摘要：冲压过程中会产生一系列机械运动，而设计的模具能否严格完成实现冲压工艺所需的运动，直接影响到冲压件的品质，所以模具设计中应对机械运动进行控制。本文首先简要阐述了冲压过程中的机械运动，然后探讨了冲压模具设计中对机械运动的控制和运用，以期为日后的相关工作提供参考。
关键词：冲压模具设计；机械运动；控制
机械运动贯穿于冲压全过程，它在其中起到了非常关键的作用。而在冲压工艺运用的过程中，都会伴随有专门的运动机理，而这种运动机理与模具之间息息相关[1]。无论设计何种结构的模具，都要遵循特定的运动机理标准。如果模具结构的设计标准符合运动机理的要求，就能够有效提高冲压件的质量；如果模具结构的设计标准不能满足运动机理的要求，冲压件的质量就会大打折扣。针对这些问题，必须需要对模具设计中的机械运动进行有效的控制，以保障冲压件制作的品质。
1 冲压过程中机械运动的概述
冷冲压就是将各种不同规格的板料或坯料，利用模具和冲压设备对其施加压力，使之产生变形或分离，获得一定形状、尺寸和性能的零件。一般生产都是采用立式冲床，因而决定了冲压过程的主运动是上下运动，另外，还有模具与板料和模具中各结构件之间的各种相互运动。
机械运动可分为滑动、转动和滚动等三种基本运动形式，在冲压过程中都存在，但是各种运动形式的特点不同，对冲压的影响也各不相同[2]。既然冲压过程存在如此多样的运动，在冲压模具设计中就应该对各种运动进行严格控制，以达到模具设计的要求；同时，在设计中还应当根据具体情况，灵活运用各种机械运动，以达到产品的要求。
冲压过程的主运动是上下运动，但是在模具中设计斜楔结构、转销结构、滚轴结构和旋切结构等，可以相应把主运动转化为水平运动、模具中的转动和模具中的滚动。
2 冲裁模具中机械运动的控制和运用
对冲裁模具来说，主要工艺是冲裁工艺，其基本运动是卸料板先将板料压牢，才能进行后续加工。在凸模和板料接触进入凹模后，凸凹模和板料之间都会有相对运动，使得废料与所需产品分离，最后卸料板上的废料会从凸模上脱落，至此，冲裁过程也基本完成。在冲裁工艺中，非常重要的是卸料板运动，要使冲裁的质量得到很好地保证，就必须控制好卸料板的运动，其关键点是使板料首先和卸料板接触，然后再和凸模接触，先后次序不可变。在冲裁过程中，要保证足够的压力，使冲裁模具的切断面质量更优，尺寸等也会更加精确，可以大大提高模具的使用寿命。在使用常用的方法去设计复合冲裁模具时，其缺点在冲压之后废料和工件分开的困难会很大，从而浪费一定的人力去进行分离操作，同时也影响了模具生产的效率。为了使工件的质量不受影响，可以在卸料板上增加限位块，其数量可以根据实际情况而定，这样，在落料冲孔运动完成之后，工件会自动从凹模出来，然后再使用限位块将废料进行推出[3]。如果是局部凸起较大的冲压件，那么可以在卸料板上增加一些凸模和弹簧力，保证整个工艺过程更加顺畅，可以减少工件之间的停顿时间，提高生产效率，这也符合模具设计的原则。对于冲孔数量较多的模具而言，往往需要足够的压力才能保证模具的精度，一个简单的方法是使用不同长度的冲头，在冲压过程中使冲孔运动分时进行，也可以使冲裁力减小，保证工件顺利完成。
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3 弯曲模具中机械运动的控制和运用
