试析冲压模具设计中机械运动的管控

曹学锋+任佳勋+张红锐+郭向飞

摘 要：文章从冲压工艺学的基本原理出发，探究冲压模具设计中对机械运动的控制和运用，并对机械运动的基本原理进行简单介绍，然后分析冲压、弯曲等施工工艺的运动机理，以及模具设计中应该重点控制的内容。最后，对产品工艺运动的方法进行了总结，为冲压模具设计中机械运动的控制和运用提供了一些经验。

关键词：冲压模具设计；控制；机械运动；运用

1 冲压过程中机械运动的概述

冲压是模具设计中的一个极为重要的环节。冲压的具体概念是通过设备和模具的双方面压力，使各种规格、型号的材料彼此分离或者产生形变，通过这种材料再生产的方法生产出不同规格的符合生产要求的材料。冲床，更具体的说是立式冲床，是进行冲压工艺的主要机器，立式冲床运作时一般只进行上下运动，这也意味着冲压工序也是上下运行的。为保证细小零件的精确性，进行冲压时一定不能忽略板料和模具两者间的摩擦运动。在整个冲压工作进行时，最为重要的是机械运动，它运动的尺度大小对所生产的零件质量有着最直接的影响。

以物理逻辑对机械运动进行分析，这种运动重要包括滑动、转动和滚动三种最本质的运动形式。这三种机械运动有着最本质的区别，对冲压的影响也大有不同。并且，冲压过程中，一般不会只采取一种运动方式，而不一样的组合也会影响冲压工作。所以，我们一定要选择合适的机械运动形式，保持模具与预先设计的一致性，保证生产产品的品质。综合上面几点论述，可以得出机械运动对冲压质量有着至关重要影响的结论。以下是对冲压工作的简单剖析。

上面的叙述中已经提到，冲压工作受冲压机床的影响主要进行上下运动。但是，模具设计中不会只靠上下运动来完成，还可能会牵涉到转销结构、旋切结构等，即机械的水平运动。为保证模具能够高效完成机械运动，就需要把机床的上下运动转变为水平运动。这些问题的存在为模具设计增加了更高的难度，也提高了企业生产的成本，但是，完成冲压过程中水平运动又是必须的。这就要求企业管理者设计科学合理的解决方案以应对这些问题，实现模具设计过程中机械运动的有效控制。以下几段针对机械运动的控制和运用进行了深入的分析研究。

2 冲裁模具中机械运动的控制和运用

模具设计中的重要一环是模具冲裁，模具冲裁又需要良好的冲裁工艺的保证。其基本工作步骤是把料板和卸料板压牢固定后再进一步的加工。在冲裁模具时，需要使凸模和板料贴合后放入凹模，三者之间会有一定的摩擦运动，使板料和模具互相分开，然后凸模上的卸料板废料会掉下，模具冲裁大致完毕。冲裁过程中，控制卸料板的运动尤为重要。控制的关键是先使卸料板与凸模接触，然后再与板料接触，严格按照这一先后顺序进行。冲裁时保证充分的压力可以有效提高切断面的质量，还能使尺寸更为精确，大大延长模具的工作年限。一般采用的设计冲裁模具的方法有一定的弊端，即在冲裁完毕后废料和工件无法分开，需要人力去分离，这严重的影响了工作效率。为保证工件质量，会根据具体情况在卸料板上增加限位块，这样，在落料冲孔运动完成之后，工件会自动从凹模出来，然后再使用限位块将废料进行推出。对于某较小部分有很大突起的冲压件，为保证施工过程顺利进行，可以在卸料板适当加大凸模和弹簧力，以减少工件之间的时间延误，在合乎模具设计规范的前提下尽可能的提高生产效率。有些模具上存在许多冲孔，这就需要更大的压力来保证模具的精度，最简单有效的方法是选用长短不一的冲头，使冲孔进行时可以有时间间隔，还能够减小冲裁力，使工件能够高质量的顺利完成。

