冲压模具范文第1篇

【关键词】垫片；模具设计；复合模

一、引言

冲压加工作为一种零件成型工艺技术，在产品制造中应用相当的广泛。全世界的钢材，有60%～70%是板材，其中大部分是经过冲压制成产品的。在冲压加工中，冲压工艺与模具的合理性和先进性决定了冲压产品的质量和冲压加工的经济性。国内模具技术水平正飞速的发展，随着冲压工艺与模具技术的深入研究和发展，新技术、新工艺得到了大量的应用。垫片的冲压模具设计在是模具专业毕业生毕业设计考核中的重要内容。通过本次设计的复合模具，可以巩固模具理论知识，训练其设计能力、创新能力、知识综合应用能力，全面提高学生的综合素质。

二、垫片的设计流程

1.设计内容

冲压件图如下图1所示：

冲压技术要求：（1）材料：08F；（2）材料厚度：2mm；（3）生产批量：大批量；（4）未注公差：按IT14级确定。根据冲裁件尺寸及精度要求设计一套模具，并选择一种合适的压力机进行生产。

2.设计过程

（1）工艺分析：该冲件材料为08F钢，含碳量低、塑性好、易于成形。尺寸精度为IT14，用一般冲裁模就能达到，不需要采用精冲或整修等特殊冲裁方式。冲裁件外形和内孔应尽量避免有尖锐的角，在各直线或曲线连接处，应有适当的圆角。（2）工艺方案确定：该冲件包括冲孔、落料两个基本工序，可采用的冲裁方案有单工序冲裁，复合冲裁和级进冲裁三种，考虑冲裁件的结构特点和冲裁生产率的要求，采用倒装式复合模，上模采用打杆装置推件，下模采用弹性卸料装置，冲孔的废料通过凸凹模的内孔从冲床台面孔漏下。

3.模具设计计算

（1）排样。根据零件的形状和材料的厚度，两工件间按矩形取搭边值2.2mm，侧边按圆形取搭边值1.8mm。画出其排样图2。

冲压件毛坯面积：

A=Π20?+40?+70x80-Π25?/4=7443.75（mm?）

条料宽度：B=（160+2x1.8）=163.6（mm）

进距：S=70+2.2=72.2（mm）

一个进距的材料利用率：η=（A/BS）x100%=63%

（2）冲模刃口尺寸计算。①对于φ25孔，其尺寸公差为IT14级，取x=0.5，查公差表得其尺寸为φ25+0.520。采用凹模分开加工的方法，其凸、凹模刃口的部分尺寸计算如下：

②对于外轮廓的落料，由于形状较复杂，故其尺寸公差为IT14级，取x=0.5，查公差表得其尺寸为1600-1、800-0.074、700-0.074、400-0.062。采用配合加工的方法，其凸、凹模刃口的部分尺寸计算如下：

160d=（160-0.5x1）+1/40=159.5+0.250（mm）

80d=（80-0.5x0.074）+0.074/40=79.96+0.0190（mm）

70d=（70-0.5x0.074）+0.074/40=69.96+0.0190（mm）

40d=（40-0.5x0.062）+0.062/40=39.97+0.0160（mm）

R20d=19.99+0.0080（mm）

（3）计算总冲压力。①落料力：查表知08F的抗剪强度τb=230～310MPa，取τb=250MPa冲裁周边长度L=2x20xπ+2x（160-20-20）+2x（70-40）=425.6（mm）。F1=KLtτb=1.3x425.6x2x250=276640（N）。②冲孔力：F2=KLtτb=1.3x25xπx2x250=51025（N）。③落料时的卸料力：查表知Kx=0.05。Fx=KxF1=1.3x25xπx2x250=51025（N）。④冲孔时的推件力：查表知KT=0.055。取凹模刃口直壁高度h=6mm，n=h/t=6/2=3。FT=nKTF2=3x0.055x51025=8419（N）⑤计算总冲压力：FZ=F1+F2+Fx+FT=349916（N）≈3.5x105（N）（4）确定压力中心。因为工件图形完全对称，故压力中心一定在工件的几何中心上。（5）冲压设备的选择。根据总冲压力的大小和冲裁工艺要求，选用开式双柱可倾压力机J23-63。

