掌握ProE的基礎(chǔ)知識(shí)和高級(jí)技巧，設(shè)

計(jì)師可以更加高效、準(zhǔn)確地完成模具設(shè)計(jì)任務(wù)，為企業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展

提供有力支持。

三、沖壓模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

沖壓模具設(shè)計(jì)是制造沖壓件的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其設(shè)計(jì)質(zhì)量直接關(guān)系到

沖壓件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及模具的使用壽命。在進(jìn)行沖壓模具設(shè)計(jì)

之前，需要掌握一些基礎(chǔ)知識(shí)和設(shè)計(jì)原則。

沖壓模具按照其結(jié)構(gòu)和工作原理可分為多種類型，如簡(jiǎn)單模、連

續(xù)模、復(fù)合模等。簡(jiǎn)單模結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，適用于生產(chǎn)單形狀簡(jiǎn)單的沖

壓件；連續(xù)模能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)沖壓工序的連續(xù)作業(yè)，適用于大批量生產(chǎn);

復(fù)合模則結(jié)合了簡(jiǎn)單模和連續(xù)模的特點(diǎn)，能夠在單次沖壓中實(shí)現(xiàn)多個(gè)

工序。

(1)合理性原則：模具設(shè)計(jì)應(yīng)保證沖壓過(guò)程的順利進(jìn)行，避免

出現(xiàn)卡料、斷裂等問題。

(2)經(jīng)濟(jì)性原則：在滿足使用要求的前提下，應(yīng)盡量降低模具

的制造成本，提高模具的利用率。

(3)安全性原則：模具設(shè)計(jì)應(yīng)考慮到操作人員的安全，避免因

模具設(shè)計(jì)不當(dāng)導(dǎo)致的人身傷害。

沖壓模具主要由上模、下模、導(dǎo)向裝置、卸料裝置等組成。上模

和下模是模具的主要工作部分，通過(guò)它們之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)沖壓過(guò)

程。導(dǎo)向裝置用于保證上模和下模之間的精確對(duì)合，確保沖壓質(zhì)量。

卸料裝置則用于將沖壓完成后的零件從模具中取出。

模具材料的選擇直接影響到模具的強(qiáng)度和耐磨性。一般來(lái)說(shuō)，模

具材料應(yīng)具備高硬度、高強(qiáng)度、高耐磨性和良好的熱穩(wěn)定性等特點(diǎn)。

常用的模具材料有高速鋼、硬質(zhì)合金、合金鋼等。

ProE(Pro/Engineer)是一款強(qiáng)大的三維CAD/CAM/CAE系統(tǒng)，廣

泛應(yīng)用于模具設(shè)計(jì)領(lǐng)域。利用ProE進(jìn)行沖壓模具設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)模

具的三維建模、模擬分析、優(yōu)化設(shè)計(jì)等功能，大大提高模具設(shè)計(jì)的效

率和準(zhǔn)確性。通過(guò)ProE的參數(shù)化設(shè)計(jì)功能，還可以快速生成不同規(guī)

格的模具設(shè)計(jì)方案，滿足不同客戶的需求。

四、三維技術(shù)在沖壓模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

隨著科技的進(jìn)步和制造業(yè)的發(fā)展，三維技術(shù)在沖壓模具設(shè)計(jì)中的

應(yīng)用日益廣泛。ProE作為一款強(qiáng)大的三維建模軟件，其在沖壓模具

設(shè)計(jì)中的應(yīng)用更是為模具制造行業(yè)帶來(lái)了革命性的變化。

三維技術(shù)使得設(shè)計(jì)師能夠在設(shè)計(jì)初期就進(jìn)行全方位的模擬和分

析。通過(guò)ProE的三維建模功能，設(shè)計(jì)師可以精確地創(chuàng)建出模具的三

維模型，進(jìn)而在虛擬環(huán)境中進(jìn)行模擬沖壓過(guò)程，預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的問題。

這樣一來(lái)，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)價(jià)段就能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并修正設(shè)計(jì)缺陷，避免

了在實(shí)際生產(chǎn)中出現(xiàn)問題，大大提高了設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和可靠性。

三維技術(shù)還大大簡(jiǎn)化了模具設(shè)計(jì)的流程。在傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)中，

設(shè)計(jì)師需要花費(fèi)大量時(shí)間繪制二維圖紙，然后再根據(jù)圖紙進(jìn)行三維模

型的構(gòu)建。而利用ProE的三維建模功能，設(shè)計(jì)師可以直接在三維環(huán)