3 弯曲模具中机械运动的控制和运用

对于弯曲模具而言，其加工工艺主要是先使板料和卸料板相互接触并且压实，然后再让凸模和板料接触，要达到这一目的，凸模下降即可。在接触后还要让其进入到凹模口，然后再使凸、凹模及板料进行相对运动，板料在相对运动下就会发生弯曲和变形，然后再让凸凹模分离开来，弯曲凹模的顶杆会将变曲边推出，这样就完成了整个的弯曲运动。在这个过程中，顶杆和卸料板的相对运动至关重要，和上述的冲裁运动一样，在整个过程中要严格控制卸料板的运动。其方法是，先让其和板料接触之后，再让凸模和板料接触，压料的压力要足够，才能保证弯曲件的尺寸和精度。如果顺序发生改变，就会使得弯曲件的精度和尺寸受到明显的影响，弯曲件也极有可能出现过度的变形，严重时会使弯曲件偏离设计的要求。另外，在这个过程中，要控制好顶杆的力量，这样就会使弯曲件能够顺利从模具中推出而不发生过大的变形，生产效率也可以得到有效地保证。有些弯曲件的精确度要求比较高，因此必须保证进行弯曲运动时有一个运动死点。所谓运动死点，简单说来就是结构件运行时碰到这个点必须停止运转。对于装有特殊开关的弯曲件，要根据实际情况采取特殊的处理方式。例如：可以斜楔结构来帮助弯曲件完成度数小于直角的弯曲，为了提高弯曲件的精度，还可以采用转销结构辅助成型，最终达到弯曲件的顺利成型。对于壳件弯曲件如我们最熟悉的电脑外壳，其弯曲边一般会很长，切忌在冲压过程中出现滑动，一旦滑动便会使外壳的镀锌层掉落，极大的影响了工件质量。因此，我们一般使用镀钛的弯曲冲头，以最好的保证弯曲件的表面光滑程度。

4 拉深模具中机械运动的控制和运用

拉深工艺的基本运动是卸料板先与板料接触并压牢，凸模下降至与板料接触，并继续下降，进入凹模，凸、凹模及板料产生相对运动，致使板料体积成形，然后凸、凹模分开，凹模滑块把工件推出，完成拉深运动。卸料板和滑块的运动非常关键。只有精确掌控卸料板的运动，才能很好的保证拉深件的质量。一般要让卸料板与板料先接触，然后再考虑凸模，还需要保证充分的压料力，以保证拉深件的平整和完整。也应给予凹模滑块充分的压力，这样可以使拉深件底面平整。拉深复合模设计合理，可以很好地控制结构件的运动过程，达到多工序组合的目的。例如典型的落料拉深切边冲孔复合模具的设计。另外，有些装饰品和日用品的拉深件需要有卷边工序，模具设计中也用到了滚轴结构，所以，在卷边过程中滚动的摩擦力非常小，不容易擦伤工件表面。对于拉深结构件如马达中的旋转结构来说，它们对于跳动高度、切边高度等要求较高。所以，在进行模具设计时必须足够细心，最需要注意的是旋切结构，一般我们会使用旋转运动修边，以最高效的保证切边的精确尺寸，不仅如此，还能保证切边光滑及内部纹路美观。并且，这种旋切结构结合实际工作进行过一定的改进，操作已经相当便捷，在连续拉深模具工艺中已得到极为广泛的应用。

5 结束语

综合文章论述，冲压工艺模具的差别和不同的设计都会影响机械运动。因此在模具设计工作中，必须对模具的力学设计和结构给予充分的重视，以保证工件精度。工件的质量受到模具设计的直接影响，冲压质量又与机械运动密切相关，这些因素都会影响模具的质量。此外，在进行机械运动控制时，要考虑到不同工艺的模具达到产品需求需要不同的条件，需要进行不同的控制，还要在控制过程中不断引进创新性工艺。做到以上这些，才能实现模具设计过程中对机械运动的灵活控制和运用。

参考文献

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