0 引言

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。冲压模具是在冷冲压加工中将材料加工成零件的一种特殊工艺装备，随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经逐渐认识到产品质量、成本和新产品的开发的重要性，而冲压模具制造是整个链条中最基础因素之一。汽车冲压模具工业的快速发展及冲压模具制造技术已成为衡量各国产品制造水平和发展程度的重要标志之一，备受业内专业人士的广泛关注。模具行业发展及行业整体的技术水平的提升，必将推动我国模具行业向着高端化、精密化、大型化、复杂化发展。现就冲压模具的分类、制造技术及发展趋势进行简要地论述。

1 冲压模具分类

冲压模具可根据工艺性质、工序组合程度、产品的加工方法进行分类，具体分类如下。

1 . 1 按工艺性质分类

按工艺性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模、铆合模。

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。

1 . 2 按工序组合程度分类

按工序组合的程度可分为单工序模、复合模、级进模、传递模。

a . 单工序模。在压力机的一次行程中只完成一道冲压工序的模具。

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。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，可以较大程度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。

1 . 3 按产品的加工方法分类

按产品的加工方法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、精度及生产量的多少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。

c . 抽制模具。抽制模具是将平面毛胚制成有底无缝容器。

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。

2 冲压模具制造技术

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。模具先进制造技术的发展主要体现在高速铣削加工、电火花铣削加工、慢走丝线切割、磨削及抛光加工、数控测量等技术。

2 . 1 高速铣削加工

普通铣削加工采用低进给速度和大切削参数，而高速铣削加工则采用高进给速度和小切削参数，高速铣削加工相对于普通铣削加工具有高效、高精度、高的表面质量、可加工高硬材料等特点。

a . 高效。高速铣削的主轴转速一般为 1 5 0 0 0 ~ 40 0 0 0 r / m i n ，最高可达 1 0 0 0 0 0 r / m i n 。在切削钢材时，其切削速度约为 4 0 0 m / m i n ，比传统的铣削加工高 5 ~ 1 0 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。

 b . 高精度。高速铣削加工精度一般为 1 0 μ m 。

 c . 高的表面质量。由于高速铣削时工件温升较小（约为 3 ° C ），故表面没有变质层及微裂纹，热变形也较小。最好的表面粗糙度 R a 小于 1 μ m ，减少了后续磨削及抛光工作量。

d . 可加工高硬材料。可铣削 5 0 ~ 5 4 H R C 的钢材，铣削的最高硬度可达 6 0 H R C 。

2 . 2 电火花铣削加工

电火花铣削加工是电火花加工技术的重大发展，是一种替代传统用成型电极加工模具型腔的新技术。同数控铣削加工一样，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。

2 . 3 慢走丝线切割技术

数控慢走丝线切割技术发展已有较高水平，功能也比较完善，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 3 0 0 m m ² / m i n ，加工精度可达到正负 1 . 5 μ m ，加工表面粗糙度为 R a 为 0 . 1 ~ 0 . 2 μ m 。直径为 0 . 0 3 - 0 . 1 m m 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 0 . 0 4 m m 的窄槽及半径 0 . 0 2 m m 内圆角的切割加工。锥度切割技术已能进行 3 0 ° 以上锥度的精密加工。

2 . 4 磨削及抛光加工技术

磨削及抛光加工由于具有精度高、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。

2 . 5 数控测量

产品结构的复杂性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。

3 发展现状及技术趋势

3 . 1 发展现状

随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量在不断增长。模具工业一直以 1 5 % 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。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 P D X 软件，并陆续开始使用 P r o / E 、P D X 、U G N X 、N X P r o g r e s s i v e D i e  D e s i g n 、I - D E A S 、E u c l i d - I S 、L o g o p r e s s 3 、3 D Q u i c k P r e s s 、 M o l d W o r k s 和 T o p s o l i d P r o g r e s s 等国际通用软件，个别厂家还引进了 M o l d f l o w 、C - F l o w 、D Y N A F O R M 、 O p t r i s 和 M A G M A  S O F T 等 C A E 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较大进步，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。此外，许多研究机构和大专院校也开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具 C A D / C A E / C A M 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。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 K M A S 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C A D / C A E / C A M 软件，上海交通大学模具 C A D 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 C A D 软件等在国内模具行业均拥有较多的用户。虽然我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。如精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低；C A D / C A E / C A M 技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。

3 . 2 未来发展趋势

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。

a . C A D / C A M / C A E 技术的全面推广。模具 C A D /C A M / C A E 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 C A D / C A M / C A E 技术的条件已基本成熟，各企业将加大 C A D / C A M 技术培训和技术服务的力度; 进一步扩大 C A E 技术的应用范围。计算机和网络的发展使 C A D / C A M / C A E 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。

b . 高速铣削加工的应用。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。另外，还可加工高硬度模块，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。并已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。

c . 模具扫描及数字化系统应用。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，大大缩短了模具的再研制制造周期。部分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 C A D 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，相信在未来的发展中将发挥更大的作用。

d. 电火花铣削加工技术应用。电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是用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。

e . 模具标准化程度的提高。我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到 3 0 % 左右，国外发达国家一般为 8 0 % 左右。

f . 优质材料及先进表面处理技术。选用优质钢材和应用适当的表面处理技术来提高模具的寿命是十分必要。模具热处理和表面处理是能否充分发挥模具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；模具表面处理应发展工艺先进的气相沉积（T i N 、T i C 等）、等离子喷涂等技术。

g . 模具研磨抛光将实现自动化、智能化。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。

h . 模具自动加工系统的快速发展。此发展应是我国模具行业长远发展的目标。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。

4 结束语

我国汽车工业的快速发展极大地带动了汽车模具行业的发展。由于汽车模具是技术型产品和典型的定制产品，尤其是汽车覆盖件模具具有较高的技术含量。为了适应用户对模具制造的高精度、短交货期、低成本的迫切要求，模具产除了要继续提高生产能力，广泛应用现代先进制造技术加速模具工业的技术进步，满足不同行业对模具这一基础工艺装备的迫切需要外，还要重视行业内部结构的调整和技术发展水平的提高，以实现模具企业向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营化的方向发展，以实现我国模具工业的跨越式发展。