境中進(jìn)行設(shè)計(jì)，無(wú)需再進(jìn)行繁瑣的二維圖紙繪制，大大提高了設(shè)計(jì)效

率。

三維技術(shù)還使得模具設(shè)計(jì)更加直觀和易于理解。通過(guò)ProE的三

維模型，設(shè)計(jì)師可以直觀地查看模具的各個(gè)部件和結(jié)構(gòu)，更好地理解

模具的工作原理和性能。同時(shí)，三維模型也便于與其他設(shè)計(jì)人員進(jìn)行

交流和討論，促進(jìn)了團(tuán)隊(duì)協(xié)作。

三維技術(shù)還為模具設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)大的優(yōu)化工具。通過(guò)ProE的優(yōu)

化功能，設(shè)計(jì)師可以在保證模具性能的前提下，對(duì)模具的結(jié)構(gòu)和尺寸

進(jìn)行優(yōu)化，使得模具更加輕便、耐用。這不僅提高了模具的使用性能,

也降低了制造成本。

三維技術(shù)在沖壓模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用具有顯著的優(yōu)勢(shì)和效果。隨著

技術(shù)的不斷進(jìn)步和應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，相信三維技術(shù)將在未來(lái)的模具設(shè)

計(jì)領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。

五、軟件在沖壓模具設(shè)計(jì)中的優(yōu)化技巧

在沖壓模具設(shè)計(jì)過(guò)程中，Pro/ENGINEER（簡(jiǎn)稱Pro/E）這款強(qiáng)大

的三維CAD/CAM/CAE軟件的應(yīng)用，無(wú)疑大大提高了設(shè)計(jì)的效率與精度。

要充分發(fā)揮Pro/E的潛力，掌握一些優(yōu)化技巧是關(guān)鍵。以下將介紹幾

個(gè)在沖壓模具設(shè)計(jì)中常用的Pro/E優(yōu)化技巧。

參數(shù)化設(shè)計(jì)允許設(shè)計(jì)師通過(guò)修改參數(shù)來(lái)快速更改模型，而不是重

新創(chuàng)建整個(gè)模型。在沖壓模具設(shè)計(jì)中，這意味著可以輕松地修改模具

的尺寸、形狀和材料，以滿足不同的生產(chǎn)需求。通過(guò)合理設(shè)置和使用

參數(shù)，可以大大提高設(shè)計(jì)效率。

Pro/E具有強(qiáng)大的特征識(shí)別功能，能夠自動(dòng)識(shí)別和提取模型中的

幾何特征。在沖壓模具設(shè)計(jì)中，這意味著設(shè)計(jì)師可以快速地識(shí)別和重

用已有的設(shè)計(jì)特征，避免重復(fù)勞動(dòng)。通過(guò)創(chuàng)建和使用自定義特征庫(kù)，

可以進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)的效率和標(biāo)準(zhǔn)化程度。

利用Pro/E的裝配約束功能，可以確保模具的各個(gè)部件在裝配過(guò)

程中保持正確的位置和關(guān)系。這有助于減少裝配錯(cuò)誤和提高生產(chǎn)效率。

同時(shí).，通過(guò)模擬分析功能，可以在設(shè)計(jì)階段預(yù)測(cè)和優(yōu)化模具的性能，

避免在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)問題。

在沖壓模具設(shè)計(jì)過(guò)程中，經(jīng)常需要與其他設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)或供應(yīng)商進(jìn)行

數(shù)據(jù)交換和協(xié)同設(shè)計(jì)。Pro/E支持多種數(shù)據(jù)格式導(dǎo)入和導(dǎo)出，如IGES、

STEP等，這使得與其他設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換變得容易。通過(guò)利用

Pro/E的協(xié)同設(shè)計(jì)功能，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)設(shè)計(jì)師之間的實(shí)時(shí)協(xié)作和版本

控制，提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。

將知識(shí)工程(Knowledge-BasedEngineering,KBE)應(yīng)用于沖壓

模具設(shè)計(jì)中，可以進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)的自動(dòng)化程度和智能化水平。通過(guò)

創(chuàng)建和使用設(shè)計(jì)規(guī)則和知識(shí)庫(kù)，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的自動(dòng)化優(yōu)化和智能化

決策支持。這不僅可以提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，還可以幫助設(shè)計(jì)師更好

