冲压工艺的发展现状及冲压模具设计的基本思路

冲压工艺的发展现状及冲压模具设计的基本思路一、概述随着科技的快速发展和制造业的转型升级，冲压工艺作为现代制造业的重要组成部分，其发展现状和冲压模具设计的基本思路受到了广泛关注。冲压工艺是一种通过压力将材料压制成所需形状和尺寸的成型工艺，广泛应用于汽车、家电、航空航天等领域。当前，冲压工艺正朝着高精度、高效率、高质量的方向发展，不断满足着日益增长的制造业需求。在冲压工艺中，冲压模具的设计是至关重要的。冲压模具设计的合理与否直接影响到产品的质量和生产效率。对冲压模具设计的基本思路进行深入探讨，对于提高冲压工艺的整体水平和推动制造业的发展具有重要意义。本文将首先概述冲压工艺的发展现状，然后详细阐述冲压模具设计的基本思路，以期为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴。1.冲压工艺简介冲压工艺，作为一种重要的材料加工技术，已经在工业生产中占据了举足轻重的地位。它主要是利用安装在冲压设备（如压力机）上的模具，对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。这种工艺方法历史悠久，从古代的简单工具发展到现在的高科技设备，其应用范围不断扩大，技术水平也不断提高。冲压工艺通常在常温下进行，也被称为冷冲压或板料冲压。它主要利用板料进行加工，因此具有很高的材料利用率。冲压工艺具有生产效率高、加工成本低、产品尺寸精度稳定、操作简单等优点，特别适合于大批量生产。这使得冲压工艺在制造业中发挥着越来越重要的作用，被广泛应用于汽车、能源、机械、信息、航空航天、国防工业和日常生活等多个领域。冲压工艺的实现离不开冲压模具。冲压模具是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具，其设计制造水平直接影响到冲压件的质量和生产效率。冲压模具设计是冲压工艺中不可或缺的一环。在设计冲压模具时，需要综合考虑产品的要求、材料的性质、设备的性能等因素，以确保模具的合理性、可行性和经济性。随着科技的进步和工业的发展，冲压工艺和模具设计也在不断创新和改进。数字化、自动化、智能化等技术的应用，使得冲压工艺更加精确、高效、环保，同时也为模具设计提供了更多的可能性和选择。未来，随着新材料、新工艺、新技术的不断涌现，冲压工艺和模具设计将迎来更加广阔的发展空间和挑战。2.冲压工艺在现代制造业中的重要性在现代制造业中，冲压工艺具有不可替代的重要性。随着科技的进步和工业的快速发展，对冲压件的精度、复杂度和生产效率的要求日益提高，而冲压工艺以其高效、精确、成本效益高等特点，成为制造业中的关键技术之一。冲压工艺是实现大规模、高效率生产的重要手段。通过模具的精确设计和制造，冲压工艺能够快速地复制出形状复杂、精度高的零件，极大地提高了生产效率。冲压工艺还具有较低的废料率和较高的材料利用率，使得生产成本得到有效控制。冲压工艺在制造业中的应用范围广泛。无论是汽车、航空航天、电子、通讯还是家电等领域，都需要大量的冲压件。特别是在汽车制造业中，冲压工艺更是占据了举足轻重的地位，从车身覆盖件到发动机、底盘等关键部件，都离不开冲压工艺的支持。再次，冲压工艺的发展水平直接影响着制造业的整体竞争力。随着全球制造业的转型升级，对冲压工艺的要求也在不断提高。高精度、高效率、高自动化的冲压工艺不仅能够满足市场需求，还能够提升企业的核心竞争力，使其在激烈的市场竞争中脱颖而出。冲压工艺在现代制造业中具有举足轻重的地位。未来，随着科技的不断进步和工业的持续发展，冲压工艺将会更加成熟和完善，为制造业的发展注入新的动力。3.文章目的与结构本文旨在全面解析冲压工艺的发展现状以及冲压模具设计的基本思路，为相关行业的从业人员提供有价值的参考和指导。随着制造业的飞速发展，冲压工艺作为其中的一项核心技术，其重要性日益凸显。了解冲压工艺的最新进展，掌握冲压模具设计的核心要点，对于提升产品质量、提高生产效率、降低生产成本具有至关重要的意义。本文将从以下几个方面展开论述：对冲压工艺的发展历程进行回顾，分析当前冲压工艺的现状和面临的挑战深入探讨冲压模具设计的基本原理和关键因素，包括材料选择、结构设计、工艺参数设定等再次，结合实际案例，分析冲压模具设计的实际应用，展示其在提高产品质量和生产效率方面的作用对未来冲压工艺和模具设计的发展趋势进行展望，为相关企业和研究机构提供决策参考。通过本文的阐述，读者将能够全面了解冲压工艺的发展现状和冲压模具设计的基本思路，为从事相关领域的工作提供有力的支持。同时，本文也为冲压工艺和模具设计的进一步研究和发展提供了有益的思路和方向。二、冲压工艺的发展现状数控技术的应用：传统的冲床操作繁琐，生产效率低下，而数控技术的引入极大地改善了这一状况。数控技术的应用不仅提高了冲压工艺的生产效率，而且使得整个生产过程更加精确、自动化。从简单的NC数控到高级的智能化数控，冲压加工已经实现了高效、自动化、数字化的转变，极大地减轻了人工负担，为提升生产效率提供了强有力的支撑。模具技术的改进：模具作为冲压工艺的核心部件，其技术的改进直接决定了冲压工艺的发展水平。随着精密加工技术和数字化技术的不断发展，模具的设计和制造水平得到了显著提高。新型模具材料、先进的加工工艺和精密的检测手段，使得模具的精度、寿命和稳定性都得到了极大的提升。多样化的冲压技术：随着市场的多样化和需求的不断变化，冲压工艺也发展出了多种类型，如精密冲压、多工序冲压、深冲压等。特别是高速冲压技术的出现，使得冲压工艺在大批量、高精度生产领域更具竞争力。智能化和自动化的发展：随着工业0的推进，冲压工艺也在逐步实现智能化和自动化。智能化设备、物联网技术和大数据分析的应用，使得冲压工艺的生产过程更加智能、高效，同时也有助于提升生产过程中的质量控制和降低生产成本。冲压工艺的发展现状呈现出高效、精确、自动化和智能化的趋势。未来，随着科技的不断进步和市场的持续变化，冲压工艺将继续在材料、设备、工艺等方面进行优化和创新，以适应更广泛的市场需求和提升生产效率。1.传统冲压工艺的特点与局限性传统冲压工艺是一种重要的金属加工工艺，具有生产效率高、材料利用率高、制造成本低等优点，因此在工业生产中得到了广泛应用。随着科技的进步和制造业的发展，传统冲压工艺的特点和局限性也日益显现。特点方面，传统冲压工艺主要依靠冲压机械和模具对金属板材进行加压变形，以实现所需的形状和尺寸。这种工艺具有高度的自动化和机械化程度，能够实现大规模、高效率的生产。同时，传统冲压工艺对材料的利用率也相对较高，能够在一定程度上减少原材料的浪费。传统冲压工艺也存在一些局限性。它对材料的种类和厚度有一定的限制，主要适用于金属板材的加工，对于其他类型的材料或非规则形状的产品，其加工难度较大。传统冲压工艺对模具的依赖程度较高，模具的设计和制造精度直接影响到产品的质量和生产效率。由于冲压过程中材料的变形和应力分布复杂，容易导致产品出现缺陷和不合格品，对产品质量控制带来一定的挑战。在当前制造业转型升级的大背景下，传统冲压工艺需要不断创新和改进，以适应更加多样化、高精度的产品需求。同时，也需要加强对冲压模具的设计和制造技术的研究，提高模具的精度和寿命，降低生产成本，提升产品竞争力。2.先进冲压工艺的发展近年来，随着科技的快速进步和制造业的持续发展，先进冲压工艺的发展已经取得了显著的进步。这些进步主要得益于计算机技术、信息技术、现代测控技术等高新技术的融合与应用。特别是在汽车工业中，对冲压工艺的需求和期待不断提高，推动了先进冲压工艺的创新和发展。一方面，先进冲压工艺在数字化和智能化方面取得了显著的进展。随着数字化和智能化技术的广泛应用，冲压工艺的设计、制造和管理过程已经实现了高度数字化和智能化。例如，通过数值模拟仿真技术，可以对冲压过程进行精确预测和控制，从而实现产品质量的稳定提升和生产效率的大幅提高。