【正文】 附錄A冷沖壓模具發(fā)展現(xiàn)狀模具是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)組成部分，是工業(yè)生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)裝備．用模具生產(chǎn)的產(chǎn)品，其價(jià)值往往是模具價(jià)值的幾十倍。模具技術(shù)是一門技術(shù)綜合性強(qiáng)的精密基礎(chǔ)工藝裝備技術(shù)，涉及新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備的開發(fā)與推廣應(yīng)用．是冶金、材料、計(jì)量、機(jī)電一體化、計(jì)算機(jī)等多門學(xué)科以及鑄、鍛、熱處理、機(jī)加工、檢測等諸多工種共同打造的系統(tǒng)工程。用模具生產(chǎn)制品具有高效率、低消耗、高一致性、高精度和高復(fù)雜程度等特點(diǎn)，這是其他任何加工制造方法所不及的。目前，模具制造業(yè)已成為與高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)互為依托的產(chǎn)業(yè)，模具工業(yè)技術(shù)水平的高低已成為衡量國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志之一。對任何國家來說，制造產(chǎn)業(yè)是綜合國力及技術(shù)水平的體現(xiàn)．而模具行業(yè)的發(fā)展是制造產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。針對這種情況，國家出臺了相應(yīng)的政策，正積極發(fā)展模具制造產(chǎn)業(yè)。一、冷沖模具工業(yè)歷史悠久冷沖壓加工工藝在我國已有悠久的歷史。據(jù)文獻(xiàn)記載：我國勞動人民遠(yuǎn)在青銅時(shí)期就發(fā)現(xiàn)了金屬具有錘擊變形的性能，到了戰(zhàn)國時(shí)代(公元前403一前221年)已經(jīng)能煉劍淬火。我們的祖先在2300年前已掌握了錘擊金屬制造兵器和各種日用品技術(shù)。在漫長的封建社會時(shí)期，我國勞動人民在金、銀、銅裝飾品和日用品的制作中，更是顯示出了精巧的工藝技術(shù)和高超的藝術(shù)水平，令人嘆為觀止。近代，從上個(gè)世紀(jì)20年代開始，金屬制品、玩具和小五金等行業(yè)就開始使用沖床、壓力機(jī)等簡易機(jī)械設(shè)備及相應(yīng)的模具加工產(chǎn)品的毛坯或某些零部件，其中的“刀口模子”專門用于落料、沖孔，“塢工模子”可用于金屬拉伸。由于生產(chǎn)力較為低下，技術(shù)水平不夠．當(dāng)時(shí)各廠使用的沖壓設(shè)備功率都不大，甚至大多還是手扳腳踏。模具加工業(yè)以手工為主，故而模具的精度不高，損壞率大。直到20世紀(jì)40年代初，出現(xiàn)水壓機(jī)冷沖模具。50年代公私合營后．增添了磨床、銑床和鋸床等設(shè)備，又配上硬度計(jì)、外徑內(nèi)徑測定器和塊規(guī)等較為精密的測量設(shè)備，冷沖模具的精度得以提高。六七十年代，隨著產(chǎn)品生產(chǎn)大量使用沖壓機(jī)床，冷沖模具已從原來單沖落料、單沖孔模具發(fā)展為落料、沖孔復(fù)合模。同時(shí)由于冷沖模架標(biāo)準(zhǔn)件的出現(xiàn)，使模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式多樣化，精度也由此提高。與此同時(shí)．隨著熱處理技術(shù)的進(jìn)步和檢測手段的完善，冷沖模具使用壽命提高5～7倍。這一時(shí)期．還由于成型磨削、電脈沖和線切割機(jī)等機(jī)床相繼使用，又采用硬質(zhì)合金為模具材料，冷沖模具的制作工藝有了新的發(fā)展。設(shè)計(jì)人員改進(jìn)制模工藝，具有自動送料、自動理片和接料裝置的復(fù)合模具大量問世?？磕ｃ姶惨M(jìn)后，用石膏、術(shù)模或?qū)嵨锛纯煞瞥鱿嗤螤畹哪Ｐ?，使?fù)合托深模具的制作方便了許多，確保了精度。70年代以后，使用斜度線切割機(jī)加工冷沖模具．其凸模(沖頭)和凹?？上却慊鹛幚碓偾懈钛b配，取代了原來冷沖模具制作需要熱處理一裝配一變形修正的繁瑣工藝，模具的精度可達(dá)到0．01ram?？梢哉f這段時(shí)間我國的模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展日新月異。二、冷沖模具工業(yè)的現(xiàn)狀到了21世紀(jì)．隨著計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步．CAD／CAE／CAM技術(shù)日臻成熟，其現(xiàn)代模具中的應(yīng)用越來越廣泛。目前我國沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國民經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比，仍具有較大的差異，一些大型、精密、復(fù)雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進(jìn)口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具。目前仍主要依靠進(jìn)口。而一些低檔次的簡單沖模，則已供過于求，市場競爭非常激烈。根據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2009年中國模具進(jìn)出口總額為38．