地應(yīng)對(duì)復(fù)雜的設(shè)計(jì)問題和挑戰(zhàn)。

通過(guò)掌握和應(yīng)用這些優(yōu)化技巧，可以充分發(fā)揮Pro/E在沖壓模具

設(shè)計(jì)中的潛力，提高設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，為企業(yè)創(chuàng)造更大的價(jià)值。

六、案例實(shí)踐：使用進(jìn)行沖壓模具設(shè)計(jì)

在本節(jié)中，我們將通過(guò)一個(gè)實(shí)際的案例來(lái)展示如何使用ProE進(jìn)

行沖壓模具設(shè)計(jì)。這個(gè)案例將包括設(shè)計(jì)過(guò)程的關(guān)鍵步驟，如模型創(chuàng)建、

零件裝配、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及運(yùn)動(dòng)模擬等。

我們需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)3D模型作為我們的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)。在ProE中，我

們可以利用強(qiáng)大的建模工具，如實(shí)體建模、曲面建模等，來(lái)構(gòu)建出精

確的沖壓件模型。這個(gè)模型將作為我們后續(xù)設(shè)計(jì)的參考。

我們需要進(jìn)行零件的裝配。在ProE中，我們可以通過(guò)裝配約束、

零件定位等功能，將各個(gè)零件精確地裝配在一起，形成一個(gè)完整的模

具結(jié)構(gòu)。這個(gè)過(guò)程需要考慮到各個(gè)零件之間的相互關(guān)系，如位置、方

向、干涉等。

完成裝配后，我們就可以開始進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。在ProE中，

我們可以利用模具設(shè)計(jì)工具，如模具分模、滑塊設(shè)計(jì)、頂針設(shè)計(jì)等，

來(lái)構(gòu)建出滿足要求的模具結(jié)構(gòu)。這個(gè)過(guò)程需要考慮到模具的工作原理、

加工工藝以及使用壽命等因素。

我們需要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)模擬。在ProE中，我們可以利用運(yùn)動(dòng)仿真工

具，對(duì)模具的工作過(guò)程進(jìn)行模擬。這個(gè)過(guò)程可以幫助我們檢查模具設(shè)

計(jì)的正確性，預(yù)測(cè)模具在實(shí)際工作中的表現(xiàn)，并優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

通過(guò)這個(gè)案例實(shí)踐，我們可以看到使用ProE進(jìn)行沖壓模具設(shè)計(jì)

的全過(guò)程。通過(guò)掌握ProE的相關(guān)技術(shù)和工具，我們可以更加高效地

進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量和工作效率。

七、結(jié)論與展望

經(jīng)過(guò)對(duì)《沖壓模具設(shè)計(jì)ProE三維技術(shù)應(yīng)用》的深入研究和探討，

我們不難發(fā)現(xiàn)，三維技術(shù)在沖壓模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用已經(jīng)成為行業(yè)發(fā)展

的重要趨勢(shì)。ProE作為一款強(qiáng)大的三維CAD軟件，其在模具設(shè)計(jì)中

的優(yōu)勢(shì)日益凸顯，不僅提高了設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和效率，同時(shí)也為模具的

制造和調(diào)試提供了便利。

結(jié)論部分，三維技術(shù)在沖壓模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，通過(guò)ProE軟件

的強(qiáng)大功能，使得設(shè)計(jì)師能夠更加直觀地理解和構(gòu)建模具結(jié)構(gòu)，有效

避免了傳統(tǒng)二維設(shè)計(jì)中的很多潛在問題。三維設(shè)計(jì)還能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)、

分析、制造等多個(gè)環(huán)節(jié)的協(xié)同作業(yè)，大大提高了整個(gè)設(shè)計(jì)流程的效率

和準(zhǔn)確性。

展望未來(lái)，我們也需要看到，雖然三維技術(shù)在模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

已經(jīng)取得了顯著的成果，但仍然存在一些挑戰(zhàn)和問題。例如，如何進(jìn)

一步提高設(shè)計(jì)自動(dòng)化程度，減少人工干預(yù)；如何更好地整合設(shè)計(jì)、制

造、調(diào)試等各個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)全流程的智能化；如何進(jìn)一步提高設(shè)計(jì)精

度，滿足日益嚴(yán)格的工藝要求等等。這些問題的解決，將需要我們?cè)?/p>

未來(lái)的研究和實(shí)踐中不斷探索和創(chuàng)新。

三維技術(shù)在沖壓模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用已經(jīng)取得了顯著的成效，但仍

