曹學(xué)鋒+任佳勛+張紅銳+郭向飛

摘 要：文章從沖壓工藝學(xué)的基本原理出發(fā)，探究沖壓模具設(shè)計(jì)中對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制和運(yùn)用，并對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的基本原理進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹，然后分析沖壓、彎曲等施工工藝的運(yùn)動(dòng)機(jī)理，以及模具設(shè)計(jì)中應(yīng)該重點(diǎn)控制的內(nèi)容。最后，對(duì)產(chǎn)品工藝運(yùn)動(dòng)的方法進(jìn)行了總結(jié)，為沖壓模具設(shè)計(jì)中機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制和運(yùn)用提供了一些經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：沖壓模具設(shè)計(jì)；控制；機(jī)械運(yùn)動(dòng)；運(yùn)用

1 沖壓過程中機(jī)械運(yùn)動(dòng)的概述

沖壓是模具設(shè)計(jì)中的一個(gè)極為重要的環(huán)節(jié)。沖壓的具體概念是通過設(shè)備和模具的雙方面壓力，使各種規(guī)格、型號(hào)的材料彼此分離或者產(chǎn)生形變，通過這種材料再生產(chǎn)的方法生產(chǎn)出不同規(guī)格的符合生產(chǎn)要求的材料。沖床，更具體的說是立式?jīng)_床，是進(jìn)行沖壓工藝的主要機(jī)器，立式?jīng)_床運(yùn)作時(shí)一般只進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)，這也意味著沖壓工序也是上下運(yùn)行的。為保證細(xì)小零件的精確性，進(jìn)行沖壓時(shí)一定不能忽略板料和模具兩者間的摩擦運(yùn)動(dòng)。在整個(gè)沖壓工作進(jìn)行時(shí)，最為重要的是機(jī)械運(yùn)動(dòng)，它運(yùn)動(dòng)的尺度大小對(duì)所生產(chǎn)的零件質(zhì)量有著最直接的影響。

以物理邏輯對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析，這種運(yùn)動(dòng)重要包括滑動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)和滾動(dòng)三種最本質(zhì)的運(yùn)動(dòng)形式。這三種機(jī)械運(yùn)動(dòng)有著最本質(zhì)的區(qū)別，對(duì)沖壓的影響也大有不同。并且，沖壓過程中，一般不會(huì)只采取一種運(yùn)動(dòng)方式，而不一樣的組合也會(huì)影響沖壓工作。所以，我們一定要選擇合適的機(jī)械運(yùn)動(dòng)形式，保持模具與預(yù)先設(shè)計(jì)的一致性，保證生產(chǎn)產(chǎn)品的品質(zhì)。綜合上面幾點(diǎn)論述，可以得出機(jī)械運(yùn)動(dòng)對(duì)沖壓質(zhì)量有著至關(guān)重要影響的結(jié)論。以下是對(duì)沖壓工作的簡(jiǎn)單剖析。

上面的敘述中已經(jīng)提到，沖壓工作受沖壓機(jī)床的影響主要進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)。但是，模具設(shè)計(jì)中不會(huì)只靠上下運(yùn)動(dòng)來完成，還可能會(huì)牽涉到轉(zhuǎn)銷結(jié)構(gòu)、旋切結(jié)構(gòu)等，即機(jī)械的水平運(yùn)動(dòng)。為保證模具能夠高效完成機(jī)械運(yùn)動(dòng)，就需要把機(jī)床的上下運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樗竭\(yùn)動(dòng)。這些問題的存在為模具設(shè)計(jì)增加了更高的難度，也提高了企業(yè)生產(chǎn)的成本，但是，完成沖壓過程中水平運(yùn)動(dòng)又是必須的。這就要求企業(yè)管理者設(shè)計(jì)科學(xué)合理的解決方案以應(yīng)對(duì)這些問題，實(shí)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)過程中機(jī)械運(yùn)動(dòng)的有效控制。以下幾段針對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制和運(yùn)用進(jìn)行了深入的分析研究。

2 沖裁模具中機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制和運(yùn)用

模具設(shè)計(jì)中的重要一環(huán)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(jìn)一步的加工。在沖裁模具時(shí)，需要使凸模和板料貼合后放入凹模，三者之間會(huì)有一定的摩擦運(yùn)動(dòng)，使板料和模具互相分開，然后凸模上的卸料板廢料會(huì)掉下，模具沖裁大致完畢。沖裁過程中，控制卸料板的運(yùn)動(dòng)尤為重要。控制的關(guān)鍵是先使卸料板與凸模接觸，然后再與板料接觸，嚴(yán)格按照這一先后順序進(jìn)行。沖裁時(shí)保證充分的壓力可以有效提高切斷面的質(zhì)量，還能使尺寸更為精確，大大延長(zhǎng)模具的工作年限。一般采用的設(shè)計(jì)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(yán)重的影響了工作效率。為保證工件質(zhì)量，會(huì)根據(jù)具體情況在卸料板上增加限位塊，這樣，在落料沖孔運(yùn)動(dòng)完成之后，工件會(huì)自動(dòng)從凹模出來，然后再使用限位塊將廢料進(jìn)行推出。對(duì)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(jìn)行，可以在卸料板適當(dāng)加大凸模和彈簧力，以減少工件之間的時(shí)間延誤，在合乎模具設(shè)計(jì)規(guī)范的前提下盡可能的提高生產(chǎn)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(jiǎn)單有效的方法是選用長(zhǎng)短不一的沖頭，使沖孔進(jìn)行時(shí)可以有時(shí)間間隔，還能夠減小沖裁力，使工件能夠高質(zhì)量的順利完成。

