李先進(jìn)

摘要：支架作為臨時(shí)或長(zhǎng)久輔助性支撐加固架構(gòu)，在生產(chǎn)及生活中的應(yīng)用很廣泛。其功能效果與支架制作質(zhì)量有關(guān)，支架制作涉及到?jīng)_壓工藝和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，相關(guān)人員可以從這兩方面入手，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化完善，使其能滿足支架質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求。在沖壓工藝方面，相關(guān)人員要從眾多實(shí)施方案中篩選出最佳沖壓工藝方案，并將其與模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)合起來，使模具復(fù)合膜制作生產(chǎn)流程更加順暢。此外，相關(guān)人員還要注意相關(guān)事項(xiàng)，使其不會(huì)成為支架制作的影響因素。

關(guān)鍵詞：支架；沖壓工藝；模具設(shè)計(jì)

在對(duì)支架模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行沖壓成型時(shí)，相關(guān)人員還要以工藝的實(shí)施要求與特點(diǎn)為理論基礎(chǔ)，在制作模具時(shí)，還要對(duì)具體的沖裁、彎曲、翻邊等工序進(jìn)行控制，以保證支架成型中的安然無恙，完好無損。完好的支架應(yīng)處于原位，其模具間隙也在可控范圍內(nèi)。本文主要針對(duì)支架沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)進(jìn)行探討。

一、支架沖壓工藝

（一）工藝施工要求與特點(diǎn)

不同應(yīng)用對(duì)象所需要的支架架構(gòu)形狀、性能以及規(guī)模大小等皆不同，相關(guān)人員在研究支架沖壓工藝時(shí)，還應(yīng)選擇一類支架裝置作為研究對(duì)象。本文主要以打火裝置支架為沖壓工藝施加對(duì)象。該支架的厚度為0.60mm，支架主要以金屬鉻為制作材料，相關(guān)人員可以借助CAD軟件獲得該支架的平面及三維圖紙[1]。對(duì)該支架結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，相關(guān)人員可以從形狀、規(guī)模以及參數(shù)精度等方面入手，在形狀方面，由圖紙得知，支架的形狀不簡(jiǎn)單，對(duì)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)其允許誤差的范圍還在可控程度內(nèi)。根據(jù)這些已知信息，相關(guān)人員可以著手設(shè)計(jì)具體的支架模具，模具可以輔助零件完美成型，所以相關(guān)人員可以從現(xiàn)有模具結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，對(duì)其進(jìn)行簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，使其簡(jiǎn)便化。在零件成型中，會(huì)涉及到模具沖裁以及彎曲等環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)都有相關(guān)的設(shè)計(jì)制作要求，在彎曲方面，相關(guān)人員要對(duì)模具的彎曲回彈進(jìn)行控制，以使模具結(jié)構(gòu)更加合理。對(duì)支架外形進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)二維圖中的零件展開圖形并不規(guī)則，這意味著支架外形為非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，另外零件外形中還有很多棱角以及圓角過渡處，在支架與應(yīng)用對(duì)象連接處，還有凹槽存在，相關(guān)人員要使凹槽尺寸與形狀等與圖紙要求一致。沖裁環(huán)節(jié)主要會(huì)應(yīng)用到?jīng)_壓工藝，相關(guān)人員要對(duì)零件的沖壓性能進(jìn)行研究，并從中找到?jīng)_壓工藝施工重難點(diǎn)，使沖裁環(huán)節(jié)的沖裁技術(shù)落實(shí)效果更佳。

（二）沖壓工藝方案

支架沖壓工藝方案主要有三種，相關(guān)人員可對(duì)三種方案進(jìn)行具體分析比較，從中篩選最適合支架沖裁制作的方案。方案科學(xué)合理，支架生產(chǎn)效率以及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制作質(zhì)量才能得到保證。每種工藝方案都需要考慮到多種因素，如支架本身結(jié)構(gòu)、與結(jié)構(gòu)有關(guān)的參數(shù)、制作技術(shù)以及生產(chǎn)工藝等。這些因素缺一不可，直接關(guān)系到?jīng)_壓環(huán)節(jié)效果。每種方案的工序以及要求等皆不同，相關(guān)人員要從經(jīng)濟(jì)、技術(shù)以及安全性、制作的方便性等方面分析方案優(yōu)缺點(diǎn)。