同时，智能化技术的应用也使得冲压工艺更加灵活和智能，能够应对各种复杂多变的生产需求。另一方面，先进冲压工艺在成形极限、成形质量控制、模具设计等方面也取得了重要突破。随着对冲压过程的理解和控制能力的提高，人们已经能够制造出更复杂、更精细的冲压件。同时，通过对成形过程的精确控制，可以有效地提高冲压件的成形精度和质量稳定性。模具设计作为冲压工艺的关键环节，其设计理念和方法的改进也为先进冲压工艺的发展提供了有力支撑。未来，随着新材料、新工艺、新技术的不断涌现，先进冲压工艺的发展将更加注重绿色环保、节能减排和可持续发展。同时，随着人工智能、大数据等新一代信息技术的广泛应用，冲压工艺将更加智能化、数字化和柔性化，能够适应更加复杂多变的生产需求和市场变化。先进冲压工艺的发展是一个不断创新和进步的过程。只有紧跟科技发展的步伐，不断推动工艺创新和技术升级，才能够满足制造业的需求和发展趋势，为我国的制造业转型升级提供有力支撑。3.冲压工艺在新能源、汽车等领域的应用冲压工艺在新能源和汽车领域的应用日益广泛，成为这些行业不可或缺的重要技术。特别是在新能源汽车领域，冲压工艺发挥着至关重要的作用。新能源汽车的兴起，特别是电动汽车的普及，对车身结构的强度和稳定性提出了更高的要求。为了满足这些需求，冲压工艺成为了关键。在新能源汽车中，冲压件被广泛应用于车身结构的关键部位。例如，保险杠、发动机盖、行李箱盖、车门等关键部位，都采用了高强度、高精度的冲压件。这些冲压件通过先进的冲压工艺制造，不仅能够保证车身结构的稳定性和安全性，还能够有效地吸收碰撞时的冲击力，保护乘员的安全。在新能源汽车的电池箱制造中，冲压工艺也发挥着重要作用。电池箱是新能源汽车电池组件的外部保护结构，需要具有高强度和良好的耐腐蚀性。通过冲压工艺制造的电池箱零件，不仅符合尺寸要求，还能够有效地保护电池组件的安全，提高电池的使用寿命。在汽车工业中，冲压工艺也被广泛应用于各种机械零部件的加工。例如，曲轴连杆机构中的销钉孔、凸轮轴轴承座孔和齿轮室等，都可以通过冲压工艺进行高效、高精度的制造。这些零部件的制造质量直接影响到汽车的性能和安全性，冲压工艺在这些领域的应用也具有极高的价值。随着新能源汽车和汽车工业的快速发展，冲压工艺在这些领域的应用前景将更加广阔。未来，随着技术的不断进步和创新，冲压工艺将进一步提高生产效率、降低生产成本，为新能源和汽车领域的发展提供更加坚实的基础。4.冲压工艺面临的挑战与机遇随着全球经济的持续发展和制造业的不断升级，冲压工艺作为重要的加工手段，正面临着前所未有的挑战与机遇。挑战方面，冲压工艺首先面临的是技术升级的压力。传统的冲压工艺和模具设计已难以满足日益复杂和高精度的产品需求。材料科学的发展使得新型材料的冲压加工变得更为困难，对冲压技术和模具设计提出了更高的要求。同时，环保和可持续发展的要求，使得冲压工艺需要更加环保、节能和高效。机遇方面，科技的进步为冲压工艺的发展提供了广阔的空间。数字化和智能化技术的应用，如人工智能、大数据和云计算等，为冲压工艺提供了更加精确和高效的设计、制造和管理手段。新材料、新工艺的不断涌现，为冲压工艺提供了更多的可能性。特别是在新能源汽车、航空航天、电子信息等高科技领域，对冲压工艺的需求日益增加，为冲压工艺的发展提供了巨大的市场机遇。面对挑战与机遇，冲压工艺需要不断创新，积极引进和应用新技术、新材料和新工艺，提高工艺水平和产品质量，实现可持续发展。同时，还需要加强人才培养和技术交流，推动冲压工艺在全球范围内的普及和应用。三、冲压模具设计的基本思路冲压模具设计是冲压工艺中的关键环节，其设计质量直接关系到冲压件的质量、生产效率和成本。在进行冲压模具设计时，需要遵循一系列基本思路，以确保模具设计的合理性、可行性和经济性。要深入了解冲压件的产品要求和工艺特点。这包括对冲压件的形状、尺寸、精度、表面质量等方面的要求，以及冲压材料的性质、厚度、强度等。通过对产品要求的全面分析，可以确定合适的冲压工艺方案，为模具设计提供基础数据。要根据工艺方案进行模具结构设计。模具结构设计是模具设计的核心，它包括凸模、凹模、压边圈、导向机构、卸料机构等关键部件的设计。在设计过程中，需要充分考虑模具的强度、刚度、耐磨性、寿命等因素，确保模具能够满足长期、稳定的生产需求。要注重模具的精度和质量控制。模具的精度直接影响到冲压件的精度和质量，因此在设计过程中要严格控制模具的尺寸公差、形位公差等。同时，还需要考虑模具的制造和装配精度，以及模具使用过程中的磨损和变形等因素，确保模具能够满足产品的精度要求。要进行模具的成本分析和优化。模具设计不仅要满足产品要求和生产需求，还要考虑模具的制造成本和使用成本。在设计过程中，可以通过合理的结构设计、材料选择、热处理工艺等手段来降低模具的制造成本。同时，还可以通过优化模具结构、提高模具寿命等手段来降低模具的使用成本，从而提高整个冲压工艺的经济效益。冲压模具设计的基本思路是以产品要求为基础，以工艺方案为指导，以结构设计为核心，以精度和质量控制为重点，以成本分析和优化为目标。通过遵循这些基本思路，可以设计出既满足产品要求又经济实用的冲压模具，为冲压工艺的发展提供有力保障。1.模具设计原则功能性原则：模具设计必须满足冲压工艺的要求，确保零件的形状、尺寸和精度等都能达到设计标准。同时，模具应具备良好的操作性和稳定性，确保生产过程中的连续性和高效性。经济性原则：模具设计应考虑成本效益，通过合理的结构设计和材料选择，降低制造成本。模具的耐用性和可维修性也是经济性原则的重要考虑因素，以延长模具的使用寿命，减少更换和维修的频率。安全性原则：模具设计必须符合安全规范，确保操作人员在生产过程中的安全。这包括模具结构的稳定性、操作过程的便捷性以及安全防护措施的设置等。标准化与模块化原则：为提高模具的设计效率和使用灵活性，应尽可能采用标准化和模块化的设计方法。通过制定统一的设计规范和模块组合方式，实现模具的快速定制和升级。创新性原则：在遵循传统设计原则的基础上，模具设计还应注重创新。通过引入新技术、新材料和新工艺，不断提升模具的性能和功能，以满足不断发展的市场需求。模具设计应遵循功能性、经济性、安全性、标准化与创新性原则，确保模具在冲压工艺中发挥最佳作用，为企业的生产和发展提供有力支持。2.模具设计流程首先是需求分析。这一阶段，设计师需要与产品工程师和工艺工程师紧密合作，明确冲压件的形状、尺寸、精度和材料要求，以及生产批量和交货时间等关键因素。这些需求信息将作为模具设计的依据。接着是概念设计。在这一阶段，设计师会基于需求分析结果，运用专业知识和经验，进行初步的模具结构设计，包括工作机构、导向机构、顶出机构等。同时，也会考虑模具的制造工艺性和使用寿命。然后进入详细设计阶段。这一阶段需要对模具的各个零部件进行详细设计，包括尺寸、形状、材料选择等。设计师需要利用CAD软件进行三维建模和装配，确保各个零部件之间的配合精度和装配关系。完成详细设计后，接下来是模具分析阶段。这一阶段会利用有限元分析软件对模具进行结构分析、热分析、疲劳分析等，以评估模具的性能和可靠性。如果发现潜在问题，设计师会进行优化设计，提高模具的性能。在模具分析合格后，就可以进入制造阶段了。这一阶段会将设计数据转化为实物，通过机械加工、热处理、装配等工艺制造出模具。在制造过程中，设计师需要与制造工程师紧密配合，确保制造出的模具符合设计要求。最后是试模和调试阶段。这一阶段会对制造出的模具进行试模试验，检查模具的工作性能和冲压件的质量。如果发现问题，设计师会进行调试和优化，直至模具达到设计要求。整个模具设计流程需要设计师具备扎实的专业知识和丰富的实践经验，同时还需要与各个相关部门紧密合作，确保模具设计的合理性和可行性。随着冲压工艺的不断发展和模具设计技术的不断创新，模具设计流程也将不断优化和完善，为冲压生产提供更加高效、精准的解决方案。3.