3 彎曲模具中機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制和運(yùn)用

對(duì)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(shí)，然后再讓凸模和板料接觸，要達(dá)到這一目的，凸模下降即可。在接觸后還要讓其進(jìn)入到凹?？?，然后再使凸、凹模及板料進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)，板料在相對(duì)運(yùn)動(dòng)下就會(huì)發(fā)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(huì)將變曲邊推出，這樣就完成了整個(gè)的彎曲運(yùn)動(dòng)。在這個(gè)過程中，頂桿和卸料板的相對(duì)運(yùn)動(dòng)至關(guān)重要，和上述的沖裁運(yùn)動(dòng)一樣，在整個(gè)過程中要嚴(yán)格控制卸料板的運(yùn)動(dòng)。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(fā)生改變，就會(huì)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(xiàn)過度的變形，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使彎曲件偏離設(shè)計(jì)的要求。另外，在這個(gè)過程中，要控制好頂桿的力量，這樣就會(huì)使彎曲件能夠順利從模具中推出而不發(fā)生過大的變形，生產(chǎn)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(jìn)行彎曲運(yùn)動(dòng)時(shí)有一個(gè)運(yùn)動(dòng)死點(diǎn)。所謂運(yùn)動(dòng)死點(diǎn)，簡(jiǎn)單說來就是結(jié)構(gòu)件運(yùn)行時(shí)碰到這個(gè)點(diǎn)必須停止運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)于裝有特殊開關(guān)的彎曲件，要根據(jù)實(shí)際情況采取特殊的處理方式。例如：可以斜楔結(jié)構(gòu)來幫助彎曲件完成度數(shù)小于直角的彎曲，為了提高彎曲件的精度，還可以采用轉(zhuǎn)銷結(jié)構(gòu)輔助成型，最終達(dá)到彎曲件的順利成型。對(duì)于殼件彎曲件如我們最熟悉的電腦外殼，其彎曲邊一般會(huì)很長(zhǎng)，切忌在沖壓過程中出現(xiàn)滑動(dòng)，一旦滑動(dòng)便會(huì)使外殼的鍍鋅層掉落，極大的影響了工件質(zhì)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(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制和運(yùn)用

拉深工藝的基本運(yùn)動(dòng)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(xù)下降，進(jìn)入凹模，凸、凹模及板料產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，致使板料體積成形，然后凸、凹模分開，凹?；瑝K把工件推出，完成拉深運(yùn)動(dòng)。卸料板和滑塊的運(yùn)動(dòng)非常關(guān)鍵。只有精確掌控卸料板的運(yùn)動(dòng)，才能很好的保證拉深件的質(zhì)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(yīng)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(fù)合模設(shè)計(jì)合理，可以很好地控制結(jié)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)過程，達(dá)到多工序組合的目的。例如典型的落料拉深切邊沖孔復(fù)合模具的設(shè)計(jì)。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(shè)計(jì)中也用到了滾軸結(jié)構(gòu)，所以，在卷邊過程中滾動(dòng)的摩擦力非常小，不容易擦傷工件表面。對(duì)于拉深結(jié)構(gòu)件如馬達(dá)中的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)來說，它們對(duì)于跳動(dòng)高度、切邊高度等要求較高。所以，在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)必須足夠細(xì)心，最需要注意的是旋切結(jié)構(gòu)，一般我們會(huì)使用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)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(nèi)部紋路美觀。并且，這種旋切結(jié)構(gòu)結(jié)合實(shí)際工作進(jìn)行過一定的改進(jìn)，操作已經(jīng)相當(dāng)便捷，在連續(xù)拉深模具工藝中已得到極為廣泛的應(yīng)用。

5 結(jié)束語

綜合文章論述，沖壓工藝模具的差別和不同的設(shè)計(jì)都會(huì)影響機(jī)械運(yùn)動(dòng)。因此在模具設(shè)計(jì)工作中，必須對(duì)模具的力學(xué)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)給予充分的重視，以保證工件精度。工件的質(zhì)量受到模具設(shè)計(jì)的直接影響，沖壓質(zhì)量又與機(jī)械運(yùn)動(dòng)密切相關(guān)，這些因素都會(huì)影響模具的質(zhì)量。此外，在進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制時(shí)，要考慮到不同工藝的模具達(dá)到產(chǎn)品需求需要不同的條件，需要進(jìn)行不同的控制，還要在控制過程中不斷引進(jìn)創(chuàng)新性工藝。做到以上這些，才能實(shí)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)過程中對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的靈活控制和運(yùn)用。

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