試析沖壓模具設計中機械運動的管控

曹學鋒+任佳勛+張紅銳+郭向飛

摘 要：文章從沖壓工藝學的基本原理出發，探究沖壓模具設計中對機械運動的控制和運用，并對機械運動的基本原理進行簡單介紹，然后分析沖壓、彎曲等施工工藝的運動機理，以及模具設計中應該重點控制的內容。最后，對產品工藝運動的方法進行了總結，為沖壓模具設計中機械運動的控制和運用提供了一些經驗。

關鍵詞：沖壓模具設計；控制；機械運動；運用

1 沖壓過程中機械運動的概述

沖壓是模具設計中的一個極為重要的環節。沖壓的具體概念是通過設備和模具的雙方面壓力，使各種規格、型號的材料彼此分離或者產生形變，通過這種材料再生產的方法生產出不同規格的符合生產要求的材料。沖床，更具體的說是立式沖床，是進行沖壓工藝的主要機器，立式沖床運作時一般只進行上下運動，這也意味著沖壓工序也是上下運行的。為保證細小零件的精確性，進行沖壓時一定不能忽略板料和模具兩者間的摩擦運動。在整個沖壓工作進行時，最為重要的是機械運動，它運動的尺度大小對所生產的零件質量有著最直接的影響。

以物理邏輯對機械運動進行分析，這種運動重要包括滑動、轉動和滾動三種最本質的運動形式。這三種機械運動有著最本質的區別，對沖壓的影響也大有不同。并且，沖壓過程中，一般不會只采取一種運動方式，而不一樣的組合也會影響沖壓工作。所以，我們一定要選擇合適的機械運動形式，保持模具與預先設計的一致性，保證生產產品的品質。綜合上面幾點論述，可以得出機械運動對沖壓質量有著至關重要影響的結論。以下是對沖壓工作的簡單剖析。

上面的敘述中已經提到，沖壓工作受沖壓機床的影響主要進行上下運動。但是，模具設計中不會只靠上下運動來完成，還可能會牽涉到轉銷結構、旋切結構等，即機械的水平運動。為保證模具能夠高效完成機械運動，就需要把機床的上下運動轉變為水平運動。這些問題的存在為模具設計增加了更高的難度，也提高了企業生產的成本，但是，完成沖壓過程中水平運動又是必須的。這就要求企業管理者設計科學合理的解決方案以應對這些問題，實現模具設計過程中機械運動的有效控制。以下幾段針對機械運動的控制和運用進行了深入的分析研究。

2 沖裁模具中機械運動的控制和運用

模具設計中的重要一環是模具沖裁，模具沖裁又需要良好的沖裁工藝的保證。其基本工作步驟是把料板和卸料板壓牢固定后再進一步的加工。在沖裁模具時，需要使凸模和板料貼合后放入凹模，三者之間會有一定的摩擦運動，使板料和模具互相分開，然后凸模上的卸料板廢料會掉下，模具沖裁大致完畢。沖裁過程中，控制卸料板的運動尤為重要。控制的關鍵是先使卸料板與凸模接觸，然后再與板料接觸，嚴格按照這一先后順序進行。沖裁時保證充分的壓力可以有效提高切斷面的質量，還能使尺寸更為精確，大大延長模具的工作年限。一般采用的設計沖裁模具的方法有一定的弊端，即在沖裁完畢后廢料和工件無法分開，需要人力去分離，這嚴重的影響了工作效率。為保證工件質量，會根據具體情況在卸料板上增加限位塊，這樣，在落料沖孔運動完成之后，工件會自動從凹模出來，然后再使用限位塊將廢料進行推出。對于某較小部分有很大突起的沖壓件，為保證施工過程順利進行，可以在卸料板適當加大凸模和彈簧力，以減少工件之間的時間延誤，在合乎模具設計規范的前提下盡可能的提高生產效率。有些模具上存在許多沖孔，這就需要更大的壓力來保證模具的精度，最簡單有效的方法是選用長短不一的沖頭，使沖孔進行時可以有時間間隔，還能夠減小沖裁力，使工件能夠高質量的順利完成。

