關于沖壓模具設計中對機械運動的控制

摘要：在沖壓模具設計過程中，需要設計模具設計與制造等相關性知識。并且，沖壓模具設計是一種特殊工藝設計，有機融合了模具設計、沖壓工藝及技術等。本課題筆者在分析沖壓過程中機械運動的基礎上，進一步對沖壓模具設計過程對機械運動的控制進行了探究，希望以此為沖壓模具設計的優化提供一些具有價值性的參考依據。

關鍵詞：沖壓模具；機械運動；控制

引言

沖壓指的是借助外力對零件的大小及形狀進行改變，讓其成為適用于工業生產當中的材料[1]。基于沖壓技術中，沖壓模具是不可或缺的一種零件。沖壓模具的大小、質量以及材料的優劣，均會對模具的制造產生直接性的影響。并且，從沖壓模具生產行業的發展情況，可以在一定程度上反映出一個國家的工業生產及發展水平。鑒于此，本課題對“沖壓模具設計中對機械運動的控制”進行探討與研究具有尤為深遠的重要意義。

1.沖壓過程中機械運動的簡要分析

冷沖壓是利用模具及沖壓設計，對各類規格不同的板料或胚料施加壓力，使其發生形變或者分立，從而獲取一定形狀、尺寸及性能的零件。在通常情況下，生產均使用立式沖床，因此，沖壓過程的主運動的形式便是上下進行運動。并且，在模具和板料中，各個構件之間的互相運動形式也是存在的。

機械運動具有三種基本運動形式，即為滑動、轉動及滾動[2]。這三種基本運動形式在沖壓過程均存在，但不同的運動形式，其特點及對沖壓造成的影響也有所不同。基于沖壓過程的運動形式具有多樣性，那么在沖壓模具設計過程中，對各種運行進行有效控制便顯得極為重要。因為各種運動得到有效控制，才能夠讓模具設計更加優化，才能與產品的要求充分達標。

2.沖壓模具設計過程對機械運動的控制探究

2.1沖裁模具工藝設計方面

在機械運動中，沖裁工藝的合理運用是極其重要的。在沖裁工藝的設計過程中，無論是對材料，還是對設計者的知識儲備，均有著相當高的要求。沖裁工藝設計的設計基礎包括了凹模、凸模及卸料版等，在使各材料之間實現協調運作的前提下，才能夠使材料的使用時間延長，才能夠使沖壓模具各環節設計得到有效保障。

以普遍的方式對落料沖孔模具進行設計，常常會造成沖壓之后工件和廢料邊極難分開的現象。在使工件質量能夠有所保障的條件下，可在凸凹模卸料板上增加一些凸出的限位塊，在落料沖孔運動完成之后，利用凹模卸料板將工件從凹模推出，進而凸凹模卸料板再將廢料從凸凹模上推落。這樣便能夠使工件和廢料自然而然分開。對于一些較為特殊的沖壓件，例如局部凸起過大，可在基于落料沖孔模的凹模卸料板上面添加壓型凸模，并且加強彈簧力度，以此使材料變形達標，最終實現降低成本的目的。

2.2彎曲模具工藝設計方面

基于彎曲工藝，其基本運動是卸料版首先和板料進行接觸，并壓死，凸模下降到與板料接觸位置，進而繼續下降直至進入凹模，在凹、凸模以及板料產生相互作用的情況下，知識板料發生變形并折彎，進一步分開凹、凸模，彎曲凹模上的頂桿，或者滑塊將彎曲邊推出，最終使整個彎曲運動得以完成。無論是卸料版的運動，還是頂桿的運動，均是非常重要的。為了使彎曲的質量及生產效率能夠得到有效保障，需首先對卸料版的運動進行有效控制，讓其先與凸模進行接觸，且需提供充足的壓料力。若壓料力不足，則會造成彎曲件尺寸精度低及平面度不具優化性等狀況。另外，還需保證充足的頂桿力，以此使其能夠有效地將彎曲件推出。對于精度要求嚴格的彎曲件，在彎曲運動過程中，最好有一個運動死點。換而言之，便是使所有與之相關結構件可以碰死。

2.3連續模具工藝設計方面

連續模具指的是基于沖壓工具設計及制造過程中，連續制造2個或者2個以上的模具設計[3]。要想做好連續模具設計，首先需弄清連續模具設計的工作原理。同時，還需擅長運用一些科學技術，例如計算機，進而使數字運算的精準度能夠得到有效提高。其次，對展開尺寸進行有效確定，以相應的規范及標準為依據，從而降低運算誤差，最終達到降低機械運動在沖壓模具間摩擦的良好效果。最后，保證各個連續模具擺放位置的合理性，強化模具的利用效率，同時將生產成本降低。另外，還需使不同連續模具實現協調使用，在不同連續模具之間的相互配合下，使整體模具的使用效率能夠得到全面提高，并使連續模具設計能夠更加優化。

2.4拉深模具工藝設計方面

拉深工藝指的是卸料板首先和板料進行接觸并壓牢，凸模下降到和板料接觸位置，進而持續下降，然后進行凹模，在凹、凸模以及板料相對作用下，知識板料發生形變，進而將凹、凸模分開，凹模滑塊將工件推出，最終使整個拉深運動完成。在這其中，無論是卸料版，還是滑塊，其運動都非常重要。為了使拉深件的質量能夠得到游戲哦啊保證，需對卸料板的質量進行有效控制，使之與凸模及板料進行接觸，并且要具備充足的壓料力，不然拉深件極易起皺，嚴重會發生裂開現象[4]。另外，凹模滑塊也需具備充足的壓力，使拉深件底面的平面度能夠得到保證。并且，拉深復合模具在設計上要具備合理性，能夠有效控制結構件的運動過程，從而實現多工序組合的目的。比如：極具典型性的落料拉深切邊沖孔復合模具的設計。除此之外，存在一些裝飾品的拉深件需具備卷邊，或者滾邊工序，并且模具設計也利用了滾軸結構，因此在卷邊過程中，應控制滾動的摩擦力的大小，使工件表面不至于被擦傷。

3.結語

通過本課題的分析與探究，認識到在沖壓模具設計過程中，做好機械運動控制工序的重要性。要想使基于沖壓模具中的機械運動實現全面控制，需要從多種模具工藝設計入手，包括了沖裁模具工藝設計、彎曲模具工藝設計、連續模具工藝設計以及拉深模具工藝設計。相信從以上方面做好，保證機械運動與模具生產工藝的協調性，那么沖壓模具設計將更具實用性與和學習，進而為整體模具設計的優化起到推波助瀾的作用。

參考文獻：

[1]彭平.試析沖壓模具設計中機械運動的作用分析[J].科技資訊，2011，09，03.

[2]姚景輝.任海歐.沖壓模具工藝運動控制技巧研究[J].科技資訊，2012，12，13.

[3]韓順連.淺談沖壓模具設計中對機械運動的控制和運用[J].網友世界，2013，08，15.

作者簡介：潘學朋（ 1992.01.10-）黑龍江牡丹江人，哈爾濱石油學院學生。