沖壓模具工藝運動控制技巧研究

摘 要：本篇文章闡述了在沖壓過程中各種沖壓工藝的基本運動機理，為了實現特定的運動要求，我們要使用不同種類模具中結構設計的結果以及力學設計的結果，而對沖壓模具各種工藝運動的嚴格控制，將最終決定能否實現沖壓工藝所需的基本運動，直接影響著沖壓件成品的最后品質，這對一個生產流程起著非常重要的作用。

關鍵詞：沖壓模具 運動形式 控制 機械運動

中圖分類號：TG385.2 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（b）-0090-01

隨著科學技術的飛速發展和市場經濟競爭的日益加劇，數控技術、伺服技術，運動元件的極速發展以及數控沖壓模具快速成形技術的日益發展和完善，已使得現代的裝備制造企業實現了自動上、下料，模具庫可外置且可以自動轉換模具等技術，且已應用于模具的沖壓件的生產之中。這就使得生產制造企業必須嚴格控制各沖壓模具過程中的各項基本運動，否則將直接影響沖壓器件的質量，同時在保證質量的同時還要根據具體情況靈活運用各種機械運動，并且不斷開拓新思路和新想法。

1 沖壓和機械運動的關系

所謂的沖壓就是利用模具和沖壓設備對各種不同規格的板料或坯料施加壓力，使其改變形狀或自然分開，進一步得到所需的形狀、尺寸和性能的零件。而各種機械運動在沖壓的過程中是貫穿始終的。機機械運動有三種運動形式即滑動、轉動和滾動，不同的運動形式對沖壓的影響也不相同。沖壓的過種就是上下運動，以及模具與板料、模具與模具間的不同結構件之間的互相運動，都影響著沖壓件的最終品質。

2 沖壓工藝運動形式及特點

2.1 沖裁工藝

沖裁工藝的基本運動就是先將卸料板與板料相接觸并且加壓牢固，再將凸模下降直至與板料接觸再下降進入凹模，凸、凹模及板料之間的相對運動會使板料分離，再使凸、凹模分開，最后卸料板把所制工件或廢料再從凸模上推下去，這就完成了一次沖裁運動。其中卸料板的運動是至關重要的要嚴格控制，必須在凸模與板料接觸之前，并且要保證足夠的壓料力，這樣才能保證沖裁的質量，否則會出現質量差、精度低、使用壽命短的沖裁件。如果按常規的方法設計落料沖孔模具，將導致沖壓后的工件與廢料難以分開，這就需要在凸、凹模卸料板上增加一定的凸出限位塊，以保證落料沖孔運動的完成。

如何在沖壓過程中縮短工時，減少工步，為企業節約生產成本，需要針對不同的沖壓件進行具體問題具體分析，不能盲目進行生產。如對那些各別部位有凸起的較在的沖壓件來說，可以在落料沖孔模的凹模卸料板上增加壓型凸模，與些同時加大彈簧力，以使材料在卸料板上壓型凸模與板料接觸之前完成變形壓型的目的，再往下進行落料沖孔運動。而針對那些沖孔數量較多的沖孔模具，如果盲目增加沖壓力則對沖壓生產不利，以至于沒有足夠噸位的沖床可用，這時就需要用不同長度的兩批至四批的沖頭來完沖孔運動，并且控制好這些運動的進行時間，才能沖裁力減小到一定效果。

2.2 拉深工藝

拉深工藝的基本運動就是卸料板與板料先接觸壓牢，凸模下降與板料相接觸，然后凸模繼續下降并進入凹模，這樣凸、凹模及板料之間就會產生相對運動，致使板料發生塑性變形這時凸、凹模再分開，凹模托板把工件推出就完成了一次拉深運動。卸料板和托板的運動是保證拉深件質量的關鍵所在，因此我們要嚴格控制卸料板的運動，使其一定要在凸模與板料接觸之前進行，而且要保證足夠大的壓料力才行，否則生產出來的拉深件就容易裂開起皺，另外為保證拉深件底部的平整度還要確保凹模托板有足夠大的壓力才能達到目的。可見只有拉深模具的合理設計才能很好控制結構件的運動過程，以達到多種工序多種運動合理組合的目的。