有很多值得我們?nèi)ド钊胙芯亢吞剿鞯念I(lǐng)域。我們有埋由相信，隨著技

術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，三維技術(shù)將在模具設(shè)計(jì)中發(fā)揮更大的作用，推

動(dòng)整個(gè)行業(yè)的持續(xù)發(fā)展和進(jìn)步。

參考資料：

沖壓模具是制造業(yè)中的一個(gè)重要組成部分，廣泛應(yīng)用于汽車、家

電、電子等領(lǐng)域。隨著科技的不斷發(fā)展，沖壓模具的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)

也在不斷進(jìn)步，其中三維圖庫(kù)系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用成為了提高模具設(shè)計(jì)

和制造效率與質(zhì)量的重要手段。

沖壓模具是一種用于金屬或非金屬板料加工的模具，其主要功能

是將原材料通過(guò)物理變形轉(zhuǎn)化為所需的產(chǎn)品。沖壓模具的設(shè)計(jì)要求高,

需要考慮的因素包括材料、力學(xué)、工藝等方面，其設(shè)計(jì)和制造的難點(diǎn)

也在于如何保證模具的精度和穩(wěn)定性。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，三維圖庫(kù)系統(tǒng)在模具設(shè)計(jì)和制造中得到

了廣泛應(yīng)用。三維圖庫(kù)系統(tǒng)不僅可以提高模具設(shè)計(jì)師的工作效率，還

可以在模具制造過(guò)程中提供更加精確的指導(dǎo)，減少制造誤差，提高模

具的質(zhì)量和穩(wěn)定性。

沖壓模具設(shè)計(jì)資源包括模具類型、規(guī)格、材料和熱處理工藝等方

面。不同類型的模具適用于不同的生產(chǎn)需求，例如拉伸模、彎曲模、

成形模等。模具規(guī)格則根據(jù)產(chǎn)品的大小和生產(chǎn)規(guī)模而定，材料選擇需

要考慮模具的使用環(huán)境和服役條件，熱處理工藝則直接影響模具的硬

度和韌性等性能。

在沖壓模具設(shè)計(jì)中，合理地利用三維圖庫(kù)系統(tǒng)可以更加直觀地展

示模具的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)要求，方便設(shè)計(jì)師進(jìn)行方案評(píng)估和優(yōu)化。同時(shí):

三維圖庫(kù)系統(tǒng)還可以提供材料、熱處理等方面的數(shù)據(jù)支持，有助于提

高模具設(shè)計(jì)的合理性和可靠性。

三維圖庫(kù)系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)包括圖庫(kù)系統(tǒng)的架構(gòu)和功能。圖庫(kù)系統(tǒng)的

架構(gòu)一般采用客戶機(jī)-服務(wù)器結(jié)構(gòu)，其中服務(wù)器端負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和數(shù)

據(jù)處理，客戶端則提供圖形界面和交互操作，方便設(shè)計(jì)師進(jìn)行模具設(shè)

計(jì)和數(shù)據(jù)查詢。

圖庫(kù)管理：包括模具圖紙的上傳、下載、刪除、分類等功能，方

便設(shè)計(jì)師進(jìn)行圖紙的存儲(chǔ)和管理。

快速查詢：通過(guò)關(guān)鍵詞或分類篩選的方式，快速查找所需的圖紙

資料，提高設(shè)計(jì)師的工作效率。

三維模型展示：支持三維模型的文件格式，可以在系統(tǒng)中直接查

看和操作三維模型，方便設(shè)計(jì)師進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)的評(píng)估和優(yōu)化。

材料和熱處理數(shù)據(jù)支持：系統(tǒng)可以集成各種材料和熱處理工藝的

數(shù)據(jù)，為設(shè)計(jì)師提供可靠的材料和熱處理方案參考。

設(shè)計(jì)與制造協(xié)同：通過(guò)與CAD/CAM系統(tǒng)的集成，實(shí)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)與

制造的協(xié)同作業(yè)，提高模具制造的效率和準(zhǔn)確性。

本文主要介紹了沖壓模具設(shè)計(jì)資源與三維圖庫(kù)系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)的

相關(guān)內(nèi)容。沖壓模具作為制造業(yè)中的重要組成部分，其設(shè)計(jì)和制造技

術(shù)不斷提高，三維圖庫(kù)系統(tǒng)的應(yīng)用也日益廣泛。通過(guò)合理地利用沖壓

模具設(shè)計(jì)資源和三維圖庫(kù)系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)，可以進(jìn)一步提高模具設(shè)計(jì)和