4.模具的总体设计及主要零件的设计

①凹模、凸模、凸凹模的结构设计。考虑到批量较大，凹模的孔口形式选择刃口强度较高的圆柱形孔口，如图3所示。

查表知K=0.2。凹模厚度：H=Kb=0.2x160=32（mm）。凹模壁厚：C=1.5H=1.5x32=48（mm） 。

图3 凹模结构与尺寸图

冲φ25mm孔的圆形凸模，由于模具需要在凸模外装有推件块，因此设计成如图4所示的形状，其长度尺寸计算如下：凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的0.6～0.8倍，取h=0.7x32=22（mm）。凸模长度L=h+H=22=32=54（mm）

凹凸模是设计如图5所示。凹凸模的外刃口尺寸按凹模刃口尺寸配作，保证最小合理间隙为0.246mm；凹凸模的冲孔刃口尺寸按凸模刃口尺寸配作，保证最小合理间隙为0.246mm。

②模架选择。上模座：LxBxH=250x250x50。下模座：LxBxH=250x250x65。导柱：dxL=35x200。导套：dxLxD=35x125x48。③绘制总装图。根据 上述设计和计算结果，绘制总装图6，

三、结束语

冲压加工在现代工业生产，尤其是大批量生产中应用十分广泛。越来越多地行业采用冲压法加工产品零部件，如汽车、仪器、电子仪表、航空航天、家电及轻工等行业。此次的设计从最初的选题、开题到计算、绘图直到完成设计，期间每一个过程都是对学生能力的一次检验和充实，使他们学会了将以前学到的知识贯穿在现在学到的知识当中，为以后的走向社会企业做好了铺垫。

参考文献

[1]郑可.实用冲压模具设计手册.北京：宇航出版社，1990.

[2]冲模设计手册编写组.冲模设计手册[M].北京：机械工业出版社，1999.

[3]刘航.模具技术经济分析[M].北京：机械工业出版社，2002.89100.

冲压模具范文第2篇

关键词：模具；冲裁；凸模；凹模

1.概述

在各个行业发展迅速的今天，工业生产在我国国民经济占据着主体部分，而国民经济的基础工业正是模具制造工业。模具是机械制造工业中的一种尤为重要的工艺性设备，它可以快速大批量的生产出同类的机械产品，为工业生产带来更大的效益。

使用模具生产不但可以提高制件的生产效率，而且它的成本也很低廉，并且生产出的制件质量能够达到保障，所以它是其它的加工方法所不能超越的。利用模具来进行生产是当代工业生产中的一种很普遍而且很重要的加工手段，也是机械加工工艺的一个发展方向。现代机械制造工艺的水平发展，从某种意义上讲很大的程度是由模具制造工业决定的。

2.锁座零件的冲压工艺分析

如图1所示，零件是汽车的锁座零件，所用的材料是Q235，零件的厚度大小为2MM， 三个孔的边缘与弯曲点的距离分别为：22.5mm，13.5mm和5.5mm；因此，在弯曲的过程中可能会造成最小边b上的小孔会发生变形，但此误差可以在弯曲过后进行改正，故采用落料跟冲孔两个步骤复合进行；

