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摘 要：在模具设计中，选择最优工艺方案是最重要的环节。本文以冲压变形机理为基础，对冲压模设计中，如何对方案进行优选做了深入分析。
关键词：冲压模；设计；工艺方案
对冲压加工过程中的工序性质、数量、顺序和组合方式进行安排布置，就是冲压工艺方案。通过对冲压模设计中的多种方案，进行综合比较，从中选择最佳工艺方案，就是冲压工艺方案的优选。最优方案的选择一定是在符合企业实际生产条件、充分结合企业经济和发展状况、满足企业现有技术的情况下。由于冲压模设计工艺方案直接影响则冲压件质量、企业生产效率以及模具使用寿命等，因此，要高度重视对冲压模设计中工艺方案的优选。
一、充分分析冲压件
1、分析冲压件的功用与经济性
首先要对冲压件的使用方法进行了解，要完全掌握冲压件与机器中的装配关系和要求。其次，对冲压件是否能够对材料进行充分利用进行分析，主要从构造特点、冲压件尺寸、精度要求、生产批量和所用原材料等多方面进行考虑，是否对模具的设计与制造进行了简化，产量是否满足冲压加工特点，以此作为判断冲压加工经济性的标准。
2、分析冲压件的工艺性
对冲压件的工艺性进行分析，首先要根据图样或样件（最好选择样件）按照其结构、大小、精确度以及材料等方面，对这几个方面是否满足其工艺性要求作出分析，如若上述几个方面都不能满足工艺性要求，但却又不影响冲压件继续使用，可以对上述几个方面进行修改，直至符合工艺性要求为止。
二、判断工序性质选择是否正确
工序性质指的是冲压工序种类，也就是说，从冲裁、弯曲、拉深等过程对工序性质进行选择，工序性质主要从冲压件结构形状、尺寸大小、精确度、成型规律等因素对其进行确定，值得注意的是，如果各个冲压件的工序不同，那么其变形性质、特点以及用途也会存在较大的差别。通常情况下，对工序性质进行确定，可以直接通过工件图，但是个别情况下，需要对工件图中的各参数进行计算，得出数据，进行分析比较，从而确定工序性质。
三、计算工序数量是否合理
不同性质的工序，对工序数量确定的依据也就不同。对工序数量是否合理主要是根据冲压件的结构形状、尺寸大小、原材料、供应状况对冲压件变形程度和工序数量等为标准。在工件质量保证的前提下，以企业生产率和经济要求为标准，才能计算工序数量是否合理。在满足上述条件的基础上，尽量把数量控制在最小。
在对工序的数量进行确定时，要严格按照以下要求：首先，利用单工序模具冲裁出形状较简单的工件。其次，由于冲压件的结构形状的复杂程度对于弯曲件的工序数量有着直接作用，在计算时，要根据相对位置、弯曲角的数目以及弯曲方向为准。第三，材料性能（性质、厚度）、拉深高度、阶梯数和直径决定着拉深件的工序数量，因此，对其工序数量进行确认前，要先进行拉深工艺计算。如果拉深件的园角半径不能满足要求，或者对于尺寸精度的要求比较高时，需要增加整形工序。第四，通常情况下，我们采用增加工序数目的方法，提高其稳定性，以此来保证工件质量符合要求。如为了提高弯曲件的稳定性，可以采用工艺孔冲制将变形区进行转移，从而提高弯曲件质量。第五，在级进冲压状态下，如果冲压件存在孔间距、孔边距较小，不能满足要求时，会对阶梯状凸模固定位置产生较大影响，出现窄小、不够等情况，凸模在固定板上的固定留出足够的空间为需增加的工序数。第六，在对工序数量进行确认的同时，要保证其满足企业目前的技术水平和冲压设备的性能。以企业目前的技术水平来看是否能对工序数量进行确认，主要从能否满足模具加工和装配精度，如果不行满足，只能通过增加工序树木来实现。通常情况下，冲压工艺的过程应当科学、合理，在此基础上，为了降低冲压件的变形程度，对工序次数进行合理增加，避免冲压件在接近极限变形程度的过程中成型。