制造的質(zhì)量和效率。未來(lái)，隨著科技的不斷進(jìn)步，沖壓模具設(shè)計(jì)和制

造技術(shù)將迎來(lái)更大的發(fā)展空間和機(jī)遇。

沖壓模具設(shè)計(jì)是制造業(yè)中的重要環(huán)節(jié)，其設(shè)計(jì)水平和精度對(duì)產(chǎn)品

質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及成本都有著顯著的影響。隨著科技的不斷發(fā)展，

三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，其中ProE三維技術(shù)具

有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，為模具設(shè)計(jì)提供了新的解決方案。

沖壓模具設(shè)計(jì)是在模具開發(fā)過(guò)程中，根據(jù)產(chǎn)品需求和工藝要求，

進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)、零部件幾何尺寸和相互關(guān)系的設(shè)計(jì)。沖壓模具設(shè)計(jì)需

要遵循一定的流程，首先進(jìn)行工藝分析和方案設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行詳細(xì)設(shè)

計(jì)、校核和制造。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要考慮模具結(jié)構(gòu)的合理性、可靠

性、維護(hù)性和壽命等因素。還需要注意模具零部件的加工工藝性和裝

配精度，以確保模具制造的可行性。

在沖壓模具設(shè)計(jì)中，一些成功的設(shè)計(jì)案例采用了ProE三維技術(shù)。

例如，一個(gè)汽車覆蓋件模具設(shè)計(jì)案例，利用ProE三維技術(shù)進(jìn)行建模

和模擬分析，優(yōu)化了模具結(jié)構(gòu)和成型過(guò)程，減少了試模時(shí)間和成本。

另一個(gè)手機(jī)外殼模具設(shè)計(jì)案例，通過(guò)ProE三維技術(shù)進(jìn)行零部件設(shè)計(jì)

和組裝，實(shí)現(xiàn)了高精度的配合和成型效果，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效

率。

ProE三維技術(shù)是一種先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，其應(yīng)用在模

具設(shè)計(jì)中具有顯著優(yōu)勢(shì)。ProE三維技術(shù)可以快速建立精確的三維模

型，使設(shè)計(jì)師能夠直觀地評(píng)估模具結(jié)構(gòu)和成型過(guò)程。ProE三維技術(shù)

可以模擬分析模具的成型過(guò)程和應(yīng)力分布，提前發(fā)現(xiàn)潛在的問題并進(jìn)

行優(yōu)化。ProE三維技術(shù)還可以自動(dòng)生成加工代碼和NC程序，簡(jiǎn)化模

具制造的流程，提高制造效率。

在沖壓模具設(shè)計(jì)中應(yīng)用ProE三維技術(shù)，需要掌握一定的技巧和

方法。設(shè)計(jì)師需要建立正確的三維模型，包括模具的結(jié)構(gòu)、零部件幾

何尺寸以及相互關(guān)系等。設(shè)計(jì)師需要進(jìn)行模擬分析和優(yōu)化，確保模具

結(jié)構(gòu)和成型過(guò)程的合理性和可靠性。設(shè)計(jì)師需要生成加工代碼和NC

程序，并對(duì)其進(jìn)行校核和優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)高效、高精度的制造。

總之沖壓模具設(shè)計(jì)和ProE三維技術(shù)應(yīng)用在制造業(yè)中具有廣泛的

應(yīng)用前景和價(jià)值。通過(guò)不斷提高沖壓模具設(shè)計(jì)的水平和精度，以及加

強(qiáng)ProE三維技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用，可以進(jìn)一步提高制造業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，

實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

沖壓模具是在冷沖壓加，中，將材料（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(jī)上的模具對(duì)材料施加壓力，使

其產(chǎn)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。

沖壓模具的形式很多，沖模也依工作性質(zhì),模具構(gòu)造,模具材料三

方面來(lái)分類。

a.沖裁模沿封閉或敞開的輪廓線使材料產(chǎn)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(chǎn)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制成開口空心件，或使空心件進(jìn)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(fù)制

成形，而材料本身僅產(chǎn)生局部塑性變形的模具。如脹形模、縮口模、

擴(kuò)口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等。

e.鉀合模是借用外力使參與的零件按照一定的順序和方式連

接或搭接在一起，進(jìn)而形成一個(gè)整體

b.復(fù)合模只有一個(gè)工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在同一工位

上同時(shí)完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。

c.級(jí)進(jìn)模（也稱連續(xù)模）在毛坯的送進(jìn)方向上，具有兩個(gè)或更

多的工位，在壓力機(jī)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。

d.傳遞模綜合了單工序模和級(jí)進(jìn)模的特點(diǎn)，利用機(jī)械手傳遞系

統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的模內(nèi)快速傳遞，可以大大提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，減低