图1 锁座二维零件图

搭边值a=2.01=2.2 ， a1=2.21=2.4，采用得双行对排的形式[1]。其排样图如下图所示：

图2：零件的排样图

毛坯的面积：S=2234 （mm2）

条料的宽度B=120+41+44=170.6（mm）

近距h=1（30+2.2）/2=16.1

材料的利用率`=nS/Bh 00%

=2234/（170.6.1）00%

=83%

3确定冲裁间隙

冲裁间隙的数值等于凹模刃口与凸模刃口的尺寸之差，即：

Z=Dd-Dp （1）

因为用的材料是Q235A材料的初始双边间隙为Zmin 0.246mm和Zmax 0.360mm。

1）落料

Dd=（Dmax-X=）+]d 0

Dp=（Dd-Zmin） 0 -]d=（Dmax-X=-Zmin） 0 -]p （2）

2）冲孔

dp=（dmin+X=） 0 -]p

dd=（dp+Zmin）+]d 0=（dmin+X=+Zmin）+]p 0 （3）

3）孔心距

Ld=（Lmin+0.5=）+ -0.125= （4）

由以上的公式（1）（2）（3）（4）可以得出1）落料

D1d=（30-113）+0.025 0=29.87+0.025 0

D1p=（30-113-0.246） 0 -0.020=29.624 0 -0.020

D2d=（22-111）+0.020 0=21.89+0.020 0

D2P=（22-111-0.246） 0 -0.020=21.644 0 -0.020

D3d=（12-115）+0.020 0=11.85+0.020 0

D3P=（12-115-0.246） 0 -0.020=11.604 0 -0.020

2）冲孔

本之间三个孔的直径分别为16mm、8mm和8mm，所以

d1p=（8+0.712） 0 -0.020=8.084 0 -0.020

d1d=（8+0.712+0.246）+0.020 0=8.33+0.020 0

d2p=（16+0.718） 0 -0.020 =16.126 0 -0.020

d2d=（16+0.718+0.246）+0.020 0=16.372 +0.020 0

3）孔心距

三个孔之间的孔心距分别为13mm、8mm、21mm，所以

L1d=（21+0.524）12524=2103

L2d=（8+0.524）12524=803

L3d=（13+0.524）12524=1303

4 结论

基于以上的零件的工艺性能的分析和主要成形零件的计算，可以得出如图4所示的生产模具，该模具能够完成该零件的冲压工作。

图4 锁座的冷冲压模具

参考文献

冲压模具范文第3篇

关键词：冲压模具；设计；分析

中图分类号：TU7文献标识码：A文章编号：

冲压模具的设计在如今已经是一个十分重要的产业了。模具的设计水平与制造技术水平的高低也被看作一个十分重要的衡量标准，那就是衡量这个国家的产品制造水平的如何，因此在非常大的大程度上对产品的质量、效益以及新产品的开发和开发能力都起着决定性的作用。因此我国以及相关的各个产业、企业更应注重模具的设计技术以及它的发展，从而促进我国经济的发展。

1冲压及模具的概述

1.1模具的介绍

模具的类型：模具的型式是多种多样的，主要有单工序模、复合模还有级进模。确定模具的形式，一定要依据冲压工件的要求、所需生产的批量数，还有模具加工的条件。冲压模具的形式很多，根据工作的性质、模具的构造，还有模具所使用的材料这3个方面的因素，可以对冲压模具进行分类，主要有3类：

按照模具工艺的性质来划分，可以划分为冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模。冲裁模就是沿着半封闭的或是敞开的轮廓线是材料进行分开的一种模具；弯曲模就是使材料沿着直线而发生弯曲的一种模具；拉深模就是将冲压件制成开口空心的形状，或者使铸造成的空心更进一步的发生变形，从而改变其形状和尺寸的一种模具；成形模就是按照凹凸模直接复制半成品，然而材料仅仅发生部分的变形的一种模具。

按照工序的组合程度来划分，可以划分为单工序模、复合模、级进模还有传递模。单工序模就是在压力机的一次行程中仅仅完成一次冲压工序的模具；复合模就是在仅有一个工作位置的时候，压力机的一次行程可以完成两个或者及其以上的冲压工序的模具；级进模就是在拥有两个或者及其以上的工作位置的时候，在压力机的一次行程中可以完成两个或者更多的冲压工序的模具；传递模就是把单工序模和级进模综合起来了。 还可以按照产品的加工方法对模具进行划分，可以划分为冲剪模具、弯曲模具、抽制模具、成形模具和压缩模具。

1.2冲压模具的介绍

冲压模具，可以称作冷冲压模具，也俗称为冷冲模。冲压模具是一种比较特殊的工艺设备，是在进行冷冲压加工的过程中，对材料进行加工，最后加工成零件或者是半成品的。其中材料可以是金属材料也可以是非金属材料。而冲压是一种压力加工的方法，就是在室温的情况下进行，压力机上安装模具对材料进行施加压力，使材料发生分离或者是发生塑性变形，进而得到所需要的零件。