对于弯曲模具而言，其加工工艺主要是先使板料和卸料板相互接触并且压实，然后再让凸模和板料接触，要达到这一目的，凸模下降即可。在接触后还要让其进入到凹模口，然后再使凸、凹模及板料进行相对运动，板料在相对运动下就会发生弯曲和变形，然后再让凸凹模分离开来，弯曲凹模的顶杆会将变曲边推出，这样就完成了整个的弯曲运动。在这个过程中，顶杆和卸料板的相对运动至关重要，和上述的冲裁运动一样，在整个过程中要严格控制卸料板的运动。其方法是，先让其和板料接触之后，再让凸模和板料接触，压料的压力要足够，才能保证弯曲件的尺寸和精度。如果顺序发生改变，就会使得弯曲件的精度和尺寸受到明显的影响，弯曲件也极有可能出现过度的变形。另外，在这个过程中，要控制好顶杆的力量，这样就会使弯曲件能够顺利从模具中推出而不发生过大的变形，生产效率也可以得到有效地保证对于精度要求比较高的弯曲件而言，尤其需要注意在弯曲运动的过程中，必须要有一个运动死点。运动死点指的是所有相关的结构件在碰到运动死点时必须停止工作。如果弯曲件的开关不同于平常的弯曲件，那么就需要采用特殊的结构进行处理。举个例子来说，可以斜楔结构来帮助弯曲件完成度数小于直角的弯曲，为了提高弯曲件的精度，还可以采用转销结构辅助成型，最终达到弯曲件的顺利成型。对于壳件弯曲件如电脑的外壳来说，由于它们的弯曲边一般较长，如果在冲压过程中料板发生滑动，就极有可能导致弯曲件的镀锌层脱落，效果也会不太理想，解决方法是可以采用镀钛的弯曲冲头，这样就可以有效地提高弯曲件的光洁度。
4 拉深模具中机械运动的控制和运用
拉深工艺的基本运动是，卸料板先与板料接触并压牢，凸模下降至与板料接触，并继续下降，进入凹模，凸、凹模及板料产生相对运动，导致板料体积成形，然后凸、凹模分开，凹模滑块把工件推出，完成拉深运动。卸料板和滑块的运动是非常关键，为了保证拉深件的质量，必须控制好卸料板的运动，让它先于凸模与板料接触，并且压料力要足够，否则拉深件容易起皱，甚至裂开；其次应确保凹模滑块压力足够，以保证拉深件底面的平面度[4]。拉深复合模设计合理，可以很好地控制结构件的运动过程，达到多工序组合的目的。例如典型的落料拉深切边冲孔复合模具的设计。
5 连续模具中机械运动的控制和运用
连续模具的主要工作是设计冲压工具和连续制造超过 2 个冲压工具的模具[5]。设计连续模具的前提是明确连续模具的工作运转理论，利用高科技手段进行数据运算。平时的连续模具需要提升冲压速度，尤其是对那些比较特殊的冲压件，当冲压运动耗费的时间比较长时，要分别运转连续模具，减缓运动过程中模具的冲压摩擦，从而正确设置整个连续模具，提高模具的使用效率，节约成本。在保证各个模具能够正常使用的情况下，要相互协调配合，更好地提高模具的工作效率，使连续模具的设计工作能够正常进行。
6 结束语
综上所述，冲压工艺的落实需要遵循一定的机械运动原理，而这种机械原理与冲压模具之间有密切的联系。为了使模具设计更加合理，要有效控制相关的机械运动，进一步提高冲压件的质量；为了使产品的尺寸和形状符合实际需求，要不断创新和发展模具工艺运动模式。
参考文献：
[1]魏庆声.浅谈冲压模具设计中对机械运动的控制和运用[J].科技风，2011（4）：50-50.
[2]李剑刚，张弘，谭名增.浅谈冲压模具设计中对机械运动的控制和运用[J].中小企业管理与科技旬刊，2009（31）：296-296.
[3]曹在林.浅谈冲压模具设计中对机械运动的控制和运用[J].工程技术：文摘版：00132-00132.
论文作者:李庆道
论文发表刊物:《基层建设》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/10
标签：卸料论文; 模具论文; 机械运动论文; 板料论文; 弯曲论文; 模具设计论文; 过程中论文; 《基层建设》2017年第23期论文;