方案的實(shí)踐對(duì)象為兩副模具，相關(guān)人員主要對(duì)每種方案下的支架展開形狀及彎曲成形質(zhì)量進(jìn)行研究。三種方案的沖壓成形方式不同，在方案一中，主要采取連續(xù)模生產(chǎn)方式，在該種模式中，相關(guān)人員需要在零件標(biāo)記的孔洞位置處進(jìn)行沖孔操作，沖孔完畢，要對(duì)支架零件中的異型孔進(jìn)行檢查，看其周邊是否有廢料，如果有，還要及時(shí)處理，另外還要進(jìn)行沖槽，槽的寬度要滿足要求，沖槽過程中產(chǎn)生的廢料也要及時(shí)去除[2]。最后落料，使所有材料都落實(shí)到位。在方案二中，沖裁工藝需要一氣呵成，完成零件沖裁成形工作。這種方式中的模主要為復(fù)合形式，該形式可以精準(zhǔn)定位，精準(zhǔn)成形，如此零件的尺寸精度要求可以得到滿足。對(duì)比方案一和方案二，會(huì)發(fā)現(xiàn)兩種生產(chǎn)方式的投入成本和生產(chǎn)效率都不同，第一種方案雖然能保證零件質(zhì)量，但施工操作比較復(fù)雜，成本與收益相差無幾。第二種方案成本花費(fèi)小，生產(chǎn)成品的質(zhì)量也能滿足要求，所以方案二的優(yōu)勢(shì)比較顯著。但其在實(shí)際執(zhí)行中也有缺陷，這些劣勢(shì)主要體現(xiàn)在零件中，零件的承載能力和強(qiáng)度及剛度等要求可能不會(huì)滿足零件生產(chǎn)要求。這與零件窄槽寬度以及支架邊緣空閑距離太短有關(guān)。為了保證零件性能，需要從模具制作質(zhì)量方面入手，所以模具制作過程需要考慮的事項(xiàng)有很多，這也會(huì)增加模具制作要求。所以綜合來說，兩種方案都不能滿足沖壓生產(chǎn)要求。相關(guān)人員需要另辟蹊徑，提出第三種方案。

在方案三中，主要采取二次沖裁成型模式，首次沖裁主要為了完成沖孔等操作工序，末次沖裁是為了使沖裁后的零部件形狀以及尺寸參數(shù)等滿足要求。兩次沖裁在操作方式和排樣形式有明顯區(qū)別。沖裁的對(duì)象有零件切舌，切舌方式與沖裁方式有相同之處，相關(guān)人員要借助這種方式來使與切舌重合的部分回歸原位，與相關(guān)的輪廓相重合，這也是首次沖裁目的，末次沖裁要緊隨其后。雖然兩次沖裁的操作多有不同，但在排樣方面并不是截然相反，其在材料應(yīng)用方面還是有相似之處的。但第一次排樣方式最適合零件生產(chǎn)，這可以使零件的質(zhì)量與精度得到保證，使零件生產(chǎn)不會(huì)受到進(jìn)距與條料寬度的限制影響。在這種排樣方式中，相關(guān)人員需要對(duì)已沖裁操作完畢的孔進(jìn)行去除，使零件孔的數(shù)量減少七個(gè)，另外還要消除兩個(gè)導(dǎo)正，最后再利用末次沖裁，使零件的輪廓得到妥善處理，沖裁完畢，會(huì)發(fā)現(xiàn)零件外表形狀與要求一致。在對(duì)其進(jìn)行兩次沖裁的過程中，相關(guān)人員還要注意保護(hù)零件連接處，使其在保持完好無損同時(shí)不會(huì)被沖裁。這部分最終要與零件原外部輪廓重合在一起，在剩余輪廓沖裁后，相關(guān)的連接部分有頂回機(jī)會(huì)，相關(guān)人員要通過其得到零件的展開形狀。形狀展開是沖裁之后的最后環(huán)節(jié)，要在頂回之后。