冲压工艺的设计和模具结构的设计是冲压模具结构设计的两个方面。在冲压件的生产过程中，主要应用冲压工艺设计，它主要包含工艺的方案、如何安排，工序的尺寸，使用何样的设备及模具的类型，还有各项技术经济指标，对这些方面进行综合性的总体规划，这就是冲压工艺设计的过程。而冲压模具结构的设计就是根据以上冲压工艺设计的各项要求，设计出所需要的模具的具体结构、形状，也绘制出模具的装配图和模具的零件图。

2 冲压模具设计的材料选择

2.1冲压模具的材料

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。目前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。

2.2 冲压模具材料的选用原则

在冲压模具使用的材料中，可以是各种的金属材料也可以是各种的非金属材料，这两类材料中主要包括碳钢、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。

对用于制造模具的材料也是要求很严格的。不单单要求材料的硬度、强度和耐磨性要很高，也要有适当的韧性，还有淬透性也要很高以及热处理不变形及淬火时不易开裂等性能。

要想保证模具的使用寿命就要进行合理的选取模具材料以及对热处理工艺要进行正确的实施。选择正确的钢种以及热处理工艺要对应着模具的不同用途，除此之外还应该根据其工作状态、受力条件及被加工材料的性能、生产批量及生产率等综合因素，并且应该侧重以上叙述的各项要求的各项性能。

3 冲压模具的结构

3.1 冲压模具的结构组成

根据模具在组成结构起到的作用，模具的结构组成主要是工艺零件，还有结构零件。 工艺零件是直接参与工艺过程，并直到其完成。还直接与坯料接触。工艺零件主要包含定位零件、工作零件、卸料零件与压料零件。然而结构零件就与工艺零件截然不同，它不直接参与工艺过程，也不会和坯料有直接的接触，只是对工艺过程的完成有一个保证的作用，或者是完善模具的功能。结构零件主要包含紧固零件、导向零件、标准件以及其他的一些零件。但是应该说明的是，并不是所有的冲压模具都必须包含这六种零件的。

3.2 冲压模具设计结构的基本原则

3.2.1 安全原则

在设计冲压模具的结构的时候第一要考虑到的就是安全，绝对不能因为冲压模具的结构设计出现错误而引起事故。即使是冲压模具的实际操作人员也绝对不允许将自己置于危险境界中。在冲压模具结构的设计过程中，一定保证设计操作人员的安全感。在加工时，模具也应该具有一定承受强度。

3.2.2 基本要求

这个结构框架的要有均匀的厚度；模具工作的部分的厚度要保持均匀，不能太薄；冲压模具的设计要达到承受力的标准；所采用的冲压模具的结构的质量要保持平衡；冲压模具结构的框架的材质、工作部分的材质也要注意选择，因为这些东西都是容易磨损的，所以要算好成本；冲压模具结构的承受能力；零部件的结构最好用计算的方法来计量。

在确定冲压模具的结构之前一定要先确定冲压模具的送料方式，还有卸料方式，以及冲压模具的模架形式。

4 冲压模具的设计

4.1 冲压间隙的确定

冲压间隙就是指冲压模凹、凸模刃口部分尺寸之差。这个间隙的大小对冲压件的单面质量、冲压力的大小，以及模具使用的寿命都有非常大的影响。因此，冲压模具设计的重要工艺参数之一就是冲压间隙。所以在设计模具的时候一定要选用合适的冲压间隙，保证好冲压件的质量，保证较小的冲压力，也保证了模具的使用寿命。适当的间隙值是根据不同的数据有不同的标准的，只要选择的这个冲压间隙在生产中是在合适的范围之中的就可以。在这个合适的范围中，最小值就称作最小的合理间隙值，最大值就是最大的合理间隙值。在使用模具的过程中，也可能会是模具发生磨损，从而使间隙变大，因此在设计新模具的时候应该采用最小的合理间隙值。