四、确定工序顺利安排是否合理
各零件质量以及冲压变形规律决定了冲压过程中各工序的顺序。如果某项或多项工序进行变更，对零件的质量不会造成影响，我们可以按照操作简单方便，模具结构简单以及定位准确为原则，对工序的顺序进行合理安排。对于工序顺序的安排，要严格按照以下要求进行：首先，要对比较弱的地方进行变形。前一工序要为接下来的工序创造条件，同时，必须保证前一工序不会对后面任何一个工序产生变形影响。如果在冲压中，发现强区和弱区之间的对比并不是很明显，零件中存在公差要求，需要在成型后，将其冲出。其次，如果成形后满足要求，在接下来的任何一个工序中，都不能对其进行变形。第三，如果过程中存在冲孔工序，那么对此工序的安排要按照以下原则进行：（1）如果接下来的工序不会对全部孔的尺寸和形状产生影响，那么在平板毛坯上就要将其冲出。（2）无论是哪一个位置都会受到后续工序不同程度的影响，通常情况下，在与此相关的工序完成后，再将其冲出。（3）如果对拉伸件和弯曲件进行冲孔，需要在变形后进行，其它可根据实际情况提前冲孔。（4）零件上如果大孔和小孔分布不均匀，或者大小孔边距过小，要先将大孔和精度一般的孔冲出，然后再将小孔和高精度孔进行冲出。也可以采用先落料再冲孔的方法，争取把畸形控制在最小范围内。（5）拉伸件的外部边缘要先进行拉伸后冲出，翻边件的竖边要在翻边好后将其冲出。第四，在对多角弯曲件进行弯曲时，应根据材料变形对其产生的影响以及将材料弯曲时的偏移趋势对顺序做出合理安排。通常情况下为先外后内。第五，对拉伸件工序的安排要按照以下原则进行：针对复杂的拉伸件（旋转体），按照先大后小原则；针对复杂的拉伸件（非旋转体），要按照先小后大的原则。第六，如果需要对某一个零件的多个位置进行冲压，且各位置不受其它位置影响，则需要按照模具结构、操作和定位来安排工序结构。第七，在基本成形后，进行整形、校平等工序。
五、验证工序组合方式是否符合实际
1、零件尺寸及料厚
1.1在级进冲压工序下，加工的部件尺寸在300mm以内，厚度在0.2～6mm之间，如果部件超过此范围，会加大冲压和模具制造的困难。通常情况下，尺寸在60mm以内的部件更适合级进冲压工序，如果该部件的结构较为复杂，那么加工的尺寸也将更小。
1.2在部件的尺寸方面，复合冲压工序相对宽松一些，加工外形尺寸在1000mm左右，厚度在0.05～3mm之间，如果板料更厚，则会对模具的寿命产生影响。
1.3零件上的级进冲压更适合孔间距或孔距边缘距离较小的部件。
1.4如果该部件尺寸过小，且需要进行多道冲压工序，1～2副复合模并不能完成冲压，此时级进冲压是最好的选择。
2、零件精度
2.1复合冲压下，由于仅需要定位一次就可以万层多道冲压工序，所以部件在冲出后，其精度可以控制在ITll～IT9之间。
2.2级进冲压下，需要多次进行定位，这时就会产生一定的误差，所以与复合冲压相比，精度较低。通常情况下，对于精度要求不高的部件会采用此种方法。
2.3复合冲压与级进冲压相比，表面平坦、光滑，而级进冲压部件表面会出现拱弯现象。
3、生产效率及安全性
在进行复合冲压时，将废料进行清除以及取工件都是危险的程序，在级进冲压时，采用的多为带料，相对来说，这种方法的效率较高，安全性也较高。
4、冲压设备与制模条件
无论采用哪一种工序，都要保证该工序与企业目前的设备相适应，其次，要仔细分析该厂的技术条件是否能够满足其复杂程度和精度要求。无论是在经济上还是在技术上，都要尽量做到合理。