模具设计方法随着科技的进步和制造业的快速发展，冲压模具的设计方法也在不断地更新和改进。传统的模具设计方法往往依赖于工程师的经验和手工计算，这种方法的效率和精度都受到较大的限制。随着计算机技术和数值分析方法的广泛应用，现代的模具设计方法已经发生了根本性的变革。现代的模具设计方法主要依赖于计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助工程（CAE）技术。CAD技术允许设计师在计算机上进行模具的三维建模和设计，大大提高了设计效率。而CAE技术则可以对模具进行数值分析，如有限元分析（FEA）和有限差分分析（FDA），以预测模具在冲压过程中的应力分布、变形情况以及潜在的失效模式。随着人工智能和大数据技术的发展，模具设计也正在向智能化和自动化的方向发展。例如，基于大数据的分析方法可以帮助设计师快速地从过去的案例中提取有用的信息，为新的模具设计提供参考。而基于人工智能的算法则可以对模具的设计方案进行自动优化，以找到最佳的设计方案。尽管现代的模具设计方法具有很多优点，但在实际应用中仍然需要注意一些问题。模具设计是一个复杂的过程，需要考虑的因素很多，如材料的性能、冲压工艺的要求、模具的结构和制造工艺等。设计师需要具备丰富的专业知识和经验，才能设计出高质量的模具。虽然计算机辅助设计和分析技术可以提高设计的效率和精度，但这些技术并不能完全替代人的判断和决策。在实际应用中，设计师需要根据具体的情况和需求，灵活地运用这些技术，以达到最佳的设计效果。现代的模具设计方法正在向数字化、智能化和自动化的方向发展。未来，随着科技的进步和制造业的发展，我们有理由相信，模具设计方法将会变得更加高效、精准和智能，为冲压工艺的发展提供更加有力的支持。4.模具设计中的关键技术在冲压模具的设计过程中，有几个关键技术环节对于模具的性能、效率和耐用性有着决定性的影响。这些关键技术包括但不限于：材料选择、结构设计、强度与刚度分析、精度保证以及热处理工艺。首先是材料选择。模具材料的选择直接决定了模具的使用寿命和加工精度。常用的模具材料包括高速钢、硬质合金、合金钢等，每种材料都有其独特的物理和化学性质，适用于不同的冲压环境和要求。设计师需要根据冲压件的材质、厚度、形状以及冲压速度等因素，选择最合适的模具材料。其次是结构设计。合理的模具结构能够保证冲压过程的顺畅进行，提高生产效率，并减少模具的磨损和故障。在结构设计中，需要考虑如何布置冲压工位、设置导向机构、设计卸料机构等问题。对于复杂的冲压件，还需要考虑如何设计多工位级进模具，以实现一次冲压完成多个工序。强度与刚度分析是模具设计中的又一关键技术。模具在工作过程中要承受巨大的压力和冲击力，如果强度和刚度不足，就会导致模具变形、开裂甚至断裂。设计师需要利用有限元分析等现代设计方法，对模具进行强度和刚度分析，确保模具在工作过程中具有足够的稳定性和可靠性。精度保证是模具设计中的另一个重要环节。冲压件的精度直接影响到产品的质量和性能。为了保证冲压件的精度，模具的设计精度必须达到很高的水平。设计师需要采用精密的测量设备和方法，对模具的各个尺寸和形状进行严格控制，确保模具能够满足冲压要求。最后是热处理工艺。热处理工艺对于提高模具的硬度、耐磨性和抗腐蚀性具有重要意义。通过合理的热处理工艺，可以改变模具材料的内部组织结构和性能，使其更加适应冲压环境。设计师需要根据模具材料的种类和性能要求，选择合适的热处理工艺参数和方法，确保模具在使用过程中具有优异的性能表现。模具设计中的关键技术涵盖了材料选择、结构设计、强度与刚度分析、精度保证以及热处理工艺等多个方面。这些技术的合理运用和创新发展，将推动冲压模具设计水平的不断提高，为冲压行业的发展提供有力支持。四、冲压模具设计案例分析1.案例一：汽车零件冲压模具设计汽车制造业是冲压工艺的主要应用领域之一，特别是在汽车零件的生产过程中，冲压模具的设计与应用显得尤为重要。汽车零件种类繁多，形状各异，精度要求高，对冲压模具设计的要求也极高。在设计汽车零件冲压模具时，首先需要对零件的形状、尺寸、精度以及材料性能进行深入的分析和研究。这些信息将作为模具设计的基础，影响到模具的结构设计、尺寸确定、材料选择以及制造工艺等多个方面。模具设计需遵循一定的设计流程和规范。这包括初步设计、详细设计、结构设计、工艺设计等多个阶段。在每个阶段，都需要进行详细的计算、模拟和验证，以确保模具设计的准确性和可靠性。以汽车车身的零件为例，如车门、引擎盖、车顶等，这些零件的形状复杂，尺寸大，精度要求高。在设计这些零件的冲压模具时，需要特别关注模具的导向结构、压料结构、废料排除结构等，以确保冲压过程的顺利进行和零件的质量稳定。随着汽车制造业的发展，对冲压模具的要求也在不断提高。例如，模具的寿命、生产效率、自动化程度等都成为了模具设计的重要考虑因素。在设计汽车零件冲压模具时，需要不断创新和优化，以满足汽车制造业的发展需求。汽车零件冲压模具设计是一个复杂而精细的过程，需要设计师具备深厚的专业知识和丰富的实践经验。只有才能设计出满足汽车制造业需求的高品质冲压模具。2.案例二：电子产品零件冲压模具设计某款智能手机的后盖板零件，要求具有精细的凹凸纹理和高精度的尺寸控制。设计师在设计该零件的冲压模具时，首先需要对零件的三维模型进行详细的分析，确定其形状、尺寸和精度要求。在此基础上，设计师需要选择合适的冲压材料，并考虑材料的可加工性、强度和耐磨性等因素。在模具结构设计方面，设计师需要综合考虑零件的冲压方向、压边力的大小和分布、模具的闭合高度等因素。为了确保零件在冲压过程中的稳定性和精度，设计师采用了多工位级进模具结构，通过多个冲压工位的逐步加工，实现零件的精细成型。同时，为了提高模具的寿命和零件的成型质量，设计师还采用了耐磨材料和先进的润滑技术。在冲压工艺参数设置方面，设计师需要根据零件的材料和厚度，选择合适的冲压速度、压力和行程等参数。同时，还需要考虑模具的冷却和润滑方式，以确保冲压过程中的热平衡和润滑效果。3.案例分析与总结在深入了解了冲压工艺的发展现状和冲压模具设计的基本思路后，我们可以通过具体的案例来进一步分析和总结。以某汽车制造企业的零件冲压为例，该企业为了追求更高的生产效率和产品质量，决定引进先进的冲压工艺和模具设计。在冲压工艺方面，该企业采用了多工位级进冲压技术，这种技术可以在一个冲压过程中完成多个工序，大大提高了生产效率。同时，为了确保冲压件的精度和稳定性，企业还引入了先进的数控冲压设备，通过精确的数控系统，实现对冲压过程的精确控制。在模具设计方面，企业遵循了基本的设计思路，即首先进行零件的结构分析，确定冲压方向和工序安排。根据零件的形状和尺寸，设计出合理的模具结构，包括凸模、凹模、压边圈等关键部件。在设计过程中，企业还特别注重了模具的强度和刚度，以确保在高压、高速的冲压过程中，模具能够保持稳定的性能。通过实施这些先进的冲压工艺和模具设计，该企业的生产效率得到了显著提升，产品质量也得到了大幅度提高。案例分析表明，冲压工艺和模具设计的优化对于提高企业的竞争力和市场地位具有重要意义。总结而言，冲压工艺的发展现状及冲压模具设计的基本思路是推动企业技术进步和产品升级的关键因素。未来，随着科技的不断发展，冲压工艺和模具设计将会继续创新和完善，为企业带来更多的发展机遇和挑战。我们应该持续关注和学习新的冲压工艺和模具设计技术，以适应不断变化的市场需求和竞争环境。五、结论与展望冲压工艺作为现代制造业的重要组成部分，其发展现状体现了工业技术的进步和产业升级的需求。从传统的冲压技术到现代的高速、高精度、高自动化的冲压技术，冲压工艺不断追求更高的生产效率、更低的成本以及更好的产品质量。同时，随着新材料、新工艺、新技术的不断涌现，冲压工艺在应用领域上也得到了极大的拓展，涉及汽车、电子、航空、家电等多个领域。在冲压模具设计方面，设计理念的更新和设计方法的改进，使得模具设计更加精准、高效、可靠。