4.2 确定凹凸模的外形尺寸

冲压模具的凹凸模的工作刃口尺寸的确定要经过仔细的计算才能得出。

4.2.1 凹模

冲压模具的凹模的结构形式要根据零件的需要去制作，制作方法要根据上面叙述的。凹模的固定一般会直接固定在凸模上。

例如在冲裁模具的制造工程中如何确定凹模的厚度。凹模的厚度指的就是凹模刃口距离外边缘的长度。因此确定凹模外形的尺寸一般采用凹模外形尺寸的经验公式，也就是H=Kb（H≥15mm）。K表示的是系数，书中是可以查到的；b代表的是凹模孔的最大宽度。在制造工程中，不仅仅要计算出凹模的厚度，还要计算出凹模周边的与之相关的数据。这样一来，与已经确定的模具主要的结构构成合适的模具结构组合。这样模具设计就大大简化了。

4.2.2 凸模

冲压模具的凸模的结构形式也是要根据冲压零件的需要而制作的，制作方法要根据计数按出来的数据。凸模的固定方式一般会采用铆钉固定，也可以采用低溶点的合金或者是低熔点的焊接剂来固定。

随后只要根据图纸，安装好凹模和凸模的位置，还有其他相关的零件。

5 结束语

模具的设计水平与制造技术水平的高低也被看作一个十分重要的衡量标准，那就是衡量这个国家的产品制造水平的如何，因此在非常大的大程度上对产品的质量、效益以及新产品的开发和开发能力都起着决定性的作用。如果在冲压进行生产的过程中，模具一旦出现了问题，那将会直接影响到产品的生产效率和成产成本的。所以冲压模具的设计是十分重要的，设计的好与不好更是直接影响了生产，影响了成本，甚至影响了利益。

参考文献：

冲压模具范文第4篇

关键词：冲压模具；零件；数控加工工艺；冲压

成型加工在机械加工领域中，冲压成型加工是其中最为常见的一种方法，不仅可以加工金属与非金属材料，也能够对一些机械零件、电子产品与交通运输工具等进行加工，例如压力容器封头、内外覆盖件、仪表等精密零件等。现如今科学技术不断发展进步，而冲压成形工艺作为各个行业发展的基础，也面临了巨大的挑战，为了适应市场发展，只有更加快速、精确与高效的进行冲压模具的生产，才能实现企业的可持续发展。

一、冲压成型工艺概述

（一）冲压成型概念与特性

所谓冲压成型，即凭借不同类型的压力机以及相对应的冲压模具，向板料、条料、管料等施加来自外部的压力，直至其发生塑性变形或者分离，以此获取需要的工件形状与性能的一种加工成型手段。经过冲压成型的元件质量比较轻、厚度薄，并且结构刚性、强度与质量稳定性等都较高，无需进行二次机械切削便可投入使用。通常冲压成型的模具特性主要体现为以下几个方面：①材料使用率可达90%~95%左右；②在薄壁一类与形状复杂零件的加工中优势更加显著；③经过冲压成型的元件，其形状和尺寸等都体现了非常好的互换性能；④设备操作较为简便，具有较高的自动化程度，且废品率低。

（二）冲压模具零件构成

1.支承零件。在冲压模具中，支承零件主要包含上、下模座；凸、凹模固定板；模柄和限位支承板等诸多元件，支撑零件的存在主要是为了对冲压模具各个部件的连接性能提供保障。这些零件的材质一般是低碳钢，或者是球墨铸铁，在硬度上较为适中，且形状也十分简单，一般是运用高速铣削这一形式进行制造。2.工作零件。在冲压模的过程中，凸凹模是其中最为重要的环节，主要涵盖了硬度较高的合金钢，工作零件主要被安装于压力机中，利用上下重复运用完成冲压成型件加工。因为工作零件自身具有较高的硬度，并且形状也比较复杂，所以更多情况下是运用电火花、线切割等加工手段进行制造。3.导向零件。冲压模具中的导向零件包含了导套、导柱与导筒等相关设备，导向零件对于零件的精度要求比较高，加之生产批量较大，所以更加适合应用于模具使用期限较长的工作范围内。导向零件一般是运用优质低碳钢实现制造，并通过高精度数控车床进行加工。4.定位零件。定位零件中包含了导正销、导料板、挡料销、定位销等相关设备，一般是对冲压模具元件和毛坯件的冲压位置进行且确定，以免支承部件受冲压力作用影响，导致出现位移的现象；与此同时，定位零件也可以在毛坯料确定冲压模具刃口位置准确性方面加以运用，以此保证加工产品的合格性。

