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摘 要：这几十年来，在我国政府产业政策的引导下，制造业取得了举世瞩目的成绩，在制造业背后就是冲压模具的设计，及相关的制造能力。在冲压模具的设计中，冲裁件的工艺性分析占有比较重的分量，它是指相应的冲裁件对一般的冲裁上相关的适应性，也就是冲裁件对模具设计中尺寸大小、误差范围、形状结构等方面是否适应这些加工的工艺上的要求。并且在实际生产过程中，合理的冲裁件的工艺性将会影响一般性冲裁件的质量、生产效率及模具的使用寿命。对此，在实际操作机械过程中，要充分的把握冲裁间隙的选择，减少零件产品对精确度得影响。
关键词：冲压模具 智能化 冲裁工艺性分析 间隙的选择 生产效率
中图分类号：TG385.2 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）004-067-02
目前，我国在冲压模具的设计制造的能力与国际先进水准的比较，还存在一定的差距，但是我国是一个制造业的大国，对冲压模具产品有着比较大的市场需求。由于在国家产业政策大力支持下，我国的冲压模具的发展水平已有比较高的水平，在吸收信息化技术后，现代的冲压模具技术已经有比较高的质量水准近些年来，我国汽车制造业与精密仪器飞速发展，带动冲模技术水平呈现多位化、多功能化，同时发展中的新技术，例如，激光切割和激光焊接技术被应用于零件制造中，这也缩短了模具在使用过程中的制造周期。
1 冲压模具的发展重点以及展望
冲压模具是制造业的重点，它承载着一个国家制造业的兴衰，对于其发展重点，一般选取的标准是其市场上的需求、发展的趋势以及现在的发展状况来进行确定的。可以将这些产品划分为产品上的重点与技术上的重点这两个方面进行有效地研究。
目前，市场流通的冲压模具大约有七小类，一般是按照其具体服务的对象，对其进行分类的，尤其汽车行业中，所需要的模具具有多功能、多位阶，这些模具显然在生产过程中，需求量依然巨大，并且有着非常好的发展前景。
从市场对模具需求分析，我国的模具技术的发展水平呈现多位化、多功能化，并且随着计算机信息技术的引进，模具技术发展越来越依靠精度化、信息化，并以此为基础，吸引大量的市场投资者与消费者。对于模具设计的技术来言，现今个科研机构、学校实验室正在大力的应用CAD/CAE/CAM技术，它能够极大地提高操作效率，尤其是一些板材成型过程中所应用的计算机模拟的具体的分析技术。
模具CAD、CAM技术也正朝向智能化、信息化与集成化的方向的发展，这样就能够极大地提升模具中的CAD、CAM的专业程度。合理的冲裁件的工艺性将会影响一般性冲裁件的质量、生产效率及模具的使用寿命。
为了能够提高CAD、CAE、CAM技术在实际应用中的操作水准，就必须建立、完善相关的模具资料库，同时对专家的操作系统与软件的实用性进行有效的分析。从模具的加工技术方面看，其重点关注模具在加工过程中的高速加工与高精度中的加工。由于高速加工往往依赖于的制模技术有高速的铣削和快速制模。目前，高精度的加工所关注的发展重点就是零件的精度在1 m以下以及其表面的粗糙度Ra≦0.1 m，是对这些模具零件进行精密性的加工与制造。制造模具的标准化的程度越高，其制造的零件精确度就会越高，这也是模具发展的重点。为了能够有效地提升这些冲压模具操作上的寿命，就必须加大对模具表面上超硬处理的技术将是这些发展的重点。
2 冲裁工艺性分析及间隙的选择
冲裁件的工艺性分析是指冲裁件对冲裁的适应性，即冲裁件的形状结构、尺寸的大小及偏差等是否符合加工的工艺要求。冲裁件的工艺性是否合理对冲裁件的质量、模具的寿命和生产率有很大影响。
2.1 冲裁间隙的选择