现代模具设计不仅要求满足产品的基本功能需求，还要考虑到模具的寿命、可维护性、成本等多方面因素。对冲压模具设计师提出了更高的要求，需要具备扎实的理论基础、丰富的实践经验和不断创新的精神。随着全球制造业的转型升级和智能制造的快速发展，冲压工艺和模具设计将迎来更加广阔的发展空间。未来，冲压工艺将更加注重节能减排、绿色环保和可持续发展，推动制造业向绿色、智能、高端方向发展。在模具设计方面，未来的发展趋势将更加注重数字化、智能化和网络化。利用先进的CADCAECAM技术，实现模具设计的自动化、智能化和精细化，提高设计效率和质量。同时，随着人工智能、大数据等新技术的应用，模具设计将更加注重数据驱动和优化设计，实现设计过程的智能化和自适应调整。随着新材料、新工艺的不断涌现，未来的冲压模具将更加注重创新设计和个性化定制。通过不断探索新的材料、新的工艺方法和新的设计理念，推动冲压模具技术的不断创新和发展，满足不断变化的市场需求。冲压工艺和模具设计作为现代制造业的重要支撑，将在未来继续保持快速发展的势头。我们需要不断关注新技术、新材料和新工艺的发展动态，加强技术创新和人才培养，推动冲压工艺和模具设计技术的不断进步和发展。1.冲压工艺与模具设计的发展趋势随着科技的飞速发展和市场需求的不断变化，冲压工艺及其模具设计正面临着一系列新的发展趋势和挑战。数控技术的深入应用使得冲压工艺的生产效率得到了显著提高，从简单的NC数控到高级的智能化数控，冲压加工逐渐实现了高效、自动化、数字化。这一变革不仅极大地减轻了人类的工作负担，也为提高生产效率提供了有力支撑。未来，随着人工智能和大数据技术的进一步发展，冲压工艺有望实现更高程度的智能化和自动化，从而进一步提高生产效率和产品质量。模具作为冲压工艺中的关键环节，其技术和制造设备的不断进步对于提高冲压工艺的整体水平至关重要。随着精密加工技术和数字化技术的发展，模具的设计和制造过程正变得越来越精细和高效。同时，模具的使用寿命和稳定性也得到了显著提高，这有助于降低生产成本并提高产品质量。冲压工艺和模具设计正朝着多样化的方向发展。目前，已经发展出多种类型的冲压工艺，如精密冲压、多工序冲压、深冲压等，以适应不同行业和产品的生产需求。同时，模具设计也更加注重个性化和定制化，以满足客户的特定要求。这种多样化的发展趋势有助于提升冲压工艺和模具设计的市场竞争力。我们也应看到，冲压工艺和模具设计仍面临着一些挑战和问题。例如，人才短缺、技术创新不足、市场竞争激烈等。我们需要继续加大科研投入，培养高素质的技术人才，加强与国际先进企业的合作与交流，以推动我国冲压工艺和模具设计的全面发展。冲压工艺和模具设计正处于一个快速发展的阶段，其发展趋势和挑战并存。我们需要在保持现有优势的基础上，不断创新和改进，以适应市场的需求和技术的变化。2.未来研究方向与应用前景随着科技的不断进步和工业需求的日益增长，冲压工艺及其模具设计的研究方向和应用前景正呈现出前所未有的活跃和广阔。在未来，这一领域的研究将更加注重技术创新、智能化和绿色可持续发展。技术创新是推动冲压工艺发展的核心动力。未来的研究将更深入地探索新型冲压材料、高精度冲压技术、以及更加高效的冲压设备。例如，高强度轻质材料和复合材料的应用将进一步提高冲压件的性能和质量。同时，高精度冲压技术如微细冲压、纳米冲压等将有望实现更小尺寸、更复杂结构的冲压件生产。智能化是冲压工艺发展的另一重要趋势。随着人工智能、大数据、云计算等技术的快速发展，冲压模具设计将实现更高程度的自动化和智能化。智能模具设计系统能够根据产品需求和工艺条件自动优化模具结构，提高设计效率和质量。同时，智能制造技术也将应用于冲压生产过程中，实现生产过程的自动化、信息化和智能化，进一步提高生产效率和产品质量。绿色可持续发展是未来冲压工艺不可忽视的重要方向。随着环保意识的日益增强，冲压工艺需要更加注重节能减排和资源循环利用。未来的研究将致力于开发环保型冲压材料和节能型冲压设备，同时优化冲压工艺参数和生产流程，降低能耗和减少废弃物排放，实现绿色生产和可持续发展。在应用前景方面，冲压工艺将在汽车、航空航天、电子、家电等领域发挥更加重要的作用。随着新能源汽车、智能制造等领域的快速发展，对冲压件的需求将不断增长。同时，随着冲压工艺技术的不断创新和进步，冲压件的应用领域也将进一步拓展，如微电子、生物医学等领域。冲压工艺及其模具设计在未来的研究方向和应用前景上充满了无限可能。通过技术创新、智能化和绿色可持续发展等方面的努力，我们有信心推动冲压工艺不断迈向新的高度，为工业发展和人类社会的进步做出更大的贡献。参考资料：轴承端盖是一种常见的机械零件，广泛应用于各种机械设备中。其制造过程中，冲压工艺是一种常见的加工方法。本文将对轴承端盖的冲压工艺进行详细分析，并探讨其冲压模具的设计。冲压工艺是一种利用模具和冲压设备对金属板料施加压力，使其产生塑性变形，从而获得所需形状和尺寸的零件的加工方法。冲压工艺具有生产效率高、成本低、零件尺寸精度高等优点。在轴承端盖的冲压工艺中，需要合理选择工艺参数，如坯料尺寸、模具间隙、压力大小等。这些参数的选择将直接影响零件的质量和生产效率。在生产实践中，需要根据实际情况进行调整和优化。冲压模具是实现冲压工艺的重要工具，其设计质量直接影响到零件的质量和生产效率。在轴承端盖的冲压模具设计中，需要充分考虑零件的结构特点和工艺要求，确保模具结构合理、紧凑、易于操作和维修。轴承端盖的冲压模具结构可以采用单工序模或多工序模。单工序模结构简单，适用于小批量生产；多工序模可以将轴承端盖的多个加工工序集中在一副模具中完成，提高生产效率。具体结构设计需要考虑以下几个方面：（1）凸模和凹模的设计：根据轴承端盖的形状和尺寸要求，设计相应的凸模和凹模，确保零件成形准确、尺寸稳定。（2）定位装置的设计：为了确保零件在加工过程中的位置准确，需要设计合理的定位装置。常见的定位装置包括导正销、导正孔等。（3）卸料装置的设计：为了将加工完成的零件从模具中取出，需要设计相应的卸料装置。常见的卸料装置包括弹簧、气动等。（4）导向装置的设计：为了确保凸模和凹模之间的间隙均匀、减小磨损，需要设计相应的导向装置。常见的导向装置包括导柱、导套等。在轴承端盖的冲压模具设计中，材料选择也是一个重要的环节。根据零件的材料、加工要求和模具的使用寿命等因素，选择合适的模具材料。常用的模具材料包括钢材、硬质合金等。本文对轴承端盖的冲压工艺和冲压模具设计进行了详细的分析和探讨。通过合理的工艺分析和参数选择，可以提高轴承端盖的生产效率和质量；通过合理的模具设计，可以提高模具的使用寿命和生产效率。这些措施有助于提高轴承端盖的生产效益和市场竞争力。冲压工艺是一种常见的金属加工方法，主要用于制造各种形状复杂的金属零件。随着科技的不断进步，冲压工艺和冲压模具的设计也得到了极大的发展。本文将介绍冲压工艺和冲压模具的发展现状，并探讨未来的设计趋势和发展方向。冲压工艺和冲压模具的起源可以追溯到20世纪初，当时人们开始研究金属的冲压加工技术。随着时间的推移，冲压工艺的应用范围越来越广泛，包括汽车、航空、电子、家电等领域。冲压模具的设计也在不断进步，从最初的手工设计到现在的计算机辅助设计，大大提高了设计效率和精度。目前，冲压工艺的发展主要体现在自动化、智能化、高效化等方面。自动化技术的应用使得冲压生产更加高效，减少了人工干预和错误率。智能化技术则通过引入人工智能、机器学习等技术，提高了冲压工艺的精度和生产效率。高效化则体现在对生产过程的优化，如采用高速冲床、优化模具结构等，缩短了生产周期，降低了生产成本。冲压模具的设计与发展趋势则朝着轻量化、高精度、复杂结构等方面发展。轻量化设计可以减少模具的重量，提高模具的便携性和生产效率。高精度设计则可以减少零件的废品率，提高产品的质量和生产效益。复杂结构模具的设计则需要在结构、材料、冷却系统等方面进行全面优化，以满足生产高质量、复杂形状零件的需求。