二、冲压模具零件数控加工工艺

（一）分析冲压模具零件图纸

对冲压模具零件的图纸进行分析，并确定尺寸精准度、工艺要求，是制定数控加工工艺使用方案的首要前提，其中主要包含了零件加工部位尺寸的标注以及零件轮廓几何要素的分析等环节。1.零件加工部位尺寸的标注。对冲压模具零件图纸进行尺寸标注，需要和数控加工特点进行结合，务必要符合数控程序编制、加工所提出的具体要求，保证标准统一。一般零件尺寸标注需要为数控加工程序编制和零件设计标准、加工工艺标准、检验测量标准进行统一，若冲压模具零件图纸中缺少尺寸设计标准的标注，那么加工人员则可以在保证不对冲压模具零件精度造成影响的基础上，合理确定加工标准。2.零件轮廓几何要素的分析。进行冲压模具零件轮廓的数控加工工艺探讨时，需要重新定义所有零件的几何元素，以此满足数控编程的相关需求。如零件构成要素、轮廓导出要素等。

（二）确定冲压模具零件加工顺序

1.提升加工精度。当确定了冲压模具零件实际加工位置和内容之后，便要开始对零件的各个部位的直接尺寸精度、间接尺寸精度联系进行分析，以免已经完成加工的部位尺寸对没有经过加工部位尺寸精度造成影响；如果切削变形与切削力对尺寸精度存在很大的影响时，便要重点考虑加工顺序。2.提升生产率。通过数控加工对冲压模具零件进行加工的过程中，需要安排数控加工的具体顺序以及工步，运用合适的加工器具，并对数控加工刀具的实际运行轨迹进行观察，从而有效减少加工时换刀的次数，实现劳动生产率的提升。

（三）明确零件切削加工合理用量

1.轮廓粗加工。针对冲压模具零件粗加工而言，需要对工件内、外轮廓表面的削加工量去除，同时这也是粗加工最为首要的工作。所以，确定切削加工用量时，需要在刀具和数控机床性能要求下，选择最大的背吃刀量与最快的进给速度[3]；此外，也要对加工刀具换刀距离和退刀实际位置进行考虑，将加工刀具加工时的空行程缩短。2.轮廓精加工。针对冲压模具零件精加工而言，需要对加工零件的尺寸、位置精准度以及表面质量进行明确。这时对于刀具性能与切削用量的要求都比较高，需要在确保刀具耐磨性的基础上，运用中等切削速度的刀具，以此降低工件振动；运用比较小的背吃刀量，对零件表面质量进行控制；运用合理的进给量，以免出现缠屑和一些不必要划痕。（四）冲压模具零件自动编程针对形状比较繁琐的冲压模具零件而言，加工人员需要通过自动编程的方法完成加工。在正式进入自动编程之前，加工人员需要建立一个冲压模具零件加工轮廓模型，进而将加工零件的几何要素和特征进行表示，并以此为前提对加工工件坐标、刀具几何与刀具切削的参数等进行确定，进而选择合适的加工手段。

三、结束语

综上所述，冲压模具零件数控加工工艺在零件加工方面具有极为重要的意义，能够制定合理的数控加工工艺方案，提升冲压模具加工效率，进而推动工业行业的飞速发展。

作者:王放达 单位:中国航发南方工模具公司

参考文献：

[1]钱爱萍.基于UG6.0的水壶盖塑料模具数控加工研究[J].新技术新工艺，2015，02:6-9.