3 彎曲模具中機械運動的控制和運用

對于彎曲模具而言，其加工工藝主要是先使板料和卸料板相互接觸并且壓實，然后再讓凸模和板料接觸，要達到這一目的，凸模下降即可。在接觸后還要讓其進入到凹模口，然后再使凸、凹模及板料進行相對運動，板料在相對運動下就會發生彎曲和變形，然后再讓凸凹模分離開來，彎曲凹模的頂桿會將變曲邊推出，這樣就完成了整個的彎曲運動。在這個過程中，頂桿和卸料板的相對運動至關重要，和上述的沖裁運動一樣，在整個過程中要嚴格控制卸料板的運動。其方法是，先讓其和板料接觸之后，再讓凸模和板料接觸，壓料的壓力要足夠，才能保證彎曲件的尺寸和精度。如果順序發生改變，就會使得彎曲件的精度和尺寸受到明顯的影響，彎曲件也極有可能出現過度的變形，嚴重時會使彎曲件偏離設計的要求。另外，在這個過程中，要控制好頂桿的力量，這樣就會使彎曲件能夠順利從模具中推出而不發生過大的變形，生產效率也可以得到有效地保證。有些彎曲件的精確度要求比較高，因此必須保證進行彎曲運動時有一個運動死點。所謂運動死點，簡單說來就是結構件運行時碰到這個點必須停止運轉。對于裝有特殊開關的彎曲件，要根據實際情況采取特殊的處理方式。例如：可以斜楔結構來幫助彎曲件完成度數小于直角的彎曲，為了提高彎曲件的精度，還可以采用轉銷結構輔助成型，最終達到彎曲件的順利成型。對于殼件彎曲件如我們最熟悉的電腦外殼，其彎曲邊一般會很長，切忌在沖壓過程中出現滑動，一旦滑動便會使外殼的鍍鋅層掉落，極大的影響了工件質量。因此，我們一般使用鍍鈦的彎曲沖頭，以最好的保證彎曲件的表面光滑程度。

4 拉深模具中機械運動的控制和運用

拉深工藝的基本運動是卸料板先與板料接觸并壓牢，凸模下降至與板料接觸，并繼續下降，進入凹模，凸、凹模及板料產生相對運動，致使板料體積成形，然后凸、凹模分開，凹模滑塊把工件推出，完成拉深運動。卸料板和滑塊的運動非常關鍵。只有精確掌控卸料板的運動，才能很好的保證拉深件的質量。一般要讓卸料板與板料先接觸，然后再考慮凸模，還需要保證充分的壓料力，以保證拉深件的平整和完整。也應給予凹模滑塊充分的壓力，這樣可以使拉深件底面平整。拉深復合模設計合理，可以很好地控制結構件的運動過程，達到多工序組合的目的。例如典型的落料拉深切邊沖孔復合模具的設計。另外，有些裝飾品和日用品的拉深件需要有卷邊工序，模具設計中也用到了滾軸結構，所以，在卷邊過程中滾動的摩擦力非常小，不容易擦傷工件表面。對于拉深結構件如馬達中的旋轉結構來說，它們對于跳動高度、切邊高度等要求較高。所以，在進行模具設計時必須足夠細心，最需要注意的是旋切結構，一般我們會使用旋轉運動修邊，以最高效的保證切邊的精確尺寸，不僅如此，還能保證切邊光滑及內部紋路美觀。并且，這種旋切結構結合實際工作進行過一定的改進，操作已經相當便捷，在連續拉深模具工藝中已得到極為廣泛的應用。

5 結束語

綜合文章論述，沖壓工藝模具的差別和不同的設計都會影響機械運動。因此在模具設計工作中，必須對模具的力學設計和結構給予充分的重視，以保證工件精度。工件的質量受到模具設計的直接影響，沖壓質量又與機械運動密切相關，這些因素都會影響模具的質量。此外，在進行機械運動控制時，要考慮到不同工藝的模具達到產品需求需要不同的條件，需要進行不同的控制，還要在控制過程中不斷引進創新性工藝。做到以上這些，才能實現模具設計過程中對機械運動的靈活控制和運用。

參考文獻

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