冲裁间隙指凸、凹模刃口间隙的距离。冲裁间隙是冲压工艺和模具设计中的重要参数，它直接影响冲裁件的质量、模具寿命和力能的消耗，应根据实际情况和需要合理的选用。冲裁间隙有单面间隙和双面间隙之分。根据冲裁件尺寸精度、剪切质量、模具寿命和力能消耗等主要因素，将金属材料冲裁间隙分成三种类型：Ⅰ类（小间隙），Ⅱ类（中等间隙），Ⅲ类（大间隙）。
2.2 冲裁间隙对冲裁件的影响
（1）间隙过小时，由凹模刃口处产生的裂纹在继续加压的情况下将产生二次剪切，继而被挤入凹模。这样，制件端面中部留下撕裂面，而两头出现光亮带，在端面出现挤长的毛刺。毛刺虽长单易去除，只要中间撕裂不是很深，仍可用。
（2）间隙过大的时候，它的材料在弯曲与拉伸上就会极大的增大，其拉伸的应力也会增大，这些材料就会被彻底性的撕裂，其制造的零件也会让它的光亮极大的减小，圆角与断裂都增大，毛刺大而厚，难去除。所以随着间隙的增大，制件的断裂面的倾斜度的增大，毛刺增高。
2.3 间隙对尺寸精度的影响
冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与公差尺寸的差值。这个差值包含两个方面的偏差：一是冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏差；一是模具本身的制造偏差。其中凸、凹模间隙是影响凸模或凹模尺寸的偏差的主要因素。
当凸、凹模的间隙较大时，材料所受拉伸作用增大。冲裁完后，材料的弹性恢复使落料尺寸小于凹模尺寸，冲孔孔径大于凸模直径。此时穹弯的弹性恢复方向与其相反，鼓薄板冲裁时制件尺寸偏差减小。
2.4 间隙对冲裁力的影响
随着间隙的增大，材料所受的拉力增大，材料容易断裂分离，因此冲裁力减小。但是继续增大间隙时，会因从凸、凹模刃口处产生的裂纹不重合，冲裁力减小。
由于间隙的增大，使冲裁件的光亮面变小，落料尺寸小于凹模尺寸，冲孔尺寸大于凸模尺寸，因而使卸料力、推件力或顶件力也随之减小。但是，间隙继续增大时，因为毛刺增大，引起卸料力、顶件力也迅速增大。
2.5 间隙对模具寿命的影响
间隙增大时可使冲裁力、卸料力等减小，因而模具的磨损也减小；但当间隙继续增大时，卸料力增加，又影响模具磨损，一般间隙为（10%-15%）t时磨损最小模具寿命较高。间隙小时，落料件梗塞在凹模洞口的涨裂力也大。
2.6 确定合理间隙的理论依据
由以上分析可见，凸、凹模对冲裁件质量、冲裁力、模具寿命等都有很大的影响。生产中常选用一个适当的范围作为合理间隙。这个范围的最小值称为最小合理间隙，最大值称为最大合理间隙。设计与制造新模具时采用最小合理间隙值。
由于理论计算在生产中不便使用，故目前广泛使用的是经验数据。现今的模具的发展正朝向一个智能化、高效化、信息化、高精度化的发展方向，在设计技术上来说，大力推广CAD/CAE/CAM技术在实际生产中的应用，能够提高其效率。同时在设计过程中，还充分的对模具制造中的冲裁工艺性分析，对确定合理间隙的理论的构建，在此基础上，减少间隙的差距，进而可以提高零件的精确度。
参考文献：
[1]杨文颢，赵震，余德泉，等.基于智能决策支持技术的冲模设计系统研究与实现[J].CMET.锻压装备与制造技术，2005（05）.
[2]王云霞，汤文成.大规模定制模式下的外圆磨床定制设计[A].全面建设小康社会：中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集（上）[C].2003.
[3]倪晓宇，汤文成，刘英，等.机床组件有限元分析和优化系统的研究与开发[A].全面建设小康社会：中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集（上）[C].2003.
