冲压模具工艺运动控制技巧研究

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摘 要：本篇文章阐述了在冲压过程中各种冲压工艺的基本运动机理，为了实现特定的运动要求，我们要使用不同种类模具中结构设计的结果以及力学设计的结果，而对冲压模具各种工艺运动的严格控制，将最终决定能否实现冲压工艺所需的基本运动，直接影响着冲压件成品的最后品质，这对一个生产流程起着非常重要的作用。

关键词：冲压模具 运动形式 控制 机械运动

中图分类号：TG385.2 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）12（b）-0090-01

随着科学技术的飞速发展和市场经济竞争的日益加剧，数控技术、伺服技术，运动元件的极速发展以及数控冲压模具快速成形技术的日益发展和完善，已使得现代的装备制造企业实现了自动上、下料，模具库可外置且可以自动转换模具等技术，且已应用于模具的冲压件的生产之中。这就使得生产制造企业必须严格控制各冲压模具过程中的各项基本运动，否则将直接影响冲压器件的质量，同时在保证质量的同时还要根据具体情况灵活运用各种机械运动，并且不断开拓新思路和新想法。

1 冲压和机械运动的关系

所谓的冲压就是利用模具和冲压设备对各种不同规格的板料或坯料施加压力，使其改变形状或自然分开，进一步得到所需的形状、尺寸和性能的零件。而各种机械运动在冲压的过程中是贯穿始终的。机机械运动有三种运动形式即滑动、转动和滚动，不同的运动形式对冲压的影响也不相同。冲压的过种就是上下运动，以及模具与板料、模具与模具间的不同结构件之间的互相运动，都影响着冲压件的最终品质。

2 冲压工艺运动形式及特点

2.1 冲裁工艺

冲裁工艺的基本运动就是先将卸料板与板料相接触并且加压牢固，再将凸模下降直至与板料接触再下降进入凹模，凸、凹模及板料之间的相对运动会使板料分离，再使凸、凹模分开，最后卸料板把所制工件或废料再从凸模上推下去，这就完成了一次冲裁运动。其中卸料板的运动是至关重要的要严格控制，必须在凸模与板料接触之前，并且要保证足够的压料力，这样才能保证冲裁的质量，否则会出现质量差、精度低、使用寿命短的冲裁件。如果按常规的方法设计落料冲孔模具，将导致冲压后的工件与废料难以分开，这就需要在凸、凹模卸料板上增加一定的凸出限位块，以保证落料冲孔运动的完成。

如何在冲压过程中缩短工时，减少工步，为企业节约生产成本，需要针对不同的冲压件进行具体问题具体分析，不能盲目进行生产。如对那些各别部位有凸起的较在的冲压件来说，可以在落料冲孔模的凹模卸料板上增加压型凸模，与些同时加大弹簧力，以使材料在卸料板上压型凸模与板料接触之前完成变形压型的目的，再往下进行落料冲孔运动。而针对那些冲孔数量较多的冲孔模具，如果盲目增加冲压力则对冲压生产不利，以至于没有足够吨位的冲床可用，这时就需要用不同长度的两批至四批的冲头来完冲孔运动，并且控制好这些运动的进行时间，才能冲裁力减小到一定效果。

2.2 拉深工艺

拉深工艺的基本运动就是卸料板与板料先接触压牢，凸模下降与板料相接触，然后凸模继续下降并进入凹模，这样凸、凹模及板料之间就会产生相对运动，致使板料发生塑性变形这时凸、凹模再分开，凹模托板把工件推出就完成了一次拉深运动。卸料板和托板的运动是保证拉深件质量的关键所在，因此我们要严格控制卸料板的运动，使其一定要在凸模与板料接触之前进行，而且要保证足够大的压料力才行，否则生产出来的拉深件就容易裂开起皱，另外为保证拉深件底部的平整度还要确保凹模托板有足够大的压力才能达到目的。可见只有拉深模具的合理设计才能很好控制结构件的运动过程，以达到多种工序多种运动合理组合的目的。

在这里值得一提的就是落料拉深切边冲孔复合模具的设计。对于那些拉深件需要有卷边（或滚边）的工序，在模具的设计中就用到了滚轴结构，这就减小了滚动的摩擦力，避免工件表面被划伤，因些这项工艺被广泛应用于装饰品和日用品生产当中。另外对于那些在马达中旋转的结构件，利用旋转（切）运动修边既保证了切边尺寸的精度，又保证了切边的高度和跳动度，就连切边的毛刺和纹路也很美观。改良后的旋切结构已经广泛运用于模具加工制作和连续拉深模具之中。

2.3 弯曲工艺

弯曲工艺的基本运动就是指卸料板与板料先接触并压紧，凸模下降并与板料相接触，再下降进入凹模，凸、凹模及板料之间产生的相对运动，致使板料变形弯曲，而后凸模与凹模分开，弯曲凹模上的顶杆（或顶板）把弯曲边推出，这样就完成了一次弯曲运动。保证弯曲的质量或生产效率的关键在于卸料板及顶杆的运动，因些我们要控制好制卸料板的运动，使其在凸模与板料接触之前就与板料接触，另外还要有足够的压料力，否则就会出现尺寸精度差、平面度不良的弯曲件，同时为了确保弯曲件不易变形，则要保证顶杆力足够大才能使它顺利地把弯曲件推出，要不然就生产效率就会降低。

对于那些弯曲形状奇特或弯曲后不能按正常方式从凹模上脱落的工件，需要使用斜楔结构或转销结构，如完成回钩式弯曲或小于90度弯曲需要使用斜楔结构，而实现圆筒件的一次成型就需要使用转销结构。

3 连续模具中机械运动的特点

在上面已经说到了在冲压过程中的机械运动包括冲裁工艺、弯曲工艺和拉深工艺，并且这三种工艺有着各自的特点，但是在连续模具中机械运动的控制和运用则同时包含了这三种工艺的基本运动模式，这就需要对各种基本工艺分别控制。通常连续模具对冲压速度和生产效率有着严格的要求，对于那些较复杂的形状和较特别的冲压件，冲压运动也就比较费时费力，这样我们在连续模具设计中就可以将冲压工艺分解成效率高而优质的冲压运动。

4 工艺运动控制的重要性

虽然冲压过种中各种工艺基本运动的运动原理不同，但它们也有着相同的特点，那就是重要的控制因素都是卸料板（或滑块）的运动。但事实上在模具设计当中，产品的冲压工艺不可能都像各种工艺的基本运动那样简单，应当根据具体的实际情况对产品工艺做好运动分析，再据此做出进一步的设计。

在对冲压工艺运动做好分析的同时，还要充分考虑到它们各自的特性。必要性：在冲压过程中需要哪些运动来实现产品工艺，需要运用基本运动原理来判断；时间性：注意冲压过程中所需要的各种工艺运动的前后顺序；可行性：在现实中所需要的基本运动能否通过结构设计和力学设计来实现。

既然在冲压的过程中存在着各种各样复杂的机械运动，那么冲压件最后的品质和冲压工艺的最终实现都将受到各种机械运动的影响，自然其结果也就各不相同。因而这就要求我们在实际的冲压模具设计中，要对机械运动严格控制并且灵活运用之，不能局限于传统的设计模式，这样才能不断提高对冲压模具的设计水平，保证冲压件的最优品质。

参考文献

[1] 王先逵.现代制造技术手册[M].北京：国际工业出版社，2001.

[2] 栗原，昭八.实现冲压自动化设计[M].北京：机械工业出版社，2003.