结语：从前文的分析中我们可以看出，对冲压工艺方案进行优选，需要将各个因素进行分别对比，结合企业目前的技术条件和冲压设备进行综合分析，从中选择最优工艺方案，是一项及其复杂的工作。
关键词：冲压模；设计；工艺方案
对冲压加工过程中的工序性质、数量、顺序和组合方式进行安排布置，就是冲压工艺方案。通过对冲压模设计中的多种方案，进行综合比较，从中选择最佳工艺方案，就是冲压工艺方案的优选。最优方案的选择一定是在符合企业实际生产条件、充分结合企业经济和发展状况、满足企业现有技术的情况下。由于冲压模设计工艺方案直接影响则冲压件质量、企业生产效率以及模具使用寿命等，因此，要高度重视对冲压模设计中工艺方案的优选。
一、充分分析冲压件
1、分析冲压件的功用与经济性
首先要对冲压件的使用方法进行了解，要完全掌握冲压件与机器中的装配关系和要求。其次，对冲压件是否能够对材料进行充分利用进行分析，主要从构造特点、冲压件尺寸、精度要求、生产批量和所用原材料等多方面进行考虑，是否对模具的设计与制造进行了简化，产量是否满足冲压加工特点，以此作为判断冲压加工经济性的标准。
2、分析冲压件的工艺性
对冲压件的工艺性进行分析，首先要根据图样或样件（最好选择样件）按照其结构、大小、精确度以及材料等方面，对这几个方面是否满足其工艺性要求作出分析，如若上述几个方面都不能满足工艺性要求，但却又不影响冲压件继续使用，可以对上述几个方面进行修改，直至符合工艺性要求为止。
二、判断工序性质选择是否正确
工序性质指的是冲压工序种类，也就是说，从冲裁、弯曲、拉深等过程对工序性质进行选择，工序性质主要从冲压件结构形状、尺寸大小、精确度、成型规律等因素对其进行确定，值得注意的是，如果各个冲压件的工序不同，那么其变形性质、特点以及用途也会存在较大的差别。通常情况下，对工序性质进行确定，可以直接通过工件图，但是个别情况下，需要对工件图中的各参数进行计算，得出数据，进行分析比较，从而确定工序性质。
三、计算工序数量是否合理
不同性质的工序，对工序数量确定的依据也就不同。对工序数量是否合理主要是根据冲压件的结构形状、尺寸大小、原材料、供应状况对冲压件变形程度和工序数量等为标准。在工件质量保证的前提下，以企业生产率和经济要求为标准，才能计算工序数量是否合理。在满足上述条件的基础上，尽量把数量控制在最小。
在对工序的数量进行确定时，要严格按照以下要求：首先，利用单工序模具冲裁出形状较简单的工件。其次，由于冲压件的结构形状的复杂程度对于弯曲件的工序数量有着直接作用，在计算时，要根据相对位置、弯曲角的数目以及弯曲方向为准。第三，材料性能（性质、厚度）、拉深高度、阶梯数和直径决定着拉深件的工序数量，因此，对其工序数量进行确认前，要先进行拉深工艺计算。如果拉深件的园角半径不能满足要求，或者对于尺寸精度的要求比较高时，需要增加整形工序。第四，通常情况下，我们采用增加工序数目的方法，提高其稳定性，以此来保证工件质量符合要求。如为了提高弯曲件的稳定性，可以采用工艺孔冲制将变形区进行转移，从而提高弯曲件质量。第五，在级进冲压状态下，如果冲压件存在孔间距、孔边距较小，不能满足要求时，会对阶梯状凸模固定位置产生较大影响，出现窄小、不够等情况，凸模在固定板上的固定留出足够的空间为需增加的工序数。第六，在对工序数量进行确认的同时，要保证其满足企业目前的技术水平和冲压设备的性能。以企业目前的技术水平来看是否能对工序数量进行确认，主要从能否满足模具加工和装配精度，如果不行满足，只能通过增加工序树木来实现。通常情况下，冲压工艺的过程应当科学、合理，在此基础上，为了降低冲压件的变形程度，对工序次数进行合理增加，避免冲压件在接近极限变形程度的过程中成型。
四、确定工序顺利安排是否合理