[4]张蕾，郎正兰.巧用参数编程提高数控加工效率[A].全面建设小康社会：中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集（上）[C].2003.
[5]何国国.特种加工与机械制造工艺技术变革探讨[J].科技致富向导，2010（26）.
[6]黄珍媛，刘伟强.模具设计与制造实用教程（第一版）[M].北京：机械出版社，2004.
关键词：冲压模具 智能化 冲裁工艺性分析 间隙的选择 生产效率
中图分类号：TG385.2 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）004-067-02
目前，我国在冲压模具的设计制造的能力与国际先进水准的比较，还存在一定的差距，但是我国是一个制造业的大国，对冲压模具产品有着比较大的市场需求。由于在国家产业政策大力支持下，我国的冲压模具的发展水平已有比较高的水平，在吸收信息化技术后，现代的冲压模具技术已经有比较高的质量水准近些年来，我国汽车制造业与精密仪器飞速发展，带动冲模技术水平呈现多位化、多功能化，同时发展中的新技术，例如，激光切割和激光焊接技术被应用于零件制造中，这也缩短了模具在使用过程中的制造周期。
1 冲压模具的发展重点以及展望
冲压模具是制造业的重点，它承载着一个国家制造业的兴衰，对于其发展重点，一般选取的标准是其市场上的需求、发展的趋势以及现在的发展状况来进行确定的。可以将这些产品划分为产品上的重点与技术上的重点这两个方面进行有效地研究。
目前，市场流通的冲压模具大约有七小类，一般是按照其具体服务的对象，对其进行分类的，尤其汽车行业中，所需要的模具具有多功能、多位阶，这些模具显然在生产过程中，需求量依然巨大，并且有着非常好的发展前景。
从市场对模具需求分析，我国的模具技术的发展水平呈现多位化、多功能化，并且随着计算机信息技术的引进，模具技术发展越来越依靠精度化、信息化，并以此为基础，吸引大量的市场投资者与消费者。对于模具设计的技术来言，现今个科研机构、学校实验室正在大力的应用CAD/CAE/CAM技术，它能够极大地提高操作效率，尤其是一些板材成型过程中所应用的计算机模拟的具体的分析技术。
模具CAD、CAM技术也正朝向智能化、信息化与集成化的方向的发展，这样就能够极大地提升模具中的CAD、CAM的专业程度。合理的冲裁件的工艺性将会影响一般性冲裁件的质量、生产效率及模具的使用寿命。
为了能够提高CAD、CAE、CAM技术在实际应用中的操作水准，就必须建立、完善相关的模具资料库，同时对专家的操作系统与软件的实用性进行有效的分析。从模具的加工技术方面看，其重点关注模具在加工过程中的高速加工与高精度中的加工。由于高速加工往往依赖于的制模技术有高速的铣削和快速制模。目前，高精度的加工所关注的发展重点就是零件的精度在1 m以下以及其表面的粗糙度Ra≦0.1 m，是对这些模具零件进行精密性的加工与制造。制造模具的标准化的程度越高，其制造的零件精确度就会越高，这也是模具发展的重点。为了能够有效地提升这些冲压模具操作上的寿命，就必须加大对模具表面上超硬处理的技术将是这些发展的重点。
2 冲裁工艺性分析及间隙的选择
冲裁件的工艺性分析是指冲裁件对冲裁的适应性，即冲裁件的形状结构、尺寸的大小及偏差等是否符合加工的工艺要求。冲裁件的工艺性是否合理对冲裁件的质量、模具的寿命和生产率有很大影响。
2.1 冲裁间隙的选择
冲裁间隙指凸、凹模刃口间隙的距离。冲裁间隙是冲压工艺和模具设计中的重要参数，它直接影响冲裁件的质量、模具寿命和力能的消耗，应根据实际情况和需要合理的选用。冲裁间隙有单面间隙和双面间隙之分。根据冲裁件尺寸精度、剪切质量、模具寿命和力能消耗等主要因素，将金属材料冲裁间隙分成三种类型：Ⅰ类（小间隙），Ⅱ类（中等间隙），Ⅲ类（大间隙）。
