沖壓模具設計中機械運動分析

韓鋒

（齊齊哈爾二機床（集團）有限責任公司，黑龍江齊齊哈爾161005）

沖壓模具設計中機械運動分析

韓鋒

（齊齊哈爾二機床（集團）有限責任公司，黑龍江齊齊哈爾161005）

由于沖壓模具性能的特殊性，沖壓模具的設計與制造工作要求都非常高。沖壓模具中機械運動的分析對其性能及質量有極大的影響，因此，針對沖壓模具設計中機械運動進行分析，以幫助沖壓模具設計更加科學。

沖壓模具設計；機械運動；分析

1 沖壓過程中機械運動的介紹

沖壓生產(chǎn)就是通過模具與沖壓設施產(chǎn)生的壓力實現(xiàn)不同形狀、尺寸模具的設計與生產(chǎn)。沖壓過程可以實現(xiàn)不同性能模具的加工，根據(jù)不同模具設計要求的不同，沖壓過程的機械運動方式及工件也不同。最常用的沖壓機械運動方式是自上而下運動，最常用的加工設施是立式?jīng)_床。沖壓加工過程中涉及的機械運動方式有很多，滑動、滾動、轉動等都是沖壓生產(chǎn)的機械運動方式。不同的機械運動方式可以實現(xiàn)不同形狀、不同形狀模具的生產(chǎn)，但同時，不同機械運動方式也會產(chǎn)生不同的模具設計問題，因此，在實際的沖壓生產(chǎn)過程中，需要針對模具設計的特點，選擇適當?shù)臎_壓機械運動模式，以保證沖壓過程設計模具的質量。

2 沖裁模具設計中的機械運動分析

2.1 沖裁模具設計的原理

在沖裁模具的設計中，板料與卸料板不僅要相互接觸，且兩板之間還要相互壓實。在沖裁模具設計的過程中，讓凸模逐漸下降，直至兩壓實的板料部件相接處，之后繼續(xù)下降到凹模中間的凹陷部位。在沖裁模具設計的過程中，由于機械運動，兩壓實的板料部件及凹凸模三者之間的位置關系最終會因為凸模、凹模、卸料板運動機械運動狀態(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械運動的影響，整個沖裁模具的設計就基本完成。

2.2 提升沖裁模具設計質量的措施

根據(jù)對沖裁模具設計的原理分析，不難看出，卸料板的機械運動狀態(tài)對沖裁模具設計的質量有極大的影響。因此，提升沖裁模具設計質量也應從卸料板機械運動著手，充分保障卸料板部件的正常運行狀態(tài)，嚴格控制卸料板的機械運動狀態(tài)，進而保證沖裁模具設計的質量，提升沖裁模具的穩(wěn)定性。卸料板機械運動狀態(tài)控制的最關鍵因素是要通過控制卸料板與板料接觸時間及凸模和板料部件接觸時間的先后，提升沖裁模具的使用壽命，提高沖裁模具工件的切斷面質量及其穩(wěn)定性。應保障各壓力指標，通過控制卸料板的機械運動狀態(tài)，使卸料板先于凸模與板料部件接觸。落料沖孔模具的機械運動狀態(tài)對沖裁模具的設計質量也有很大的影響。在傳統(tǒng)的沖裁模具設計中，落料沖孔模具在通過沖壓運動加工零部件時，可能會出現(xiàn)加工廢料不脫離加工部件的情況，可通過對機械運動控制避免該現(xiàn)象。將一個限位塊設置在卸料板部件的特定位置上，落料沖孔模具在完成對工件的沖孔工序后，通過限位塊及時從卸料板上推出，實現(xiàn)工件與廢料的分離工作。這種設計不僅提升了沖裁模具設計的質量，還能在一定程度上提升沖裁模具設計的效率，提升模具的精確度。