產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，節(jié)儉材料成本，并且質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

依產(chǎn)品加工方法的不同，可將模具分成沖剪模具、彎曲模具、抽

制模具、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(gè)角度的形狀，視零件的形

狀、精度及生產(chǎn)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。

d.成形模具：指用各種局部變形的方法來(lái)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(qiáng)大的壓力，使金屬毛胚流動(dòng)變形，成為所

需的形狀，具種類有擠制沖模、壓花沖模、壓印沖模、端壓沖模。

卷邊是將工序件邊緣卷成接近封閉圓形的一種沖壓工序。卷邊圓

形的軸線呈直線形。

拉延是把平直毛料或工序件變?yōu)榍嫘蔚囊环N沖壓工序，曲面主

要依靠位于凸模底部材料的延伸形成。

拉彎是在拉力與彎矩共同作用下實(shí)現(xiàn)彎曲變形，使整個(gè)彎曲橫斷

面全部受拉伸應(yīng)力的一種沖壓工序。

脹形是將空心件或管狀件沿徑向往外擴(kuò)張的一種沖壓工序。剖切

剖切是將成形工序件一分為幾的一種沖壓工序。

是依靠材料的延伸使工序件形成局部凹陷或凸起的沖壓工序。起

伏成形中材料厚度的改變?yōu)榉且鈭D性的，即厚度的少量改變是變形過(guò)

程中自然形成的，不是設(shè)計(jì)指定的要求。

彎曲是利用壓力使材料產(chǎn)生塑性變形，從而被彎成有一定曲率、

一定角度的形狀的一種沖壓工序。

鑿切是利用尖刃的鑿切模進(jìn)行的落料或沖孔工序。鑿切并無(wú)下模,

墊在材料下面的只是平板，被沖材料絕大多數(shù)是非金屬。

落料是將材料沿封閉輪廓分離的一種沖壓工序，被分離的材料成

為工件或工序件，大多數(shù)是平面形的。

整形是依靠材料流動(dòng)，少量改變工序件形狀和尺寸，以保證工件

精度的一種沖壓工序。

整修是沿外形或內(nèi)形輪廓切去少量材料，從而提高邊緣光潔度和

垂直度的一種沖壓工序。整修工序一般也同時(shí)提高尺寸精度。

拉深是把平直毛料或工序件變?yōu)榭招募蛘甙芽招募M(jìn)一步改

變形狀和尺寸的一種沖壓工序。拉深時(shí)空心件主要依靠位于凸模底部

以外的材料流入凹模而形成。

連續(xù)拉深是在條料（卷料）上，用同一副模具（連續(xù)拉深模）通

過(guò)多次拉深逐步形成所需形狀和尺寸的一種沖壓方法。

變薄拉深是把空心工序件進(jìn)一步改變形狀和尺寸，意圖性地把側(cè)

壁減薄的一種拉深工序。

差溫拉深是利用加熱、冷卻手段，使待變形部分材料的溫度遠(yuǎn)高

于已變形部分材料的溫度，從而提高變形程度的一種拉深工序。

液壓拉深是利用盛在剛性或柔性容器內(nèi)的液體，代替凸模或凹模

以形成空心件的一種拉深工序。

壓筋是起伏成形的一種。當(dāng)局部起伏以筋形式出現(xiàn)時(shí)，相應(yīng)的起

伏成形工序稱為壓筋。

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；

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?/p>

用，包括有導(dǎo)向零件、緊固零件、標(biāo)準(zhǔn)件及其它零件等，如表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。

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

搶購(gòu)熱潮.

