冲压模具设计中对机械运动的控制和运用

佟天庆 苏学明

摘 要：模具设计的指令直接关系到企业的生产效益以及现代社会的建设发展质量，冲压工艺在近些年已经得到了长足的发展，但是冲压过程中的机械运动控制与运用仍然对冲压件的质量有着较大的影响，这就要求生产者能够深入分析冲压模具设计中涉及到的机械运动，了解其控制与运用的具体办法，从而灵活控制和运用模具设计过程中对机械运动，以便能够结合结构设计和力学设计的特点冲压出精度更高的工件。

关键词：冲压模具设计;机械运动;控制和运用

1机械运动概述

借助冲压模具以及设备对各类型坯料或是板料施加一定压力，使其产生变形或是分离等变化，进而得到规定性能、尺寸、形状以及性能的零件即为冲压。在一些生产中，基本上会运用立式冲床，因此冲压过程基本上为上下运动状态，另外，在冲压过程中，板料以及模具中相关结构为相互运动。一般接卸运动涵盖滚动、滑动以及转动等运动形式，其均是在冲压作业中形成等，由于不同运动形式的特点存在差异，因此，会对冲压过程产生不同的影响效果。为了使模具设计与相关要求相符，在设计环节中，需要对其相应的机械运动概述进行有效控制，并进行科学的应用。对于冲压过程，主要是以上下运动形式为主，因此，在设计应该将上下运动转变为水平运动形式，进而实现稳定设计。在设计中根据具体情况合理运用机械运动，以满足产品要求。同时，设计中旋切以及转销结构等特殊结构，其结构相对复杂、成本较高，要想完全满足产品要求，需要对其运动形式进行合理的转化。

2不同冲压模具设计中对机械运动的控制和运用

2.1冲裁模具

在冲裁模具的设计过程中，其机械运动过程较为简单，首先就是要通过运动让卸料板与板料紧密贴合，之后让凸模移动到板料处并一直下降，直到切入凹模。之后的相对运动会将板料进行分离，凸、凹模分离后就完成了工件的加工，卸料板会发挥作用将凸模上的工件取下来，完成冲裁运动。在以上整个运动过程中可以发现，卸料板在其中起着重要的作用，卸料板的运行也直接会关系到冲裁模具设计的质量，因此要严格保障压料力的达标，防止冲裁件的切斷面变得粗糙而影响其使用性能。目前，在冲裁模具的设计过程中还存在人工操作的方式来分离废料，严重降低了工作效率，因此，可以利用对限位块来推出多余的废料，杜绝人工操作带来的弊端，也节省了人工成本。

2.2弯曲模具

弯曲模具的设计工艺与前文中所说的冲载工艺类似，前期都是先通过运动让卸料板与板料紧密贴合，之后让凸模移动到板料处并一直下降，直到切入凹模。这单各部件运动后会将板料变弯，凸、凹模分离后凹模上的杆件将弯曲边推出，弯曲运动结束。从以上整个运动过程中可以看出，卸料板及顶杆的相对运动是弯曲运动中较为重要的环节，其中卸料板的运动直接关系到弯曲的质量，比如压料力不足就会导致工件尺寸出现问题，因此需要保证卸料板与板料的紧密贴合，控制好顶杆力的参数，这样才能够顺利取到弯曲件，并保证其合格率。如果生产得到弯曲件精度较高，对顶杆和卸料板的正常运动要求则更高。

在弯曲模具的设计生产中不可避免会出现工件弯曲形状不规则、弯曲后脱落比较困难等方面的问题，这会导致其脱落时偏离正常的运行方式，因此在实际生产中可以利用斜楔结构或转销结构来提高工件生产质量，其中斜楔结构能够完成90度以内以及回钩形式的弯曲，而转销结构则是能够完成圆筒件的一次成型，其应用效果较为显著。再者，如果某些材料在弯曲时会出现毛屑，比如类似电脑软驱外壳的外壳件，这种材料在弯曲中可能会导致材料的镀锌层持续脱落，这时候就可以将弯曲冲头镀钛，会使得电脑软驱外壳件的耐磨性和光洁度都得到提升。或者是通过在弯曲冲头圆角出加上滚轴的方式将弯头与板料的滑动转变为一种滚动的运动方式，这也能够对工件起到保护效果。