冲压工艺和冲压模具的发展是制造业的重要组成部分。随着科技的进步，未来的冲压工艺和冲压模具将朝着更加自动化、智能化、高效化的方向发展，以满足制造业不断增长的需求。同时，轻量化、高精度、复杂结构等设计趋势也将成为未来冲压模具设计的重点。面对未来的挑战，冲压行业需不断探索新技术和新方法，提高生产效率和产品质量，以适应不断变化的市场环境。展望未来，冲压工艺和冲压模具的发展将迎来更多的机遇和挑战。随着新材料和新技术的出现，冲压工艺和冲压模具的设计将拥有更多的可能性。例如，采用3D打印技术可以缩短模具的生产周期，提高模具的设计灵活性。随着工业互联网技术的发展，冲压生产将实现更高效的信息化和智能化管理，提高生产效率和产品质量。除了技术和设计方面的创新，冲压行业的可持续发展也是未来发展的一个重要方向。通过采用环保材料和节能技术，减少冲压生产过程中的废弃物排放和能源消耗，实现绿色制造和可持续发展。冲压工艺和冲压模具的发展是制造业的重要领域，涉及到许多方面的进步和创新。未来，我们需在把握机遇的积极应对挑战，推动冲压行业不断向前发展，为制造业的繁荣做出更大的贡献。冲压模具是在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模）。冲压，是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。冲压模具的形式很多，冲模也依工作性质,模具构造,模具材料三方面来分类。a.冲裁模沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。b.弯曲模使板料毛坯或其他坯料沿着直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。c.拉深模是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。d.成形模是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。e.铆合模是借用外力使参与的零件按照一定的顺序和方式连接或搭接在一起，进而形成一个整体b.复合模只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。c.级进模（也称连续模）在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。d.传递模综合了单工序模和级进模的特点，利用机械手传递系统，实现产品的模内快速传递，可以大大提高产品的生产效率，减低产品的生产成本，节俭材料成本，并且质量稳定可靠。依产品加工方法的不同，可将模具分成冲剪模具、弯曲模具、抽制模具、成形模具和压缩模具等五大类。a.冲剪模具：是以剪切作用完成工作的，常用的形式有剪断冲模、下料冲模、冲孔冲模、修边冲模、整缘冲模、拉孔冲模和冲切模具。b.弯曲模具：是将平整的毛胚弯成一个角度的形状，视零件的形状、精度及生产量的多寡，乃有多种不同形式的模具，如普通弯曲冲模、凸轮弯曲冲模、卷边冲模、圆弧弯曲冲模、折弯冲缝冲模与扭曲冲模等。d.成形模具：指用各种局部变形的方法来改变毛胚的形状，其形式有凸张成形冲模、卷缘成形冲模、颈缩成形冲模、孔凸缘成形冲模、圆缘成形冲模。e.压缩模具：是利用强大的压力，使金属毛胚流动变形，成为所需的形状，其种类有挤制冲模、压花冲模、压印冲模、端压冲模。卷边是将工序件边缘卷成接近封闭圆形的一种冲压工序。卷边圆形的轴线呈直线形。拉延是把平直毛料或工序件变为曲面形的一种冲压工序，曲面主要依靠位于凸模底部材料的延伸形成。拉弯是在拉力与弯矩共同作用下实现弯曲变形，使整个弯曲横断面全部受拉伸应力的一种冲压工序。胀形是将空心件或管状件沿径向往外扩张的一种冲压工序。剖切剖切是将成形工序件一分为几的一种冲压工序。是依靠材料的延伸使工序件形成局部凹陷或凸起的冲压工序。起伏成形中材料厚度的改变为非意图性的，即厚度的少量改变是变形过程中自然形成的，不是设计指定的要求。弯曲是利用压力使材料产生塑性变形，从而被弯成有一定曲率、一定角度的形状的一种冲压工序。凿切是利用尖刃的凿切模进行的落料或冲孔工序。凿切并无下模，垫在材料下面的只是平板，被冲材料绝大多数是非金属。落料是将材料沿封闭轮廓分离的一种冲压工序，被分离的材料成为工件或工序件，大多数是平面形的。整形是依靠材料流动，少量改变工序件形状和尺寸，以保证工件精度的一种冲压工序。整修是沿外形或内形轮廓切去少量材料，从而提高边缘光洁度和垂直度的一种冲压工序。整修工序一般也同时提高尺寸精度。拉深是把平直毛料或工序件变为空心件，或者把空心件进一步改变形状和尺寸的一种冲压工序。拉深时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。连续拉深是在条料（卷料）上，用同一副模具（连续拉深模）通过多次拉深逐步形成所需形状和尺寸的一种冲压方法。变薄拉深是把空心工序件进一步改变形状和尺寸，意图性地把侧壁减薄的一种拉深工序。差温拉深是利用加热、冷却手段，使待变形部分材料的温度远高于已变形部分材料的温度，从而提高变形程度的一种拉深工序。液压拉深是利用盛在刚性或柔性容器内的液体，代替凸模或凹模以形成空心件的一种拉深工序。压筋是起伏成形的一种。当局部起伏以筋形式出现时，相应的起伏成形工序称为压筋。工艺零件，这类零件直接参与工艺过程的完成并和坯料有直接接触，包括有工作零件、定位零件、卸料与压料零件等；结构零件，这类零件不直接参与完成工艺过程，也不和坯料有直接接触，只对模具完成工艺过程起保证作用，或对模具功能起完善作用，包括有导向零件、紧固零件、标准件及其它零件等，如表3所示。应该指出，不是所有的冲模都必须具备上述六种零件，尤其是单工序模，但是工作零件和必要的固定零件等是不可缺少的。模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。随着科学技术的发展，计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术正不断向传统制造技术渗透、交叉、融合，对其实施改造，形成先进制造技术。新型冲压模内攻牙技术,引导了不少冲压厂家为了降低成本，引起了一股抢购热潮.普通铣削加工采用低的进给速度和大的切削参数，而高速铣削加工则采用高的进给速度和小的切削参数，高速铣削加工相对于普通铣削加工具有如下特点：a.高效高速铣削的主轴转速一般为15000r/min～40000r/min，最高可达100000r/min。在切削钢时，其切削速度约为400m/min，比传统的铣削加工高5～10倍；在加工模具型腔时与传统的加工方法(传统铣削、电火花成形加工等)相比其效率提高4～5倍。c.高的表面质量由于高速铣削时工件温升小（约为3°C），故表面没有变质层及微裂纹，热变形也小。最好的表面粗糙度Ra小于1μm，减少了后续磨削及抛光工作量。d.可加工高硬材料可铣削50～54HRC的钢材，铣削的最高硬度可达60HRC。鉴于高速加工具备上述优点，所以高速加工在模具制造中正得到广泛应用，并逐步替代部分磨削加工和电加工。电火花铣削加工（又称为电火花创成加工）是电火花加工技术的重大发展，这是一种替代传统用成型电极加工模具型腔的新技术。像数控铣削加工一样，电火花铣削加工采用高速旋转的杆状电极对工件进行二维或三维轮廓加工，无需制造复杂、昂贵的成型电极。日本三菱公司推出的EDSCAN8E电火花创成加工机床，配置有电极损耗自动补偿系统、CAD/CAM集成系统、在线自动测量系统和动态仿真系统，体现了当今电火花创成加工机床的水平。数控慢走丝线切割技术发展水平已相当高，功能相当完善，自动化程度已达到无人看管运行的程度。