普通銃削加工采用低的進(jìn)給速度和大的切削參數(shù)，而高速銃削加

工則采用高的進(jìn)給速度和小的切削參數(shù)，高速銃削加工相對(duì)于普通銃

削加工具有如下特點(diǎn)：

a.高效高速銃削的主軸轉(zhuǎn)速一般為15000r/min-40000r/min,

最高可達(dá)100000r/min。在切削鋼時(shí)，其切削速度約為400m/min,比

傳統(tǒng)的銃削加工高5?10倍；在加工模具型腔時(shí)與傳統(tǒng)的加工方法

（傳統(tǒng)銃削、電火花成形加工等）相比其效率提高4?5倍。

c.高的表面質(zhì)量由于高速銃削時(shí)工件溫升?。s為3。C）,故

表面沒有變質(zhì)層及微裂紋，熱變形也小。最好的表面粗糙度Ra小于

lum,減少了后續(xù)磨削及拋光工作量。

d.可加上高硬材料可銃削50?54HRC的鋼材，銃削的最高硬度

可達(dá)60HRCo

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。

電火花銃削加工（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)控銃削加工一樣，電火花銃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。

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。最大切割速度已達(dá)300mm2/min,

加工精度可達(dá)到±5um,加工表面粗糙度Rai?2um。直徑03?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

04mm的窄槽及半徑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)。

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)。

當(dāng)今高強(qiáng)鋼、超高強(qiáng)鋼很好的實(shí)現(xiàn)了車輛的輕量化，提高了車輛

的碰撞強(qiáng)度和安全性能，因此成為車用鋼材的重要發(fā)展方向。但隨著

板料強(qiáng)度的提高，傳統(tǒng)的冷沖壓工藝在成型過(guò)程中容易產(chǎn)生破裂現(xiàn)象,

無(wú)法滿足高強(qiáng)度鋼板的加工工藝要求。在無(wú)法滿足成型條件的情況下,

國(guó)際上逐漸研究超高強(qiáng)度鋼板的熱沖壓成形技術(shù)。該技術(shù)是綜合了成

形、傳熱以及組織相變的一種新工藝，主要是利用高溫奧氏體狀態(tài)下，

板料的塑性增加，屈服強(qiáng)度降低的特點(diǎn)，通過(guò)模具進(jìn)行成形的工藝。

但是熱成型需要對(duì)工藝條件、金屬相變、CAE分析技術(shù)進(jìn)行深入研究，

該技術(shù)被國(guó)外廠商壟斷，國(guó)內(nèi)發(fā)展緩慢。

過(guò)去在生產(chǎn)深沖或者重沖工件，大家都認(rèn)為耐壓型(EP)潤(rùn)滑油是

保護(hù)模具的最好選擇。硫和氯EP添加劑被混合到純油中來(lái)提高模具

壽命已經(jīng)有很長(zhǎng)的歷史了。但是隨著新金屬一高強(qiáng)度鋼的出現(xiàn)，環(huán)保

要求的嚴(yán)格，EP油基潤(rùn)滑油的價(jià)值已經(jīng)減少，甚至失去市場(chǎng)。

在高溫下高強(qiáng)度鋼的成型，EP油基潤(rùn)滑油失去了它的性能，無(wú)

法在極溫應(yīng)用中提供物理的模具保護(hù)隔膜。而極溫型的IRMCO高固體

聚合物潤(rùn)滑劑則可以提供必要的保護(hù)。隨著金屬在沖壓模具中變形，

溫度不斷升高，EP油基潤(rùn)滑油都會(huì)變薄，有些情況下會(huì)達(dá)到閃點(diǎn)或

者燒著（冒煙）。IRMCO高分子聚合物潤(rùn)滑劑一般開始噴上去時(shí)稠度

低得多。隨著成形過(guò)程中溫度的上升，會(huì)變得更稠更堅(jiān)韌。實(shí)際上高

分子聚合物極溫潤(rùn)滑劑都有“熱尋性”而且會(huì)粘到金屬上，形成一個(gè)

可以降低摩擦的隔膜。這個(gè)保護(hù)屏障可以允許工件延展，在最高要求

的工件成型時(shí)沒有破裂和粘接，以此來(lái)控制摩擦和金屬流動(dòng)。有效的

保護(hù)了模具，延長(zhǎng)了模具使用壽命，提高了沖壓的強(qiáng)度。

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。

鎖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)的鍍金件，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

被加工鎖金件看成一個(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4的（Ax,Ay）均相等，方孔5的（4

x,Ay）均等于2倍的（Ax,Ay）,設(shè)現(xiàn)有通用沖頭的寬等于△x,長(zhǎng)等

于Ay,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⑶0）

合成，缺口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上圖所示的二維編碼，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2下圖所示的二維編碼，其編碼減小一半。

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3所示。圖3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。

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（（2132l）o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4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,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。

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8。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。

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,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5所示。光電信號(hào)檢測(cè)電路圖，如圖6

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、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FLASHROM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FLASHROM中取得加工程序，并計(jì)算,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,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)。

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VisualBasic6.0

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?！眻D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7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。

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。

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,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