各零件质量以及冲压变形规律决定了冲压过程中各工序的顺序。如果某项或多项工序进行变更，对零件的质量不会造成影响，我们可以按照操作简单方便，模具结构简单以及定位准确为原则，对工序的顺序进行合理安排。对于工序顺序的安排，要严格按照以下要求进行：首先，要对比较弱的地方进行变形。前一工序要为接下来的工序创造条件，同时，必须保证前一工序不会对后面任何一个工序产生变形影响。如果在冲压中，发现强区和弱区之间的对比并不是很明显，零件中存在公差要求，需要在成型后，将其冲出。其次，如果成形后满足要求，在接下来的任何一个工序中，都不能对其进行变形。第三，如果过程中存在冲孔工序，那么对此工序的安排要按照以下原则进行：（1）如果接下来的工序不会对全部孔的尺寸和形状产生影响，那么在平板毛坯上就要将其冲出。（2）无论是哪一个位置都会受到后续工序不同程度的影响，通常情况下，在与此相关的工序完成后，再将其冲出。（3）如果对拉伸件和弯曲件进行冲孔，需要在变形后进行，其它可根据实际情况提前冲孔。（4）零件上如果大孔和小孔分布不均匀，或者大小孔边距过小，要先将大孔和精度一般的孔冲出，然后再将小孔和高精度孔进行冲出。也可以采用先落料再冲孔的方法，争取把畸形控制在最小范围内。（5）拉伸件的外部边缘要先进行拉伸后冲出，翻边件的竖边要在翻边好后将其冲出。第四，在对多角弯曲件进行弯曲时，应根据材料变形对其产生的影响以及将材料弯曲时的偏移趋势对顺序做出合理安排。通常情况下为先外后内。第五，对拉伸件工序的安排要按照以下原则进行：针对复杂的拉伸件（旋转体），按照先大后小原则；针对复杂的拉伸件（非旋转体），要按照先小后大的原则。第六，如果需要对某一个零件的多个位置进行冲压，且各位置不受其它位置影响，则需要按照模具结构、操作和定位来安排工序结构。第七，在基本成形后，进行整形、校平等工序。
五、验证工序组合方式是否符合实际
1、零件尺寸及料厚
1.1在级进冲压工序下，加工的部件尺寸在300mm以内，厚度在0.2～6mm之间，如果部件超过此范围，会加大冲压和模具制造的困难。通常情况下，尺寸在60mm以内的部件更适合级进冲压工序，如果该部件的结构较为复杂，那么加工的尺寸也将更小。
1.2在部件的尺寸方面，复合冲压工序相对宽松一些，加工外形尺寸在1000mm左右，厚度在0.05～3mm之间，如果板料更厚，则会对模具的寿命产生影响。
1.3零件上的级进冲压更适合孔间距或孔距边缘距离较小的部件。
1.4如果该部件尺寸过小，且需要进行多道冲压工序，1～2副复合模并不能完成冲压，此时级进冲压是最好的选择。
2、零件精度
2.1复合冲压下，由于仅需要定位一次就可以万层多道冲压工序，所以部件在冲出后，其精度可以控制在ITll～IT9之间。
2.2级进冲压下，需要多次进行定位，这时就会产生一定的误差，所以与复合冲压相比，精度较低。通常情况下，对于精度要求不高的部件会采用此种方法。
2.3复合冲压与级进冲压相比，表面平坦、光滑，而级进冲压部件表面会出现拱弯现象。
3、生产效率及安全性
在进行复合冲压时，将废料进行清除以及取工件都是危险的程序，在级进冲压时，采用的多为带料，相对来说，这种方法的效率较高，安全性也较高。
4、冲压设备与制模条件
无论采用哪一种工序，都要保证该工序与企业目前的设备相适应，其次，要仔细分析该厂的技术条件是否能够满足其复杂程度和精度要求。无论是在经济上还是在技术上，都要尽量做到合理。
结语：从前文的分析中我们可以看出，对冲压工艺方案进行优选，需要将各个因素进行分别对比，结合企业目前的技术条件和冲压设备进行综合分析，从中选择最优工艺方案，是一项及其复杂的工作。