二、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

（一）沖裁膜設(shè)計(jì)

主要包括以下四方面，其一切舌凸膜。切舌的過程中，其凸膜會(huì)對(duì)對(duì)應(yīng)位置處的板料造成影響，后者會(huì)在被切開同時(shí)，發(fā)生彎曲現(xiàn)象，切開沿線并不規(guī)則，所以板料左右輪廓也會(huì)不對(duì)稱，相關(guān)的切深數(shù)值也各有不同，這會(huì)直接使凸膜表面高低不平，相關(guān)人員在設(shè)計(jì)中，需要將其逐漸整平，即使凸膜兩側(cè)高度相差無幾[3]。在實(shí)際中，可對(duì)凸膜不同面類型進(jìn)行改善調(diào)整，保持遠(yuǎn)平近斜，即原理保留邊處的面平整度較大，近處的面傾斜角度滿足要求。平面與斜面交界處為圓弧，如此在保留部分沖裁頂回輪廓時(shí)，頂回時(shí)間會(huì)縮短。保留邊處的角不應(yīng)為棱角，應(yīng)為圓角，如此凹膜在頂回時(shí)，不會(huì)受到棱角的擠壓，圓角在面對(duì)凹膜時(shí)，即使壓力再大，圓角也不會(huì)在凹膜上留下大面積痕跡。凸膜材料與支架制作材料類型一致，型號(hào)可以不同，這些材料需要經(jīng)過熱處理，使其硬度達(dá)到某種要求范圍后，其才能被應(yīng)用到后期處理操作中。

其二小孔凸膜組件。這種凸膜的直徑比較小，相關(guān)人員在組件中，要選擇正確的導(dǎo)向方式，以使小凸膜組件強(qiáng)度及承載性能等不會(huì)太小。導(dǎo)向法可以輔助小孔凸膜組件，從而使模具制作質(zhì)量得到保證。

其三條料定位裝置。定位需要準(zhǔn)確，支架零件加工操作才不會(huì)出現(xiàn)精度差，所以在模具設(shè)計(jì)中，經(jīng)常會(huì)采取初步定位和精細(xì)定位方式，前者主要參考物為沖裁過程中的側(cè)刃，后者主要出現(xiàn)在導(dǎo)正銷孔時(shí)，相關(guān)人員要明確側(cè)壓擋料裝置。該裝置在沖壓工藝落實(shí)中發(fā)揮了用武之地，其上的擋料塊可對(duì)條料端面形成初次阻擋。在此條件下，壓力機(jī)開啟，相關(guān)的滑塊下墜，作用于側(cè)刃上，條料的側(cè)面會(huì)被沖切上兩個(gè)小口。導(dǎo)正銷孔也會(huì)同時(shí)出現(xiàn)在條料上，零件本身的其他孔也是在此途中沖切出來的。這些孔的分布位置以及數(shù)量和直徑都不同。在該裝置作用過程中，條料長(zhǎng)度以及形式等是不斷發(fā)生變化的，其在送進(jìn)過程中，最開始沖出來的側(cè)面切口會(huì)逐漸與擋料塊位置保持一致，這便完成了初步定位，雖然定位數(shù)據(jù)精度不高，但也為深度定位提供了方向和參考[4]。壓力機(jī)滑塊作用時(shí)間便是精定位進(jìn)行時(shí)，在該過程中，導(dǎo)正銷的動(dòng)作完成最后定位，相關(guān)人員要對(duì)其插入工藝孔的質(zhì)量進(jìn)行檢查，只有完全插入，定位才更加精準(zhǔn)。

其四模具設(shè)計(jì)的最后步驟便是通過前三步，形成具體的沖裁模結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)主要由凹膜、凸膜以及彈性頂件裝置等構(gòu)成。

