关于冲压模具设计中对机械运动的控制

摘要：在冲压模具设计过程中，需要设计模具设计与制造等相关性知识。并且，冲压模具设计是一种特殊工艺设计，有机融合了模具设计、冲压工艺及技术等。本课题笔者在分析冲压过程中机械运动的基础上，进一步对冲压模具设计过程对机械运动的控制进行了探究，希望以此为冲压模具设计的优化提供一些具有价值性的参考依据。

关键词：冲压模具；机械运动；控制

引言

冲压指的是借助外力对零件的大小及形状进行改变，让其成为适用于工业生产当中的材料[1]。基于冲压技术中，冲压模具是不可或缺的一种零件。冲压模具的大小、质量以及材料的优劣，均会对模具的制造产生直接性的影响。并且，从冲压模具生产行业的发展情况，可以在一定程度上反映出一个国家的工业生产及发展水平。鉴于此，本课题对“冲压模具设计中对机械运动的控制”进行探讨与研究具有尤为深远的重要意义。

1.冲压过程中机械运动的简要分析

冷冲压是利用模具及冲压设计，对各类规格不同的板料或胚料施加压力，使其发生形变或者分立，从而获取一定形状、尺寸及性能的零件。在通常情况下，生产均使用立式冲床，因此，冲压过程的主运动的形式便是上下进行运动。并且，在模具和板料中，各个构件之间的互相运动形式也是存在的。

机械运动具有三种基本运动形式，即为滑动、转动及滚动[2]。这三种基本运动形式在冲压过程均存在，但不同的运动形式，其特点及对冲压造成的影响也有所不同。基于冲压过程的运动形式具有多样性，那么在冲压模具设计过程中，对各种运行进行有效控制便显得极为重要。因为各种运动得到有效控制，才能够让模具设计更加优化，才能与产品的要求充分达标。

2.沖压模具设计过程对机械运动的控制探究

2.1冲裁模具工艺设计方面

在机械运动中，冲裁工艺的合理运用是极其重要的。在冲裁工艺的设计过程中，无论是对材料，还是对设计者的知识储备，均有着相当高的要求。冲裁工艺设计的设计基础包括了凹模、凸模及卸料版等，在使各材料之间实现协调运作的前提下，才能够使材料的使用时间延长，才能够使冲压模具各环节设计得到有效保障。

以普遍的方式对落料冲孔模具进行设计，常常会造成冲压之后工件和废料边极难分开的现象。在使工件质量能够有所保障的条件下，可在凸凹模卸料板上增加一些凸出的限位块，在落料冲孔运动完成之后，利用凹模卸料板将工件从凹模推出，进而凸凹模卸料板再将废料从凸凹模上推落。这样便能够使工件和废料自然而然分开。对于一些较为特殊的冲压件，例如局部凸起过大，可在基于落料冲孔模的凹模卸料板上面添加压型凸模，并且加强弹簧力度，以此使材料变形达标，最终实现降低成本的目的。

2.2弯曲模具工艺设计方面

基于弯曲工艺，其基本运动是卸料版首先和板料进行接触，并压死，凸模下降到与板料接触位置，进而继续下降直至进入凹模，在凹、凸模以及板料产生相互作用的情况下，知识板料发生变形并折弯，进一步分开凹、凸模，弯曲凹模上的顶杆，或者滑块将弯曲边推出，最终使整个弯曲运动得以完成。无论是卸料版的运动，还是顶杆的运动，均是非常重要的。为了使弯曲的质量及生产效率能够得到有效保障，需首先对卸料版的运动进行有效控制，让其先与凸模进行接触，且需提供充足的压料力。若压料力不足，则会造成弯曲件尺寸精度低及平面度不具优化性等状况。另外，还需保证充足的顶杆力，以此使其能够有效地将弯曲件推出。对于精度要求严格的弯曲件，在弯曲运动过程中，最好有一个运动死点。换而言之，便是使所有与之相关结构件可以碰死。

2.3连续模具工艺设计方面

连续模具指的是基于冲压工具设计及制造过程中，连续制造2个或者2个以上的模具设计[3]。要想做好连续模具设计，首先需弄清连续模具设计的工作原理。同时，还需擅长运用一些科学技术，例如计算机，进而使数字运算的精准度能够得到有效提高。其次，对展开尺寸进行有效确定，以相应的规范及标准为依据，从而降低运算误差，最终达到降低机械运动在冲压模具间摩擦的良好效果。最后，保证各个连续模具摆放位置的合理性，强化模具的利用效率，同时将生产成本降低。另外，还需使不同连续模具实现协调使用，在不同连续模具之间的相互配合下，使整体模具的使用效率能够得到全面提高，并使连续模具设计能够更加优化。

2.4拉深模具工艺设计方面

拉深工艺指的是卸料板首先和板料进行接触并压牢，凸模下降到和板料接触位置，进而持续下降，然后进行凹模，在凹、凸模以及板料相对作用下，知识板料发生形变，进而将凹、凸模分开，凹模滑块将工件推出，最终使整个拉深运动完成。在这其中，无论是卸料版，还是滑块，其运动都非常重要。为了使拉深件的质量能够得到游戏哦啊保证，需对卸料板的质量进行有效控制，使之与凸模及板料进行接触，并且要具备充足的压料力，不然拉深件极易起皱，严重会发生裂开现象[4]。另外，凹模滑块也需具备充足的压力，使拉深件底面的平面度能够得到保证。并且，拉深复合模具在设计上要具备合理性，能够有效控制结构件的运动过程，从而实现多工序组合的目的。比如：极具典型性的落料拉深切边冲孔复合模具的设计。除此之外，存在一些装饰品的拉深件需具备卷边，或者滚边工序，并且模具设计也利用了滚轴结构，因此在卷边过程中，应控制滚动的摩擦力的大小，使工件表面不至于被擦伤。

3.结语

通过本课题的分析与探究，认识到在冲压模具设计过程中，做好机械运动控制工序的重要性。要想使基于冲压模具中的机械运动实现全面控制，需要从多种模具工艺设计入手，包括了冲裁模具工艺设计、弯曲模具工艺设计、连续模具工艺设计以及拉深模具工艺设计。相信从以上方面做好，保证机械运动与模具生产工艺的协调性，那么冲压模具设计将更具实用性与和学习，进而为整体模具设计的优化起到推波助澜的作用。

参考文献：

[1]彭平.试析冲压模具设计中机械运动的作用分析[J].科技资讯，2011，09，03.

[2]姚景辉.任海欧.冲压模具工艺运动控制技巧研究[J].科技资讯，2012，12，13.

[3]韩顺连.浅谈冲压模具设计中对机械运动的控制和运用[J].网友世界，2013，08，15.

作者简介：潘学朋（ 1992.01.10-）黑龙江牡丹江人，哈尔滨石油学院学生。