2.3拉深模具

拉深工艺是一种常用的工艺，其主要为卸料板与板料进行充分接触，并进行压实处理，另外，进行凸模下降，使其与板料进行分接触，之后进行凹模和凸模的对接。凹模、凸模以及板料，在这一过程中会进行互相运动，进而保证板料产生变形，然而将凹模与凸模分离，此时完全成型的工件会被凹模滑块推出，实现拉深工艺处理。对于拉深运动，滑块与卸料板属于重要部件，要想充分提高拉深工件质量，需要对卸料板运动进行合理操作。若是压料力出现不足问题时，则会使拉深件产生开裂或是起皱等问题。若是凹模滑块压力不足，则会导致拉深件的地面平整度受到一定影响。在开展拉深模具设计工作时，需要保证其材料外观一致，为工序正常开展提供保障。另外，其设计成果应该使人们可以看到直观的效果，确保下次工作可以稳定开展。同时，对于在进行装饰品或是日用品的拉深处理中，需要进行卷边工序，并且在进行模具设计时，滚轴结构得到广泛应用。在具体设计中，还要做到精心设计，尤其在处理旋切结构时，需要充分利用旋转运动开展修边处理，保证切边的精度以及尺寸等均满足要求，还可以确保切边毛刺以及冲切纹路。

2.4连续模具

连续模具的主要工作是设计冲压工具和连续制造超过2个冲压工具的模具设计，连续模具的设计过程中往往需要通过逐渐提升冲压速度而达到提升模具生产效率的目的。冲压模具的加工由于模具性能的复杂会有着一定的加工难度，因此在连续模具的设计中也可分为多个高效的冲压生产过程来提高其生产效率。

2.5冲压成型CAE技术

冲压成型CAE技术是冲压模具设计和制造过程中最常见的一种数字化技术，依据冲压模具成型物理规律以及计算机输出模具和板料之间的作用，观察板料成型的过程。目前，国内能够提供冲压成型CAE技术的系统软件为Auto-Form/PAMSTAMP，该软件能够观察和输出板料成形过程中的各项数据，能够全面收集分析板料厚度变化、流动形式以及起皱等数据，形成模拟结果。这种功能能够在冲压模具设计阶段就分析预推出冲压模具的相关信息，包括成型和制造工艺等。冲压成型CAE技术能够减少冲压模具设计与制造时间，也能对冲压模具的设计进行功能性评估和预算。

2.6构建数字化管理体系

数字化技术能够应用在冲压模具设计各个环节中，而在使用中也促进数字化管理体系建设;数字化管理体系能够优化冲压模具设计和制造流程，管理和共享冲压模具的各种知识和数据，还能够建立企业专属的冲压模具设计与制造的专属核心技术。

2.7冲压模具设计与制造的项目管理

在冲压模具设计与制造的项目管理中，利用数字化技术建立冲压模具项目管理平台，同时实时监控多个技术环节，在平台上能够实现订单管理、技术生产和物资跟踪等工作，也能完成冲压模具设计、制造、质量控制等操作，实现操作一体化，大幅度提升项目管理的效率。

总之，在开展冲压作业时，存在一定机械运动，而不同的机械运动对冲压工艺以及冲压件质量产生不同影响，因此需要结合冲压工艺基本运动加以分析，并积极进行创新，对机械运动合理运用以及控制。进而时冲压模具设计水平得到有效提升，为冲压件质量提供保障，促使我国工业制造能力得到提升。

参考文献：

[1]王昌福.浅谈数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用[J].南方农机，2018，（9）：207-208.

[2]许铁涛，郭迎春，宗珂，等.数字化技术在冲压模具设计与制造中的应用[J].现代制造技术与装备，2018，（2）：57-58.

[3]陶李.冲压模具设计和制造中的数字化技术应用研究[J].山东工业技术，2017，（12）：11.

[4]陈鹏.基于数字化技术的模具设计与制造研究[J].自动化与仪器仪表，2017，（5）：93-95.