最大切割速度已达300mm2/min，加工精度可达到±5μm，加工表面粗糙度Ra1～2μm。直径03～1mm细丝线切割技术的开发，可实现凹凸模的一次切割完成，并可进行04mm的窄槽及半径02mm内圆角的切割加工。锥度切割技术已能进行30°以上锥度的精密加工。磨削及抛光加工技术磨削及抛光加工由于精度高、表面质量好、表面粗糙度值低等特点，在精密模具加工中广泛应用。精密模具制造广泛使用数控成形磨床、数控光学曲线磨床、数控连续轨迹坐标磨床及自动抛光机等先进设备和技术。产品结构的复杂，必然导致模具零件形状的复杂。传统的几何检测手段已无法适应模具的生产。现代模具制造已广泛使用三坐标数控测量机进行模具零件的几何量的测量，模具加工过程的检测手段也取得了很大进展。三坐标数控测量机除了能高精度地测量复杂曲面的数据外，其良好的温度补偿装置、可靠的抗振保护能力、严密的除尘措施以及简便的操作步骤，使得现场自动化检测成为可能。模具先进制造技术的应用改变了传统制模技术模具质量依赖于人为因素，不易控制的状况，使得模具质量依赖于物化因素，整体水平容易控制，模具再现能力强。当今高强钢、超高强钢很好的实现了车辆的轻量化，提高了车辆的碰撞强度和安全性能，因此成为车用钢材的重要发展方向。但随着板料强度的提高，传统的冷冲压工艺在成型过程中容易产生破裂现象，无法满足高强度钢板的加工工艺要求。在无法满足成型条件的情况下，国际上逐渐研究超高强度钢板的热冲压成形技术。该技术是综合了成形、传热以及组织相变的一种新工艺，主要是利用高温奥氏体状态下，板料的塑性增加，屈服强度降低的特点，通过模具进行成形的工艺。但是热成型需要对工艺条件、金属相变、CAE分析技术进行深入研究，该技术被国外厂商垄断，国内发展缓慢。过去在生产深冲或者重冲工件，大家都认为耐压型(EP)润滑油是保护模具的最好选择。硫和氯EP添加剂被混合到纯油中来提高模具寿命已经有很长的历史了。但是随着新金属--高强度钢的出现，环保要求的严格，EP油基润滑油的价值已经减少，甚至失去市场。在高温下高强度钢的成型，EP油基润滑油失去了它的性能，无法在极温应用中提供物理的模具保护隔膜。而极温型的IRMCO高固体聚合物润滑剂则可以提供必要的保护。随着金属在冲压模具中变形，温度不断升高，EP油基润滑油都会变薄，有些情况下会达到闪点或者烧着（冒烟）。IRMCO高分子聚合物润滑剂一般开始喷上去时稠度低得多。随着成形过程中温度的上升，会变得更稠更坚韧。实际上高分子聚合物极温润滑剂都有“热寻性”而且会粘到金属上，形成一个可以降低摩擦的隔膜。这个保护屏障可以允许工件延展，在最高要求的工件成型时没有破裂和粘接，以此来控制摩擦和金属流动。有效的保护了模具，延长了模具使用寿命，提高了冲压的强度。随着经济的快速发展和市场需求的多样化，人们对产品生产周期的要求越来越短，尤其在小批量甚至单件生产方面，要求现代制造技术不仅要有较高的柔性，还要有更新的、更能满足市场要求迅速变化的生产模式。数控单元冲压模具快速成形技术，就是为适应此种状态而产生的。钣件的形状可分割成一些简单的图形元素，然后合成所需图形。例如:矩形是4个直角的合成；波浪形是一些曲线的合成等。因此,对于一些精度要求较高的小批量甚至单件生产的钣金件，可以用一些通用件迅速组装成单元冲压模具，采用数控技术，使之快速成形。将被加工钣金件看成一个可被分割的平面图形，对分割出来的简单图形元素进行数字化处理。即按其方位进行定位编码。如图1所示的非等距简单图形零件的数字化，缺口4的(Δx,Δy)均相等，方孔5的(Δx,Δy)均等于2倍的(Δx,Δy)，设现有通用冲头的宽等于Δx，长等于Δy，则按如图1所示进行编号。缺口1由位置(2,0)以及位置(3,0)合成,缺口4同样由两个位置合成，方孔由8个位置合成。如果采用矩形单元快速成形，可以获得如图2上图所示的二维编码，由于划分过细使得到的编码较长。如果采用正方形单元快速成形，则可以获得如图2下图所示的二维编码，其编码减小一半。对于等距简单图形零件如钥匙齿形的快速成形由于齿距相等河以进一步简化编码。钥匙齿形编码示意图，如图3所示。图3中采用三角形单元，实际应用采用的是梯形单元编码可以降为一维数组。当选定齿距和级差值后，钥匙的齿形加工位置可以转换为级差数最后齿形编码为一维数组((21321)。由以上可知数字化编码是单元冲模快速成形的关键，合适的编码不仅可以提高生产效率，而且可以节省存储内存。大部分中小型企业尚不具备购买高档数控冲床的经济实力，数控单元冲压模具可以直接安装在普通冲床上作为简易数控冲床来使用。快速成形模具机构示意图如图4所示。上模为凸模机构。光电头安装在上模板下方以检测凸模的起落。坯料的装夹要根据不同的需要进行设计。料板由步进电机控制丝杠分,Y方向驱动。下模为凹模机构，直接安装在工作台上。步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。共有3种:永磁式、反应式和混合式。混合式集中了前二种的优点，从性价比方面进行综合考虑，拟选用步进角8o的两相混合式步进电机。驱动器的型号、种类较多，细分型为考虑对象。因为细分型可消除电机的低频振荡，可提高电机的输出转矩及分辨率。顾及速度和精度细分系数定为4。数控单元冲模是安装在曲轴式压力机上的，机床的冲压原理不变。需要控制的是两方面内容:首先要确定零点以及各工位点的位置;其次在上冲模往复动作的启停间被加工件的按编码所得的,Y方向的快速进给送料运动以及这两个动作的协调。即实现冲压和送料动作的同步控制。控制系统框图，如图5所示。光电信号检测电路图，如图6所示。数控系统的人机界面采用键盘输入LED显示键盘具有数字键、设定、修改、查寻、及Y方向的调整、执行等的功能键，可用来完成加工程序的输入、修改及对控制的操作和调整等。操作人员根据被加工件的形状在计算机上进行编码，自动生成加工程序，通过串行口将加工程序下载给单片机并且保存在FLASHROM中。工模安装后手动调整零位。进入执行后单片机从FLASHROM中取得加工程序，并计算,Y方向的步进距离后再将其转换成相应的步进脉冲数控制,Y方向的步进电机的转动步数。当光电信号检测到上模位于开启位置时数控系统迅速将待加工件定位到加工位置，并且启动冲床上冲模下压，实现一次冲压。在冲床带动上冲模开启时数控系统迅速地将待加工件移动到下一加工位置等待下次冲压，直到完成加工停止冲床运动。整个系统由上位机来管理。系统软件语言采用VisualBasic6.0编制其集成开发环境(IDE)集设计、修改、调试、生成等功能于一体，人机交互界面十分友好。它是功能强大的Windows环境下的编程语言简单易学可视化程度高。系统软件结构采用模块化结构，共有5个功能模块:系统开机后进入Windows界面双击“数控单元冲模”图标，即弹出应用界面，可选择功能模块。系统软件功能模块图如图7所示。编辑模块用来完成用户对所设定的参数组进行操作的程序的编辑、修改、生成。参数设定模块将输入的参数组制成数据表，送入数据库以备程序的调用。通信模块负责上、下位机之间的通信管理，就是将控制程序段及调用的参数组使用MSCOMM控件，通过RS232串行口送入单片机使单片机执行控制工作。单片机的程序也采用模块化结构，与上位机一样共有5个功能模块通过通信接口接受上位机的输入指令，控制,Y方向步进电机的运动。也可以脱离上位机直接控制运行。上位机通信程序流程图，如图8左图所示。下位机通信程序流程图，如图8右图所示。随着数控技术、伺服技术、运动元件的发展，以及市场经济的需要，数控单元冲压模具快速成形技术得到迅速发展。对于中小型传统企业，这种结合传统制造工艺的高新技术无疑是一种投资省，见效J陕，方便、快捷的技术。随着经济和科学技术的不断发展，实现自动上下料装备、外置模具库自动换模装备等，已经摆在人们的面前。可见，数控冲压的发展是以相关技术和新结构的研制为基础的。