韓鋒

（齊齊哈爾二機(jī)床（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，黑龍江齊齊哈爾161005）

沖壓模具設(shè)計(jì)中機(jī)械運(yùn)動(dòng)分析

韓鋒

（齊齊哈爾二機(jī)床（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，黑龍江齊齊哈爾161005）

由于沖壓模具性能的特殊性，沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造工作要求都非常高。沖壓模具中機(jī)械運(yùn)動(dòng)的分析對(duì)其性能及質(zhì)量有極大的影響，因此，針對(duì)沖壓模具設(shè)計(jì)中機(jī)械運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析，以幫助沖壓模具設(shè)計(jì)更加科學(xué)。

沖壓模具設(shè)計(jì)；機(jī)械運(yùn)動(dòng)；分析

1 沖壓過程中機(jī)械運(yùn)動(dòng)的介紹

沖壓生產(chǎn)就是通過模具與沖壓設(shè)施產(chǎn)生的壓力實(shí)現(xiàn)不同形狀、尺寸模具的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)。沖壓過程可以實(shí)現(xiàn)不同性能模具的加工，根據(jù)不同模具設(shè)計(jì)要求的不同，沖壓過程的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方式及工件也不同。最常用的沖壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)方式是自上而下運(yùn)動(dòng)，最常用的加工設(shè)施是立式?jīng)_床。沖壓加工過程中涉及的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方式有很多，滑動(dòng)、滾動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)等都是沖壓生產(chǎn)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方式。不同的機(jī)械運(yùn)動(dòng)方式可以實(shí)現(xiàn)不同形狀、不同形狀模具的生產(chǎn)，但同時(shí)，不同機(jī)械運(yùn)動(dòng)方式也會(huì)產(chǎn)生不同的模具設(shè)計(jì)問題，因此，在實(shí)際的沖壓生產(chǎn)過程中，需要針對(duì)模具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，選擇適當(dāng)?shù)臎_壓機(jī)械運(yùn)動(dòng)模式，以保證沖壓過程設(shè)計(jì)模具的質(zhì)量。

2 沖裁模具設(shè)計(jì)中的機(jī)械運(yùn)動(dòng)分析

2.1 沖裁模具設(shè)計(jì)的原理

在沖裁模具的設(shè)計(jì)中，板料與卸料板不僅要相互接觸，且兩板之間還要相互壓實(shí)。在沖裁模具設(shè)計(jì)的過程中，讓凸模逐漸下降，直至兩壓實(shí)的板料部件相接處，之后繼續(xù)下降到凹模中間的凹陷部位。在沖裁模具設(shè)計(jì)的過程中，由于機(jī)械運(yùn)動(dòng)，兩壓實(shí)的板料部件及凹凸模三者之間的位置關(guān)系最終會(huì)因?yàn)橥鼓?、凹模、卸料板運(yùn)動(dòng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的不同而分離，其中，凸模上的工件呈推落狀態(tài)，凸模上的器件狀態(tài)變化主要是受卸料板機(jī)械運(yùn)動(dòng)的影響，整個(gè)沖裁模具的設(shè)計(jì)就基本完成。