冲压模具范文第5篇

关键词：高强度；钢板模具；热冲压水冷；设计要点

1高强度钢板热冲压水冷模具工作部分的设计介绍

1.1传统凹、凸模具工程出图设计

高强度钢材的模具设计应该按照热冲压水冷的常用处理方法进行，按照热冲压钢板的变形特点，进行模型凹凸区域的协调变形设计，有利于提升模具结构冲压处理中的热适应性。模具基本机构设计以凹模与凸模的契合设计为主，选择强度为120～140MPa的普通钢板作为凹模底座，并且由180～240MPa高强度钢板作为凸模板对整体结构进行磨削处理。传统的水冷模具设计上考虑机床冲压作业中的稳定性问题，其弯曲变形区域为开口向上的“V”字形，符合机床加工作业中的重力分布特点。在高强度钢板热冲压水冷模具设计处理中，产品设计应该满足工程出图的需要，根据钢板热冲压水冷特点，进行模具设计工程出图。高强度钢板冲压加工的难度比较大，为了确保钢板材料切削加工效率稳步提升，技术人员应该做好模具母体参数的分析工作，努力提升产品设计能力。

1.2创新型模具的协调变形设计

新型的冷成型改进模具设计在模型上方增加了压边圈，确保热冲压水冷模具在弯曲变形中不出现无规则变形问题。用它来处理260～300MPa的超高强度钢板与320～420MPa特高强度钢板的冲压作业，能够收获良好的冲击性能。新型的冷改进模具设计方法中凹模与凸模的弯曲变形区呈“Z”形，其变形量更加均匀。新型的冲压水冷模具设计强化了对于压边圈的使用和设计，确保高强度钢板在冲压处理时不出现滚动和不协调变形现象。热成型水冷模具设计中，其不同冲压区域的受力分析更加细化。凹模与凸模之间的弯曲变形为不规则形态，贴合了凹模与凸模在冲压中的变形轨迹，高强度钢板在加工作业中呈现出协调变形的特点。根据模具最终装配之后的状态进行模型试验，做好产品品质的检验工作，对于试模不合格的水冷模具应该进行返修处理。在钢板冲压水冷加工活动中，工厂设计人员应该考虑到水冷模具内冲压和淬火的技术难点，努力提升产品设计能力和模具设计能力。从保障模具制造加工工艺提升的角度出发，提升技术人员的机械加工能力和数控加工水平。在模具装配环节中，根据当前数控加工机床作业的特点，进行钳工操作方法的再调试作业。为了提高钢板模具成型设计质量，技术人员应该做好模具调试安装的细节管理工作，提升生产线中模具产品质量检验的准确性，对于大小不合格的部分进行切削处理。

2高强度钢板热冲压水冷模具温度控制

2.1前期阶段的温度控制设计

在前期准备阶段，技术人员应该根据钢板的加工要求进行裁板样式的选择，在落料阶段控制好始锻温度和终锻温度，认真做好加热处理。将常见的高合金钢锻造温度控制在合理的范围之内，其中，钢号Cr12的材料其加热温度平均为1100～1150℃之间，在冲压过程中根据成形要求控制好锻造温度。其中，始锻温度为1050～1100℃之间，钢材的终锻温度为850～900℃之间。钢号Cr12MoV的材料其加热温度平均为一千度左右，在冲压过程中根据成形要求控制好锻造温度,并且在冲压成形之后对模具进行保压定形处理。其中，始锻温度为1000～1050℃之间，钢材的终锻温度为840～880℃之间。钢号CrWMn的合金材料性能比较特殊，在热冲压水冷处理中应该做好后续处理工作。其中，根据钢板处理的模式特点，进行去氧化皮处理，并且根据激光切边处理的情况进行防锈处理养护。在高强度钢板冲压模具设计中，技术人员应该按照工程出图特点进行模具设计。在产品设计中分析后续的水冷冲压处理方式的工序实施方法，对模具安装的方法进行调试，从而做好模具返修处理工作。