单元冲压模具快速成形技术，无疑是先进冲压技术发展的一个新起点。模内攻牙又称模内攻丝，是一种替代了传统人工攻牙的新技术，传统的攻牙设备已经不能适应冲压产品需求，效率太低，加工时间长。远远满足不了市场的需要。模内攻牙技术的导入使得冲压模具真正的实现了自动化，效率化，攻牙范围可达到最小M6，最大可达到M45，精度可达到01mm，模内攻牙技术使的冲出来的产品不需要再进行第二次人工攻牙，其挤压出来的产品质量有保证，表面光洁度好，效率高，成本低，广泛应用于冲压制造冲压模具的材料有钢材、硬质合金、钢结硬质合金、锌基合金、低熔点合金、铝青铜、高分子材料等等。制造冲压模具的材料绝大部分以钢材为主，常用的模具工作部件材料的种类有：碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬或中铬工具钢、中碳合金钢、高速钢、基体钢以及硬质合金、钢结硬质合金等等。在模具中应用较多的碳素工具钢为T8A、T10A等，优点为加工性能好，价格便宜。但淬透性和红硬性差，热处理变形大，承载能力较低。低合金工具钢是在碳素工具钢的基础上加入了适量的合金元素。与碳素工具钢相比，减少了淬火变形和开裂倾向，提高了钢的淬透性，耐磨性亦较好。用于制造模具的低合金钢有CrWMn、9Mn2V、7CrSiMnMoV(代号CH-1)、6CrNiSiMnMoV(代号GD)等。常用的高碳高铬工具钢有Cr12和Cr12MoV、Cr12Mo1V1（代号D2）、SKD11，它们具有较好的淬透性、淬硬性和耐磨性，热处理变形很小，为高耐磨微变形模具钢，承载能力仅次于高速钢。但碳化物偏析严重，必须进行反复镦拔（轴向镦、径向拔）改锻，以降低碳化物的不均匀性，提高使用性能。用于模具的高碳中铬工具钢有Cr4W2MoV、Cr6WV、Cr5MoV等，它们的含铬量较低，共晶碳化物少，碳化物分布均匀，热处理变形小，具有良好的淬透性和尺寸稳定性。与碳化物偏析相对较严重的高碳高铬钢相比，性能有所改善。高速钢具有模具钢中最高的的硬度、耐磨性和抗压强度，承载能力很高。模具中常用的有W18Cr4V（代号8-4-1）和含钨量较少的W6Mo5Cr4V2（代号6-5-4-2，美国牌号为M2）以及为提高韧性开发的降碳降钒高速钢6W6Mo5Cr4V（代号6W6或称低碳M2）。高速钢也需要改锻，以改善其碳化物分布。在高速钢的基本成分上添加少量的其它元素，适当增减含碳量，以改善钢的性能。这样的钢种统称基体钢。它们不仅有高速钢的特点，具有一定的耐磨性和硬度，而且抗疲劳强度和韧性均优于高速钢，为高强韧性冷作模具钢，材料成本却比高速钢低。模具中常用的基体钢有6Cr4W3Mo2VNb（代号65Nb）、7Cr7Mo2V2Si（代号LD）、5Cr4Mo3SiMnVAL（代号012AL）等。硬质合金的硬度和耐磨性高于其它任何种类的模具钢，但抗弯强度和韧性差。用作模具的硬质合金是钨钴类，对冲击性小而耐磨性要求高的模具，可选用含钴量较低的硬质合金。对冲击性大的模具，可选用含钴量较高的硬质合金。钢结硬质合金是以铁粉加入少量的合金元素粉末（如铬、钼、钨、钒等）做粘合剂，以碳化钛或碳化钨为硬质相，用粉末冶金方法烧结而成。钢结硬质合金的基体是钢，克服了硬质合金韧性较差、加工困难的缺点，可以切削、焊接、锻造和热处理。钢结硬质合金含有大量的碳化物，虽然硬度和耐磨性低于硬质合金，但仍高于其它钢种，经淬火、回火后硬度可达68~73HRC。冲压模具使用的材料属于冷作模具钢，是应用量大、使用面广、种类最多的模具钢。主要性能要求为强度、韧性、耐磨性。冷作模具钢的发展趋势是在高合金钢D2（相当于我国Cr12MoV）性能基础上，分为两大分支：一种是降低含碳量和合金元素量，提高钢中碳化物分布均匀度，突出提高模具的韧性。如美国钒合金钢公司的8CrMo2V2Si、日本大同特殊钢公司的DC53(Cr8Mo2SiV)等。另一种是以提高耐磨性为主要目的，以适应高速、自动化、大批量生产而开发的粉末高速钢。如德国的320CrVMo13，等。在冲压模具中，使用了各种金属材料和非金属材料，主要有碳钢、合金钢、铸铁、铸钢、硬质合金、低熔点合金、锌基合金、铝青铜、合成树脂、聚氨脂橡胶、塑料、层压桦木板等。制造模具的材料，要求具有高硬度、高强度、高耐磨性、适当的韧性、高淬透性和热处理不变形(或少变形)及淬火时不易开裂等性能。合理选取模具材料及实施正确的热处理工艺是保证模具寿命的关键。对用途不同的模具，应根据其工作状态、受力条件及被加工材料的性能、生产批量及生产率等因素综合考虑，并对上述要求的各项性能有所侧重，然后作出对钢种及热处理工艺的相应选择。当冲压件的生产批量很大时，模具的工作零件凸模和凹模的材料应选取质量高、耐磨性好的模具钢。对于模具的其它工艺结构部分和辅助结构部分的零件材料，也要相应地提高。在批量不大时，应适当放宽对材料性能的要求，以降低成本。当被冲压加工的材料较硬或变形抗力较大时，冲模的凸、凹模应选取耐磨性好、强度高的材料。拉深不锈钢时，可采用铝青铜凹模，因为它具有较好的抗粘着性。而导柱导套则要求耐磨和较好的韧性，故多采用低碳钢表面渗碳淬火。又如，碳素工具钢的主要不足是淬透性差，在冲模零件断面尺寸较大时，淬火后其中心硬度仍然较低，在行程次数很大的压床上工作时，由于它的耐冲击性好反而成为优点。对于固定板、卸料板类零件，不但要有足够的强度，而且要求在工作过程中变形小。还可以采用冷处理和深冷处理、真空处理和表面强化的方法提高模具零件的性能。对于凸、凹模工作条件较差的冷挤压模，应选取有足够硬度、强度、韧性、耐磨性等综合机械性能较好的模具钢，同时应具有一定的红硬性和热疲劳强度等。选择模具材料要根据模具零件的使用条件来决定，做到在满足主要条件的前提下，选用价格低廉的材料，降低成本。计算机技术、机械设计与制造技术的迅速发展和有机结合，形成了计算机辅助设计与计算机辅助制造（CAD/CAM）这一新型技术。CAD/CAM是改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工程，它以计算机软件的形式为用户提供一种有效的辅助工具，使工程技术人员能借助计算机对产品、模具结构、成形工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。模具CAD/CAM能显著缩短模具设计及制造周期、降低生产成本、提高产品质量已成为人们的共识。随着功能强大的专业软件和高效集成制造设备的出现，以三维造型为基础、基于并行工程（CE）的模具CAD/CAM技术正成为发展方向，它能实现面向制造和装配的设计，实现成形过程的模拟和数控加工过程的仿真，使设计、制造一体化。快速经济制模技术为了适应工业生产中多品种、小批量生产的需要，加快模具的制造速度，降低模具生产成本，开发和应用快速经济制模技术越来越受到人们的重视。快速经济制模技术主要有低熔点合金制模技术、锌基合金制模技术、环氧树脂制模技术、喷涂成形制模技术、叠层钢板制模技术等。应用快速经济制模技术制造模具，能简化模具制造工艺、缩短制造周期（比普通钢模制造周期缩短70%～90%）、降低模具生产成本（比普通钢模制造成本降低60%～80%），在工业生产中取得了显著的经济效益。对提高新产品的开发速度，促进生产的发展有着非常重要的作用。改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一。许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用Pro/E、PD、UGN、NProgressiveDieDesign、I-DEAS、Euclid-IS、Logopress3DQuickPress、MoldWorks和TopsolidProgress等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。