2.2 冲裁间隙对冲裁件的影响
（1）间隙过小时，由凹模刃口处产生的裂纹在继续加压的情况下将产生二次剪切，继而被挤入凹模。这样，制件端面中部留下撕裂面，而两头出现光亮带，在端面出现挤长的毛刺。毛刺虽长单易去除，只要中间撕裂不是很深，仍可用。
（2）间隙过大的时候，它的材料在弯曲与拉伸上就会极大的增大，其拉伸的应力也会增大，这些材料就会被彻底性的撕裂，其制造的零件也会让它的光亮极大的减小，圆角与断裂都增大，毛刺大而厚，难去除。所以随着间隙的增大，制件的断裂面的倾斜度的增大，毛刺增高。
2.3 间隙对尺寸精度的影响
冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与公差尺寸的差值。这个差值包含两个方面的偏差：一是冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏差；一是模具本身的制造偏差。其中凸、凹模间隙是影响凸模或凹模尺寸的偏差的主要因素。
当凸、凹模的间隙较大时，材料所受拉伸作用增大。冲裁完后，材料的弹性恢复使落料尺寸小于凹模尺寸，冲孔孔径大于凸模直径。此时穹弯的弹性恢复方向与其相反，鼓薄板冲裁时制件尺寸偏差减小。
2.4 间隙对冲裁力的影响
随着间隙的增大，材料所受的拉力增大，材料容易断裂分离，因此冲裁力减小。但是继续增大间隙时，会因从凸、凹模刃口处产生的裂纹不重合，冲裁力减小。
由于间隙的增大，使冲裁件的光亮面变小，落料尺寸小于凹模尺寸，冲孔尺寸大于凸模尺寸，因而使卸料力、推件力或顶件力也随之减小。但是，间隙继续增大时，因为毛刺增大，引起卸料力、顶件力也迅速增大。
2.5 间隙对模具寿命的影响
间隙增大时可使冲裁力、卸料力等减小，因而模具的磨损也减小；但当间隙继续增大时，卸料力增加，又影响模具磨损，一般间隙为（10%-15%）t时磨损最小模具寿命较高。间隙小时，落料件梗塞在凹模洞口的涨裂力也大。
2.6 确定合理间隙的理论依据
由以上分析可见，凸、凹模对冲裁件质量、冲裁力、模具寿命等都有很大的影响。生产中常选用一个适当的范围作为合理间隙。这个范围的最小值称为最小合理间隙，最大值称为最大合理间隙。设计与制造新模具时采用最小合理间隙值。
由于理论计算在生产中不便使用，故目前广泛使用的是经验数据。现今的模具的发展正朝向一个智能化、高效化、信息化、高精度化的发展方向，在设计技术上来说，大力推广CAD/CAE/CAM技术在实际生产中的应用，能够提高其效率。同时在设计过程中，还充分的对模具制造中的冲裁工艺性分析，对确定合理间隙的理论的构建，在此基础上，减少间隙的差距，进而可以提高零件的精确度。
参考文献：
[1]杨文颢，赵震，余德泉，等.基于智能决策支持技术的冲模设计系统研究与实现[J].CMET.锻压装备与制造技术，2005（05）.
[2]王云霞，汤文成.大规模定制模式下的外圆磨床定制设计[A].全面建设小康社会：中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集（上）[C].2003.
[3]倪晓宇，汤文成，刘英，等.机床组件有限元分析和优化系统的研究与开发[A].全面建设小康社会：中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集（上）[C].2003.
[4]张蕾，郎正兰.巧用参数编程提高数控加工效率[A].全面建设小康社会：中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集（上）[C].2003.
[5]何国国.特种加工与机械制造工艺技术变革探讨[J].科技致富向导，2010（26）.
[6]黄珍媛，刘伟强.模具设计与制造实用教程（第一版）[M].北京：机械出版社，2004.