2.2水冷管道成形工艺分析

对高强度钢板进行热冲压成型后水冷处理，需要严格按照钢板水冷模具成形工艺流程进行加工。做好钢板设计的前期准备工作，并且在冲压过程中做好温度控制的细节管理。根据高强度钢板使用类型进行分析，在后续处理中对钢板材进行二次加工，使其具备一定的使用价值。这种模具设计方法可以处理强度在1000MPa以上的热成型钢板材料，使其在热冲压水冷处理之后达到一定的屈服强度。这种模具设计中，技术人员更多地考虑不同加工作业区模型板块的受力情况，在温度的控制中，根据不同的模型设计特点，选择镶拼式冷却管道和钻孔式冷却管道，确保高强度钢板加工表面载荷作用分布合理。考虑到工业产品中钢板的抗拉强度与伸长率之间的关系，防止在热冲压水冷作业中出现疲劳极限问题。热冲压水冷模具的系统设计对于加工效果影响较大，考虑RDH对稳定后模具最高温度的影响，根据实际模具优化前后温度分布的情况，进行模具设计方案的优化。

2.3钢板热力耦合有限元分析

在高强度钢板热冲压水冷模具设计中，技术人员应该做好钢板材料热力耦合有限元分析工作，计算钢板热冲压中的速度场和温度场的收敛情况，利用有限元分析流程计算温度场第二近似值，从而计算出新的温度场。在模具设计的过程中，技术人员应该根据加工方式更新节点坐标和单元等效应变的相关参数。通过温度有限元方程计算初始温度率，使模具设计方案达到钢板变形设计的需要。高强度钢板热冲压湿冷模具的设计，需要根据设计要求合理进行抗拉强度选择，考虑到零件的快速成型加工需求，满足钢板热冲压模具加工处理的要求。以400～600MPa高强度模具冲压成型工艺设计进行分析，在下料之后技术人员需要对热冲压的时间进行控制，将热冲压机床的连续加热炉加热到AC3左右，使模具底板中的钢材原料充分奥氏体化。如图1，将预处理中的钢板材料快速移动到冲压机区域内，确保钢板材料实现快速合模和成形，高强度钢板保压冷却之后温度保持在100～200℃之间，确保热冲压成型之后模具内容物组织全部为马氏体。

3不同牌号高强度钢材的模具分块设计和参数控制

在高强度钢板材料的热冲压加工成形处理中，混合材料随室温冷却之后，技术人员可以采用激光处理的方法，对模具进行切边和冲孔加工作业。在高强度钢板模具设计中，技术人员应该考虑图1钢板加工中热传导示意图到不同牌号模具钢材的综合性能，根据钢材的可塑性特点，选择合适的钢板冲压加工方法。其中，ALVAR14牌号的钢材冲击性能较低，数值为2，延展性能数值为2，钢材在流入后凹模之后的成形的方式为压缩处理。这种牌号的钢材抗回火性能数值仅为1，热强度数值为1，HRC数值为40～47，在400℃加工环境中热导率数值为30。综合分析这种钢材的性能较弱，可作为一般强度类钢制零件的制造材料。QRO90SUPERME类钢材抗回火性能比较强数值为5，其热强度数值为5，HRC数值为46～50之间，热膨胀率数值为3，热导率（400℃）数值为33，材料的延展性数值为2.5，材料的冲击性能为2.5，此种高强度的钢板材料需要考虑回弹结果。根据冲压水冷加工作业中不同料厚的特点，分析钢板材料的屈服强度和抗拉强度，进行高强度钢板的加工处理。如果采用裸板材料进行加工处理，可以采用喷丸处理的方式，去除零件表面一层的氧化皮，在高强度钢板热冲压处理之后，冲裁模型受力状态将会更加均匀。22MnB5型号的钢板材料在下料之后，经过充分的加热处理之后，可以得到抗拉强度为1500MPa左右的零件。

4结语

高强度钢板热冲压水冷模具设计是一项系统性较强的工作，模具设计对于后期钢板加工产品的成型质量有重要影响。它需要综合计划部、技术部和制造部、保障部、质量管理部门的协调配合作业，才能够生产出符合数控机床作业要求的模板。技术部在产品建模中，应该做好前期的图纸设计工作，并且要编制工单和零件表示，制定具体的工序工艺卡，在冲压水冷模具设计中根据机加工及装配的方式，做好外形加工、标准件精密磨削处理等，确保水冷模具成形质量较高。

作者:潘毅 单位:广东省高级技工学校

参考文献：