在這里值得一提的就是落料拉深切邊沖孔復合模具的設計。對于那些拉深件需要有卷邊（或滾邊）的工序，在模具的設計中就用到了滾軸結構，這就減小了滾動的摩擦力，避免工件表面被劃傷，因些這項工藝被廣泛應用于裝飾品和日用品生產當中。另外對于那些在馬達中旋轉的結構件，利用旋轉（切）運動修邊既保證了切邊尺寸的精度，又保證了切邊的高度和跳動度，就連切邊的毛刺和紋路也很美觀。改良后的旋切結構已經廣泛運用于模具加工制作和連續拉深模具之中。

2.3 彎曲工藝

彎曲工藝的基本運動就是指卸料板與板料先接觸并壓緊，凸模下降并與板料相接觸，再下降進入凹模，凸、凹模及板料之間產生的相對運動，致使板料變形彎曲，而后凸模與凹模分開，彎曲凹模上的頂桿（或頂板）把彎曲邊推出，這樣就完成了一次彎曲運動。保證彎曲的質量或生產效率的關鍵在于卸料板及頂桿的運動，因些我們要控制好制卸料板的運動，使其在凸模與板料接觸之前就與板料接觸，另外還要有足夠的壓料力，否則就會出現尺寸精度差、平面度不良的彎曲件，同時為了確保彎曲件不易變形，則要保證頂桿力足夠大才能使它順利地把彎曲件推出，要不然就生產效率就會降低。

對于那些彎曲形狀奇特或彎曲后不能按正常方式從凹模上脫落的工件，需要使用斜楔結構或轉銷結構，如完成回鉤式彎曲或小于90度彎曲需要使用斜楔結構，而實現圓筒件的一次成型就需要使用轉銷結構。

3 連續模具中機械運動的特點

在上面已經說到了在沖壓過程中的機械運動包括沖裁工藝、彎曲工藝和拉深工藝，并且這三種工藝有著各自的特點，但是在連續模具中機械運動的控制和運用則同時包含了這三種工藝的基本運動模式，這就需要對各種基本工藝分別控制。通常連續模具對沖壓速度和生產效率有著嚴格的要求，對于那些較復雜的形狀和較特別的沖壓件，沖壓運動也就比較費時費力，這樣我們在連續模具設計中就可以將沖壓工藝分解成效率高而優質的沖壓運動。

4 工藝運動控制的重要性

雖然沖壓過種中各種工藝基本運動的運動原理不同，但它們也有著相同的特點，那就是重要的控制因素都是卸料板（或滑塊）的運動。但事實上在模具設計當中，產品的沖壓工藝不可能都像各種工藝的基本運動那樣簡單，應當根據具體的實際情況對產品工藝做好運動分析，再據此做出進一步的設計。

在對沖壓工藝運動做好分析的同時，還要充分考慮到它們各自的特性。必要性：在沖壓過程中需要哪些運動來實現產品工藝，需要運用基本運動原理來判斷；時間性：注意沖壓過程中所需要的各種工藝運動的前后順序；可行性：在現實中所需要的基本運動能否通過結構設計和力學設計來實現。

既然在沖壓的過程中存在著各種各樣復雜的機械運動，那么沖壓件最后的品質和沖壓工藝的最終實現都將受到各種機械運動的影響，自然其結果也就各不相同。因而這就要求我們在實際的沖壓模具設計中，要對機械運動嚴格控制并且靈活運用之，不能局限于傳統的設計模式，這樣才能不斷提高對沖壓模具的設計水平，保證沖壓件的最優品質。

參考文獻

[1]王先逵.現代制造技術手冊[M].北京：國際工業出版社，2001.

[2]栗原，昭八.實現沖壓自動化設計[M].北京：機械工業出版社，2003.