（二）彎曲、翻邊、脹形復(fù)合膜

在模具制作過程中，還需要經(jīng)歷彎曲、翻邊以及脹形環(huán)節(jié)。具體過程為：凹膜為落料位置，相關(guān)人員要使兩者在接觸同時(shí)，接觸面平整。這些落料要與定位銷配合，凹凸模的位置才會(huì)精準(zhǔn)，主要使定位銷與落料之上的孔徑、數(shù)量相匹配。在此過程中，可能會(huì)出現(xiàn)過度定位或定位偏差問題，相關(guān)人員可以利用削邊銷來代替其中一個(gè)定位銷。使模具上的模保持上模下行關(guān)系，相關(guān)的凸膜、凹膜之間要對(duì)應(yīng)起來，并同時(shí)對(duì)落料件進(jìn)行施壓，該壓力數(shù)值要滿足翻邊和彎曲要求，這兩種工序主要發(fā)生在落料件上，前者只會(huì)發(fā)生落料件的一面中，其他三面則直接發(fā)生彎曲。零件底部的脹形質(zhì)量和速度主要受相關(guān)凸膜與頂板的影響，相關(guān)人員要注意該工序發(fā)生時(shí)，壓力機(jī)滑塊的位置，要使其保持在下止點(diǎn)處。零件底部發(fā)生脹形后，支架零件本身基本上以達(dá)到穩(wěn)定要求。工藝的最后一步便是復(fù)合成形。主要推動(dòng)頂板，使零件從相關(guān)凹膜中脫出，完整的零件完成成形。在零件頂出過程中，其本身還有可能發(fā)生變形情況，相關(guān)人員還要保證彎曲模的質(zhì)量，并對(duì)其施加較大的反向頂壓力，使零件的平整度與光滑度等方面滿足要求[5]。

三、支架沖壓及模具設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)

模具設(shè)計(jì)制作中，凹凸模會(huì)產(chǎn)生重合，相關(guān)人員應(yīng)對(duì)兩者重合高度進(jìn)行控制，使零件彈回質(zhì)量得到保證。此外還要做好設(shè)計(jì)計(jì)算以及加工裝配等該工作，使模具設(shè)計(jì)制作能順利完成。支架沖壓工藝以及模具復(fù)合成形都對(duì)支架零件的性能與強(qiáng)度等要求比較高，相關(guān)人員必須保證材料與要求相匹配，材料不能過薄，但厚度值也要得到控制。

支架零件沖壓工藝落實(shí)以及模具設(shè)計(jì)制作中的注意事項(xiàng)和細(xì)節(jié)還有很多，相關(guān)人員都要做好關(guān)注和解決工作。對(duì)沖孔落料復(fù)合模板設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，其注意事項(xiàng)如下：沖裁零件壓力中心最終要與滑塊中心線保持一致，滑塊下落時(shí)才會(huì)順利完成沖切工作，但基于零件本身的不對(duì)稱，所以壓力中心處的壓力以及位置都需要經(jīng)過精心計(jì)算獲得，而不是隨意確定中心位置。在復(fù)合模剛性推件裝置設(shè)計(jì)中，相關(guān)人員要利用凸緣式結(jié)構(gòu)來使推件板保持穩(wěn)定，使其與相關(guān)的凹膜保持原來關(guān)系。這種結(jié)構(gòu)要比整體式結(jié)構(gòu)作用優(yōu)勢(shì)顯著。推件板外形與內(nèi)形設(shè)計(jì)都要滿足推行要求，其相關(guān)的凹膜和凸膜間隙大小都要得到控制，以使推件板能順利推行，不會(huì)被卡死。這種裝置還可以上下推行，所以相關(guān)人員還要注意其上部是否有多余空間。另外落料的凸膜和凹膜設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不同，前者主要為直通式，后者主要為直刃壁式。

結(jié)語

在支架沖壓制作中，相關(guān)人員要借助模具結(jié)構(gòu)來保證支架的形狀及尺寸等方面滿足應(yīng)用對(duì)象的要求。支架制作越精細(xì)、精密，精度越高，其在應(yīng)用中的功能表現(xiàn)越顯著。所以相關(guān)人員還要提高沖壓工藝的性能和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平及制作質(zhì)量，如此支架整體生產(chǎn)效率才會(huì)提高。支架模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制作中涉及的參數(shù)很多，相關(guān)人員要對(duì)這些參數(shù)進(jìn)行一一校對(duì)審核，使其與圖紙要求一致。

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