例如，吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析KMAS软件，华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模CAD/CAE/CAM软件，上海交通大学模具CAD国家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模CAD软件等在国内模具行业拥有不少的用户。虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低；CAD/CAE/CAM技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。国外发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业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、集成化方向发展。高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。我国模具标准化程度正在不断提高，估计我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为80%左右。选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)等离子喷涂等技术。模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。我国涌现出一大批模具行业的龙头企业。如，汽车覆盖件模具有“四大家”，大型塑料模具有海尔、华威、群达行，精密冲压模具有国盛、华富，汽车轮胎模具有豪迈、巨轮，铸造模具有一汽铸造、宁波合力、广州型腔、北仑辉旺，精密塑料模具有唯科、宁波横河等等。据武兵书介绍，模具行业已有95家企业被授予“中国重点骨干模具企业”称号，本届上海国际模展期间，中国模具协会还将给第四批10多家企业授牌。届时，“中国重点骨干模具企业”将达到110家左右。长期以来，中国模具工业的发展在地域分布上存在不平衡性，东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方，模具生产最集中的地区在珠江三角和长江三角地区，其模具产值约占全国产值的三分之二以上。据模具网CEO、深圳市模具技术学会副秘书长罗百辉介绍，这种格局正在发生深层变化，我国模具业正在从较发达的珠三角、长三角地区向内和北方扩展，在产业布局上出现了一些新的模具生产较集中的地区，有京津冀、长沙、成渝、武汉、皖中等地区，模具集聚发展成为新特点，模具园区（城、集聚地等）不断涌现。在东部地区，已形成昆山、无锡精密模具产业集群生产基地；泊头、芜湖汽车模具产业集群生产基地；宁波、黄岩、深圳、东莞大型、精密模具产业集群生产基地。罗百辉表示，模具行业在中国被广泛看好，我国模具行业加快了体制改革和机制转换步伐，产业结构日趋合理，主要表现为大型、精密、复杂、长寿命模具标准件发展速度高于行业的总体发展速度；塑料模和压铸模比例增大；面向市场的专业模具厂家数量及能力增加较快；随着经济体制改革的不断深入，“三资”及民营企业的发展很快。冲压模具是冲压加工的主要工艺装备，冲压制件就是靠上、下模具的相对运动来完成的。加工时由于上、下模具之间不断地分合，如果操作工人的手指不断进入或停留在模具闭合区，便会对其人身安全带来严重威胁。凸凹模是直接使坯料成形的工作零件，它是模具上的关键零件。凸凹模不但精密而且复杂，它应满足如下要求：定位零件是确定坯件安装位置的零件，有定位销(板)、挡料销(板)、导正销、导料板、定距侧刀、侧压器等。设计定位零件时应考虑操作方便，不应有过定位，位置要便于观察，最好采用前推定位、外廓定位和导正销定位等。压料零件有压边圈、压料板等。压边圈可对拉延坯料加压边力，从而防止坯料在切向压力的作用下拱起而形成皱褶。压料板的作用是防止坯料移动和弹跳。顶出器、卸料板的作用是便于出件和清理废料。它们由弹簧、橡胶和设备上的气垫推杆支撑，可上下运动，顶出件设计时应具有足够的顶出力，运动要有限位。卸料板应尽量缩小闭合区域或在操作位置上铣出空手槽。暴露的卸料板的四周应设有防护板，防止手指伸人或异物进入，外露表面棱角应倒钝。导柱和导套是应用最广泛的一种导向零件。其作用是保证凸凹模在冲压工作时有精确的配合间隙。导柱、导套的间隙应小于冲裁间隙。导柱设在下模座，要保证在冲程下死点时，导柱的上端面在上模板顶面以上最少5至10毫米。导柱应安排在远离模块和压料板的部位，使操作者的手臂不用越过导柱送取料。它包括上下模板、模柄、凸凹模固定板、垫板、限位器等；上下模板是冲模的基础零件；其他各种零件都分别安装固定在上面。模板的平面尺寸，尤其是前后方向应与制件相适应，过大或过小均不利于操作。有些模具(落料、冲孔类模具)为了出件方便，需在模架下设垫板。这时垫板最好与模板之间用螺钉连接在一起，两垫板的厚度应绝对相等。垫板的间距以能出件为准，不要太大，以免模板断裂。它包括螺钉、螺母，弹簧、柱销、垫圈等．一般都采用标准件。冲压模具的标准件用量较多，设计选用时应保证紧固和弹性顶出的需要，避免紧固件暴露在表面操作位置上，防止碰伤人手和妨碍操作。在结构上应尽量保证进料、定料、出件、清理废料的方便。对于小型零件的加工要严禁操作者的手指、手腕或身体的其他部位伸入模区作业；对于大型零件的加工，若操作者必须手入模内作业时，要尽可能减少入模的范围，尽可能缩短身体某部位在模内停留的时间，并应明确模具危险区范围，配备必要的防护措施和装置。模具上的各种零件应有足够的强度及刚度，防止使用过程中损坏和变形，紧固零件要有防松动措施，避免意外伤害操作者。不允许在加工过程中发生废料或工件飞弹现象，影响操作者的注意力，甚至击伤操作者。另外要避免冲裁件毛刺割伤人手。不允许操作者在进行冲压操作时有过大的动作幅度，避免出现使身体失去稳定的姿势；不允许在作业时有过多和过准的动作。应尽量避免冲压加工时有强烈的噪声和振动。模具设计应在总图上标明模具重量，便于安装，保障安全。20千克以上的零件加工应有起重搬运措施，减轻劳动强度。装拆模具零件时应方便安全，避免有夹手、割手的可能；模具要便于解体存放。模具中的哪怕是细微的问题都会影响安全，只有对每种作业中的具体问题进行分析，才能提出模具中的安全注意事项。(2)冲模倾斜：冲或模的直度不正，或模板间有异物，使模板无法平贴。重新组立或研磨矫正。(3)模板变形：模板硬度或厚度不够，或受外力撞击变形。更换新模板或是更正拆组工作法。(4)模座变形：模座厚度不够或受力不平均，导柱、导套直度变异。研磨矫正或重灌塑胶钢或更换模座或使受力平均。(5)冲模干涉：冲模尺寸，位置是否正确，上下模定位有无偏差，组立後是否会松动，冲床精度不ì，架模不正。(6)冲剪偏斜：冲头强度不够，大小冲头太近，侧向力未平衡，冲半斜。加强剥斜板引导保护作用或冲头加大、小冲头磨短lt增加踵跟长提早支撑引导，注意送料长度。(1)热处埋：淬火温度过高或不够，回火次数温度时间不适当，淬火方式时间没把握住；在使用一段时间後问题才出现。(3)废料阻塞：落料孔未钻或尺寸不符或落在床台未及时清理，以冲头和下模板损坏较多。(4)冲头掉落：末充份固定或悬吊，或螺丝太细强度不ì，或冲头折断。(5)逃孔不ì：冲头压板逃孔尺寸或深度不够，冲头和剥料板逃部不ì通常为剥料板损坏。(6)异物进入：制品吹出弹回，模零件崩损掉落，螺丝突出模面或其他物品进入模内，都可能损坏下模、剥料板或冲头，导柱。(8)弹簧因素:弹簧力不够或断裂或等高套不等高使剥料板倾斜，或弹簧配制不常，造成重叠冲打损坏零件。(9)冲压不当：工作高度调整过低，导