07億美元，比上年下降3．03％。其中進(jìn)口總額為19．64億美元，同比減少2％；出口總額為18．43億美元，同比減少4．1l％。按模具種類分．進(jìn)出口最高的仍是塑料橡膠模具，分別占了進(jìn)出口額的50．12％和70．26％；其次是沖壓模具，分別占了進(jìn)出口額的42．42％和22．07％。按進(jìn)口貨源地分，進(jìn)口模具主要來自日本、韓國、德國，其次是中國臺灣、美國、加拿大、意大利、新加坡、丹麥和法國；按出口目的地分，中國出口模具的市場主要是香港、美國和日本．其次是德國、印度、中國臺灣、法國、巴西、韓國和越南；按出口貨源地分，出口模具主要來自廣東、浙江和江蘇。從進(jìn)出口模具價(jià)格方面分析．2009年出口沖壓模具平均每噸價(jià)8894．5美元．比上年上升13．5％；出口塑料橡膠模具平均每套價(jià)963美元，比上年上升15．6％。如果與進(jìn)口價(jià)相比較，沖壓模具平均每噸進(jìn)出口之比為1．8：1；塑料橡膠模具平均每套進(jìn)出口之比為2．5：l。與上年相比，差距明顯縮小。中國模具工業(yè)協(xié)會的分析指出，從上述價(jià)格可看出，中國出El模具的技術(shù)含量和附加值比上年又有了上升，與進(jìn)口模具相比，技術(shù)和價(jià)格差距也在不斷縮小，充分體現(xiàn)出了2009年中國模具產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。三、冷沖模具的發(fā)展方向發(fā)展模具工業(yè)的關(guān)鍵是制造模具的技術(shù)、相關(guān)人才以及模具材料。模具技術(shù)的發(fā)展是模具工業(yè)發(fā)展最關(guān)鍵的—個(gè)因素，其發(fā)展方向應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”和“價(jià)格低”的要求服務(wù)。為此，急需發(fā)展如下幾項(xiàng)：1．全面推廣模具CAD／CAM／CAE技術(shù)：隨著微機(jī)軟件發(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)需要加大CAD／CAM技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度，同時(shí)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)展可以促進(jìn)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，實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源重新整合。使虛擬制造成為可能。2．模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)：高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)具備從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，這樣可以大大縮短模具研制制造周期。將快速掃描系統(tǒng)安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，可以實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(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”。3．電火花加工：電火花加工(EDM)雖然已受到高速銑削的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，但其固有特性和獨(dú)特的加工方法是高速銑削所不能完全替代的。例如對模具的復(fù)雜型面、深窄小型腔、尖角、窄縫、溝槽、深坑等處的加工，EDM有其無可比擬的優(yōu)點(diǎn)。復(fù)雜、精密小型腔及微細(xì)型腔和去除刀痕、完成尖角、窄縫、溝槽、深坑加工及花紋加工等，將是今后EDM應(yīng)用的重點(diǎn)。為了在模具加工中進(jìn)一步發(fā)揮其獨(dú)特的作用，今后將不斷提高EDM的效率、自動化程度、加工的表面完整性和設(shè)備的精密化和大型化，作為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，綠色EDM新技術(shù)是未來重要發(fā)展趨勢。4．優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù)：選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。5．模具研磨拋光將自動化、智能化：模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢。6. 模具的失效原因有很多．材料方面的原因占較大的比重，據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，因選材和用材不當(dāng)，致使模具過早失效。大約占失效模具的45％以上。另一方面，在整個(gè)模具價(jià)格構(gòu)成中，材料所占比重不大。一般在20％一30％。因此，十分有必要選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用表面處理技術(shù)來提高模具的壽命。模具用鋼要采用電渣重熔工藝。如采用粉末冶金工藝制造的粉末高速鋼等。目前，模具鋼品種規(guī)格多樣化、產(chǎn)品精細(xì)化、制品化，盡量縮短供貨時(shí)間亦是模具行業(yè)的重要發(fā)展趨勢。