2.2 提升沖裁模具設(shè)計(jì)質(zhì)量的措施

根據(jù)對(duì)沖裁模具設(shè)計(jì)的原理分析，不難看出，卸料板的機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)沖裁模具設(shè)計(jì)的質(zhì)量有極大的影響。因此，提升沖裁模具設(shè)計(jì)質(zhì)量也應(yīng)從卸料板機(jī)械運(yùn)動(dòng)著手，充分保障卸料板部件的正常運(yùn)行狀態(tài)，嚴(yán)格控制卸料板的機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，進(jìn)而保證沖裁模具設(shè)計(jì)的質(zhì)量，提升沖裁模具的穩(wěn)定性。卸料板機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)控制的最關(guān)鍵因素是要通過控制卸料板與板料接觸時(shí)間及凸模和板料部件接觸時(shí)間的先后，提升沖裁模具的使用壽命，提高沖裁模具工件的切斷面質(zhì)量及其穩(wěn)定性。應(yīng)保障各壓力指標(biāo)，通過控制卸料板的機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，使卸料板先于凸模與板料部件接觸。落料沖孔模具的機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)沖裁模具的設(shè)計(jì)質(zhì)量也有很大的影響。在傳統(tǒng)的沖裁模具設(shè)計(jì)中，落料沖孔模具在通過沖壓運(yùn)動(dòng)加工零部件時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)加工廢料不脫離加工部件的情況，可通過對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)控制避免該現(xiàn)象。將一個(gè)限位塊設(shè)置在卸料板部件的特定位置上，落料沖孔模具在完成對(duì)工件的沖孔工序后，通過限位塊及時(shí)從卸料板上推出，實(shí)現(xiàn)工件與廢料的分離工作。這種設(shè)計(jì)不僅提升了沖裁模具設(shè)計(jì)的質(zhì)量，還能在一定程度上提升沖裁模具設(shè)計(jì)的效率，提升模具的精確度。

3 彎曲模具設(shè)計(jì)中的機(jī)械運(yùn)動(dòng)分析

3.1 彎曲模具設(shè)計(jì)中機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的分析

在彎曲模具的設(shè)計(jì)中，機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)與一般模具設(shè)計(jì)中的機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同，由于彎曲模具自身具備彎曲形狀的特點(diǎn)，因此，在彎曲模具設(shè)計(jì)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)過程中，壓實(shí)板料部件與卸料板是最先的機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，凸模部件在設(shè)定的機(jī)械運(yùn)動(dòng)軌跡引導(dǎo)下逐漸移動(dòng)，與板料部件接觸，再逐漸下降到凹模所在的位置，板料的形狀會(huì)在板料部件與凸模和凹模相互機(jī)械運(yùn)動(dòng)的過程中改變，彎曲模具的機(jī)械運(yùn)動(dòng)會(huì)在彎曲模具彎曲面經(jīng)凹模上面頂桿的推動(dòng)后終止。

3.2 提升彎曲模具設(shè)計(jì)質(zhì)量的措施

在彎曲模具的設(shè)計(jì)過程中，卸料板的機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及凹模頂桿的機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)其質(zhì)量都有很大的影響。應(yīng)最大限度地控制各個(gè)工件的機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，提升機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)控制的精度。還要對(duì)彎曲模具設(shè)計(jì)中卸料板機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行嚴(yán)格的規(guī)范，對(duì)凹模上方頂桿推動(dòng)工件的力度進(jìn)行嚴(yán)格控制，保障彎曲模具設(shè)計(jì)中各工作指標(biāo)及規(guī)范的實(shí)現(xiàn)。應(yīng)注意的問題是：若凹模上頂桿推動(dòng)工件彎曲面的力度太小，頂桿可能不能將工件推落；若頂桿推動(dòng)工件彎曲面的力度過大，可能會(huì)導(dǎo)致工件彎曲面的變形。此外，彎曲模具的設(shè)計(jì)根據(jù)不同工件設(shè)計(jì)要求的不同，對(duì)工件加工的精度也有不同的要求，在不同的加工精度要求之下，需要進(jìn)行不同的處理才能達(dá)到特定的加工精度要求。最常用的處理方式就是對(duì)沖頭鍍鈦及對(duì)沖頭角進(jìn)行滾軸鑲嵌處理。在沖頭上鍍鈦，能夠提升工件的光潔性，同時(shí)也能夠使工件的耐磨性大大提升。將滾軸鑲嵌在彎曲沖頭角上，能夠減小工件機(jī)械運(yùn)動(dòng)過程中的摩擦力對(duì)彎曲模具的影響，進(jìn)而提升彎曲模具設(shè)計(jì)加工的質(zhì)量。