8左圖所示。下位機(jī)通信程序流程圖，如圖8右圖所示。

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。可

見，數(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)，

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M6,最大可達(dá)到M45,

精度可達(dá)到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、高碳高輅或中銘工具鋼、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。

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。

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。

常用的高碳高銘工具鋼有Crl2和Cr12MoV、Crl2MolVl（代號(hào)D2）、

SKD11,它們具有較好的淬透性、淬硬性和耐磨性，熱處埋變形很小,

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)鍛拔（軸向徽、徑向拔）改鍛，以降低碳化物的不均勻

性，提高使用性能。

用于模具的高碳中銘工具鋼有Cr4W2MoV、Cr6WY、Cr5MoV等，

它們的含鋁量較低，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

鋁鋼相比，性能有所改善。

高速鋼具有模具鋼中最高的的硬度、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）和含鴇量較少的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

降帆高速鋼6W6Mo5Cr4V（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。

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。

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)合金是鋁鉆類，對(duì)沖擊性小而耐磨性要

求高的模具，可選用含鉆量較低的硬質(zhì)合金。對(duì)沖擊性大的模具，可

選用含鉆量較高的硬質(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（如銘、相、

鴇、鈕等）做粘合劑，以碳化鈦或碳化鴇為硬質(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)68~73HRCo

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)Crl2MoV）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)鋼合金鋼公司的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320CrVMol3,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)?/p>

韌性、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，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。還可以采用冷處埋和深冷處埋、真空處埋和表面強(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。

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。

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。

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)已普及了二維CAD,并陸續(xù)開始使用

Pro/E、PD、UGN、NProgressiveDieDesign^I-DEASEuclid-IS、

Logopress3DQuickPressMoIdWorksTopsolidProgress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。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)。

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。

國(guó)外發(fā)展的高速銃削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極

高的表面光潔度。還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等

優(yōu)點(diǎn)。高速銃削加工技術(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。

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?/p>

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(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銃床及加工中心上，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。

電火花銃削加，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)控銃一樣）,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。

我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，估計(jì)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。

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)。

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)。

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。

凸凹模是直接使坯料成形的工作零件，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：

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，最好采用前推定位、

外廓定位和導(dǎo)正銷定位等。

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)

域或在操作位置上銃出空手槽。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。

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。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。

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)墊板最好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。

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。

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。模具中的哪怕是細(xì)微的問題都會(huì)影響安全，只有

對(duì)每種作業(yè)中的具體問題進(jìn)行分析，才能提出模具中的安全注意事

項(xiàng)。

(2)沖模傾斜：沖或模的直度不正，或模板間有異物，使模板無(wú)

法平貼。重新組立或研磨矯正。

(3)模板變形：模板硬度或厚度不夠，或受外力撞擊變形。更換

新模板或是更正拆組工作法。

(4)模座變形：模座厚度不夠或受力不平均，導(dǎo)柱、導(dǎo)套直度變

異。研磨矯正或重灌塑膠鋼或更換模座或使受力平均。

(5)沖模干涉：沖模尺寸，位置是否正確，上下模定位有無(wú)偏差,

組立彳爰是否會(huì)松動(dòng)，沖床精度不i,架模不正。

(6)沖剪偏斜：沖頭強(qiáng)度不夠，大小沖頭太近，側(cè)向力未平衡，

沖半斜。加強(qiáng)剝斜板引導(dǎo)保護(hù)作用或沖頭加大、小沖頭磨短It增加

踵跟長(zhǎng)提早支撐引導(dǎo)，注意送料長(zhǎng)度。

(1)熱處埋：淬火溫度過(guò)高或不夠，回火次數(shù)溫度時(shí)間不適當(dāng)，

淬火方式時(shí)間沒把握?。辉谑褂靡欢螘r(shí)間彳麥問題才出現(xiàn)。

(3)廢料阻塞：落料孔未鉆或尺寸不符或落在床臺(tái)未及時(shí)清理，

以沖頭和下模板損壞較多。

(4)沖頭掉落：末充份固定或懸吊，或螺絲太細(xì)強(qiáng)度不i,或沖頭

折斷。

(5)逃孔不i：沖頭壓板逃孔尺寸或深度不夠，沖頭和剝料板逃部

不i通常為剝料板損壞。

(6)異物進(jìn)入：制品吹出彈回，模零件崩損掉落，螺絲突出模面

或其他物品進(jìn)入模內(nèi)，都可能損壞下模、剝料板或沖頭，