7. 沖壓模具是沖壓牛產(chǎn)中的重要工藝設(shè)備，是提高產(chǎn)品質(zhì)量、節(jié)約原材料、體現(xiàn)模制品技術(shù)經(jīng)濟(jì)性的有效手段。一副沖模從設(shè)計(jì)、機(jī)械加工、裝配、調(diào)整到安裝使用，工序多，刷期長，加工費(fèi)用高。因此，對于沖模除了要求生產(chǎn)效牢高、所沖出零件完全符合質(zhì)量要求和技術(shù)條件外，沖模的使用壽命也是非常重要的。但由于模具材料、機(jī)械加工等一系列內(nèi)外因素的影響，企業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常導(dǎo)致模具過早失效而報(bào)廢，造成浪費(fèi)并可能影響到倉業(yè)的正常生產(chǎn)。實(shí)際生產(chǎn)中沖模的失效現(xiàn)象相當(dāng)頻繁，沖模消耗量大。沖模的失效形式主要有三種: （1）．磨損失效（2）．變形失效（3）．脆裂失效。分析沖模失效原因，采用各種有效措施防止沖模早期失效，可大大提高沖模使用壽命。8. 合理設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)沖模結(jié)構(gòu)是影響沖模耐用度的關(guān)鍵，結(jié)構(gòu)不合理容易造成剛性差和壁厚分布不均勻，以及表面缺陷(如表面氧化、脫碳、裂痕、疤痕)都會影響模具材料的性能，造成沖模的早期失效。模具設(shè)計(jì)的原則是保證有足夠的強(qiáng)度、剛度、同心度、對中性和合理的沖裁間隙，并減少應(yīng)力集中，以保證由模具生產(chǎn)出來零件符合設(shè)計(jì)要求。因此對模具的主要工作零作(如沖模的凸、凹模)要求其導(dǎo)向精度和同心度高。在沖裁模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)中，凸凹模間隙的合理選取，是保證模具正常工作、延長模具壽命的一個(gè)關(guān)鍵因素。理想的間隙應(yīng)該是板料沖裁斷裂時(shí)，凸凹模刃口邊所產(chǎn)生的裂紋在一條直線上，否則沖片邊緣將出現(xiàn)不允許的毛刺，使得刃口粘結(jié)嚴(yán)重，磨損加快，進(jìn)而影響模具的壽命。對于沖裁模具有研究表明：在保證沖裁工件質(zhì)量的前提下，沖裁模具應(yīng)盡可能選用較大的沖裁間隙，以降低沖裁力，減小模具的磨損從而能提高模具使用壽命。某廠電機(jī)定、轉(zhuǎn)子片為0．5mm的硅鋼片，手冊推薦的間隙為0．0 4～O．07ram，約為材料厚度的8％～14％。按照這個(gè)間隙，沖出的定、轉(zhuǎn)子片毛刺雖能控制在規(guī)定范圍內(nèi)。但由于間隙偏小，使得凸模與被沖的孔之間、凹模與落料之間的摩擦嚴(yán)重，造成凸模和凹模側(cè)壁產(chǎn)生粘結(jié)，致使模具壽命下降。為提高沖片質(zhì)量，延長模具壽命，該廠根據(jù)國內(nèi)外資料信息，在實(shí)踐中對模具間隙做了試驗(yàn)摸索，證明間隙值為0．09～O．1 1 mm最為合適。提高模具加工工藝要重視模具鋼坯的鍛造工藝，消除帶狀和網(wǎng)狀碳化物分布，使流線和沖擊力方向垂直。鍛造時(shí)為了充分打碎坯料中的碳化物，使其呈彌散狀均勻分布，應(yīng)采用高鍛比變向鐓拔的方法。在模具制造加工過程中，必須嚴(yán)格保證模具的尺寸形狀精度，避免留下機(jī)加工刀痕；過渡部分要平滑，不能有微小缺陷，防止使用過程中出現(xiàn)應(yīng)力集中裂紋。電加工及磨削加工后應(yīng)進(jìn)行回火，以消除加工應(yīng)力。拉深模具的最后拋光工序操作方向應(yīng)和坯料金屬流動的方向一致， 凹模型腔應(yīng)縱向往復(fù)而不是圓周運(yùn)動拋光。拋光時(shí)應(yīng)注意冷卻，防止過熱使模具硬度下降。沖模刃口多采用線切割加工。由于線切割加工的熱效應(yīng)和電解作用，使模具加工表面產(chǎn)生一定厚度的變質(zhì)層，造成表面硬度降低，出現(xiàn)顯微裂紋等，致使線切割加工的沖模易發(fā)生早期磨損，直接影響模具沖裁間隙的保持及刃口容易崩刃，縮短模具使用壽命。因此，在線切割加工中應(yīng)選擇合理的電規(guī)準(zhǔn)，盡量減少變質(zhì)層深度。沖模的加工精度對沖模的耐用度影響很大。如在沖裁模中由于裝配間隙不均勻，在剪切力作用下常會使凹?？袎亩绊憶_模壽命。同時(shí)，沖模表面光潔度過低，也會使沖模的耐用度降低。因此，在加工時(shí)必須要對孔距大小、裝配時(shí)凸模對固定板支撐面的垂直度、沖模間距的均勻和導(dǎo)套、導(dǎo)柱的導(dǎo)向精度等級給于充分注意。制造與裝配精度越高及工作部分表面粗糙度等級越高，沖模的耐用度就越高。四、沖壓模具結(jié)構(gòu)的安全技術(shù)措施沖壓是一種生產(chǎn)率高、操作簡便、制件尺寸穩(wěn)定、精度高、互換性好的少無切削的加工方法。由于其在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上的特別之處，因而在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中占有十分重要的地位。然而，沖壓加工也是一種很容易發(fā)生安全事故的生產(chǎn)方式，在沖壓生產(chǎn)中所發(fā)生的人身事故遠(yuǎn)比其他機(jī)械加工中發(fā)生的人身事故多(據(jù)國外有關(guān)資料介紹，在沖床上出現(xiàn)的人身事故比一般機(jī)械行業(yè)高3倍)。目前，一些企業(yè)(特別是中小型企業(yè))在利用沖壓方法加工生產(chǎn)時(shí)，仍舊沿用著用手直接在模腔內(nèi)裝取零件的手