4 拉深模具設(shè)計(jì)中的機(jī)械運(yùn)動(dòng)分析

4.1 拉深模具設(shè)計(jì)中的機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析

在拉深模具的設(shè)計(jì)中，卸料板先與板料部件壓實(shí)，同時(shí)，凸模在引導(dǎo)之下也逐漸下降，在與板料部件接觸之后，凹模也逐漸下降，并運(yùn)動(dòng)至凹模位置時(shí)停止。板料部件與凸模及板料部件與凹模之間的相互運(yùn)動(dòng)完成拉深模具的設(shè)計(jì)，且在凹凸模與板料部件的相對(duì)運(yùn)動(dòng)拉深之下，工件被拉出模具。

4.2 提升拉深模具設(shè)計(jì)質(zhì)量的措施

卸料板的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及滑板部件的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是提升拉深模具設(shè)計(jì)質(zhì)量的關(guān)鍵。為提升拉深模具設(shè)計(jì)的質(zhì)量，首先應(yīng)保障工件在模具中得到充分的拉深。此外，防止拉深工件產(chǎn)生褶皺也是拉深模具設(shè)計(jì)中的重要問題。如馬達(dá)旋轉(zhuǎn)等特殊用途加工工件的使用能夠在一定程度上提高拉深模具切邊與跳動(dòng)性能。

5 連續(xù)模具中機(jī)械運(yùn)動(dòng)的調(diào)控

連續(xù)模具的設(shè)計(jì)過程中往往需要通過逐漸提升沖壓速度而達(dá)到提升模具生產(chǎn)效率的目的。在性能復(fù)雜、加工困難的沖壓模具加工過程中，可以將連續(xù)模具設(shè)計(jì)劃分為多個(gè)高效的沖壓生產(chǎn)過程，進(jìn)而提升連續(xù)模具設(shè)計(jì)的效率。如將圓筒生產(chǎn)過程分別劃分成兩側(cè)90°圓弧彎曲、整體抱圓、中間60°圓弧彎曲等沖壓生產(chǎn)過程。根據(jù)實(shí)際情況，將連續(xù)模具設(shè)計(jì)規(guī)程劃分成多個(gè)沖壓生產(chǎn)過程，能夠更好地實(shí)現(xiàn)連續(xù)模具的加工生產(chǎn)。

6 結(jié)語

在沖壓模具的設(shè)計(jì)中，機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的控制對(duì)于提升沖壓模具設(shè)計(jì)的質(zhì)量十分重要，因此，要積極探究沖壓模具設(shè)計(jì)過程中機(jī)械運(yùn)動(dòng)與沖壓模具設(shè)計(jì)質(zhì)量之間的關(guān)系，并根據(jù)不同種類沖壓模具的設(shè)計(jì)特性，通過對(duì)各工件機(jī)械運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的控制與改變，提升沖壓模具設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

［1］潘學(xué)朋.關(guān)于沖壓模具設(shè)計(jì)中對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制［J］.中國(guó)機(jī)械，2014，（18）：68.

［2］韓順連.淺談沖壓模具設(shè)計(jì)中對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制和運(yùn)用［J］.網(wǎng)友世界·云教育，2013，（14）：37.

［3］李劍剛，張弘，譚名增，等.淺談沖壓模具設(shè)計(jì)中對(duì)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的控制和運(yùn)用［J］.中小企業(yè)管理與科技，2009，（31）：296.

Analysis of mechanical movement in stamping die design

HANFeng
（Qiqihar Second Machine Tool（Group）Co.，Ltd.，Qiqihar 161005，China）

There are high demands on the design and manufacture of stamping dies due to its particularity.Analysis of stamping die mechanical movement can have a significant impact on its performance and quality，which can make stamping die design more scientific.

Stampingdie design；Mechanical movement；Analysis

TG385.2

A

1674-8646（2016）13-0017-02

2016-05-20

韓鋒（1978-），男，山東煙臺(tái)人，工程師，碩士，從事機(jī)床設(shè)計(jì)研究。