3 彎曲模具設計中的機械運動分析

3.1 彎曲模具設計中機械運動狀態(tài)的分析

在彎曲模具的設計中，機械運動狀態(tài)與一般模具設計中的機械運動狀態(tài)不同，由于彎曲模具自身具備彎曲形狀的特點，因此，在彎曲模具設計的機械運動過程中，壓實板料部件與卸料板是最先的機械運動狀態(tài)，凸模部件在設定的機械運動軌跡引導下逐漸移動，與板料部件接觸，再逐漸下降到凹模所在的位置，板料的形狀會在板料部件與凸模和凹模相互機械運動的過程中改變，彎曲模具的機械運動會在彎曲模具彎曲面經(jīng)凹模上面頂桿的推動后終止。

3.2 提升彎曲模具設計質量的措施

在彎曲模具的設計過程中，卸料板的機械運動狀態(tài)及凹模頂桿的機械運動狀態(tài)對其質量都有很大的影響。應最大限度地控制各個工件的機械運動狀態(tài)，提升機械運動狀態(tài)控制的精度。還要對彎曲模具設計中卸料板機械運動狀態(tài)進行嚴格的規(guī)范，對凹模上方頂桿推動工件的力度進行嚴格控制，保障彎曲模具設計中各工作指標及規(guī)范的實現(xiàn)。應注意的問題是：若凹模上頂桿推動工件彎曲面的力度太小，頂桿可能不能將工件推落；若頂桿推動工件彎曲面的力度過大，可能會導致工件彎曲面的變形。此外，彎曲模具的設計根據(jù)不同工件設計要求的不同，對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，需要進行不同的處理才能達到特定的加工精度要求。最常用的處理方式就是對沖頭鍍鈦及對沖頭角進行滾軸鑲嵌處理。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，能夠減小工件機械運動過程中的摩擦力對彎曲模具的影響，進而提升彎曲模具設計加工的質量。

4 拉深模具設計中的機械運動分析

4.1 拉深模具設計中的機械運動狀態(tài)分析

在拉深模具的設計中，卸料板先與板料部件壓實，同時，凸模在引導之下也逐漸下降，在與板料部件接觸之后，凹模也逐漸下降，并運動至凹模位置時停止。板料部件與凸模及板料部件與凹模之間的相互運動完成拉深模具的設計，且在凹凸模與板料部件的相對運動拉深之下，工件被拉出模具。

4.2 提升拉深模具設計質量的措施

卸料板的運動狀態(tài)及滑板部件的運動狀態(tài)是提升拉深模具設計質量的關鍵。為提升拉深模具設計的質量，首先應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計中的重要問題。如馬達旋轉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性能。

5 連續(xù)模具中機械運動的調控

連續(xù)模具的設計過程中往往需要通過逐漸提升沖壓速度而達到提升模具生產(chǎn)效率的目的。在性能復雜、加工困難的沖壓模具加工過程中，可以將連續(xù)模具設計劃分為多個高效的沖壓生產(chǎn)過程，進而提升連續(xù)模具設計的效率。如將圓筒生產(chǎn)過程分別劃分成兩側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)實際情況，將連續(xù)模具設計規(guī)程劃分成多個沖壓生產(chǎn)過程，能夠更好地實現(xiàn)連續(xù)模具的加工生產(chǎn)。

6 結語

在沖壓模具的設計中，機械運動狀態(tài)的控制對于提升沖壓模具設計的質量十分重要，因此，要積極探究沖壓模具設計過程中機械運動與沖壓模具設計質量之間的關系，并根據(jù)不同種類沖壓模具的設計特性，通過對各工件機械運動狀態(tài)的控制與改變，提升沖壓模具設計的質量。

［1］潘學朋.關于沖壓模具設計中對機械運動的控制［J］.中國機械，2014，（18）：68.

［2］韓順連.淺談沖壓模具設計中對機械運動的控制和運用［J］.網(wǎng)友世界·云教育，2013，（14）：37.

［3］李劍剛，張弘，譚名增，等.淺談沖壓模具設計中對機械運動的控制和運用［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，山東煙臺人，工程師，碩士，從事機床設計研究。