摘 要:冲压模具是现代机械制造行业研究的重点,由于冲压过程会受到不同机械运动的影响,导致整个机械过程出现问题,从而降低了冲压工具运行的效率,这对于机械产品精度的提升是不利的。针对这一点,本文主要对冲压模具设计中机械运动的作用详细分析。
关键词:冲压模具设计 机械运动 作用分析
中图分类号:TB12 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)09(a)-0130-01
机械运动是冲压阶段不可少的运行形式,关系着后期冲压的质量水平。而设计的模具是否可以顺利完成冲压工艺所需的运动,对冲压件的质量也有很大的影响,这就需要在设计模具时做好各个方面的控制工作。并且,考虑到产品的尺寸标注,还要采取多元化的设计模式,以更新整个产品的各项指标要求。
1冲压过程中机械运动的介绍
冷冲压主要是对不同形式的板料或坯料进行处理,采用模具和冲压设备造成压力之后进行冲压,最后利用变形或分离实现加工,得到了相应尺寸、形状、性能的产品。在冲压生产过程中运用最多的则是立式冲床,而上下运动是冲压过程的主要运动方式。另外,对于不同材料或结构之间的运动,冲压过程采用的工艺也不一样。机械运动包括了很多不同的形式,主要包括:滑动、转动、滚动等,这些运动都可以在冲压加工中得到体现。而受到各种运动形式的特点影响,对冲压造成的问题也是各不相同的。为了使用冲压过程的运动需要,在冲压模具设计中则要采取针对性的措施防范处理,以满足模具设计的需要。
2弯曲模具中机械运动的调控
弯曲工艺的运动流程为卸料板先与板料接触并压死,接着让凸模降低到与板料接触,再持续下降到凹模,凸模、凹模及板料之间形成运动趋势,最后引起不同的板料变形,接着凸、凹模分开,弯曲凹模上的顶杆将弯曲边推出,最终实现了弯曲运动。卸料板及顶杆的运动对于模具而言十分重要,考虑到维持正常的弯曲质量或生产效率,对卸料板的运动要采取严格的控制方式。一般都是先和凸模与板料接触,同时保证压料力达到标准大小,否则会造成弯曲件尺寸精度差或平面度达不到要求。另外,要维持顶杆力在标准状态下,使其能将弯曲件正常推出,防止弯曲件变形而影响到正常的加工秩序。若弯曲件的精度要求较高,则要对每个生产加工流程严格控制,避免出现各种质量问题而影响生产秩序。在加工过程中常常会遇到高精密要求的产品,利用冲压模具加工时不得采取常规方式从凹模上脱落,一般要采取斜楔结构或转销结构,如:斜楔结构以实现＜90°或回钩式弯曲,选择转销结构来保证产品的成型处理。
需要注意的是在外壳件加工时,由于其其弯曲边较长使得弯头与板料间的滑动在弯曲时会产生毛屑,且造成材料镀锌层脱落,这些都会影响到产品的质量,加工人员要采取合理的方法控制。最常见的处理方式是把弯曲冲头镀钛,不断改善产品的光洁度和耐磨性;也可以在弯曲冲头R角处嵌入滚轴,将弯头与板料的弯曲滑动转化为滚动,通过降低摩擦力的方式来优化质量。
3冲裁模具中机械运动的调控
在冲裁工艺中,卸料板先与板料接触并压牢是最基本的运动,凸模下降至与板料接触后下降进入凹模,凸模、凹模及板料,最后通过此昂对运动而造成板料分离,接着凸、凹模分开,卸料板将工件或废料从凸模上推落之后结束冲裁运动。卸料板在整个设备结构中有着重要的作用,关系着冲压工艺的生产质量,技术人员应该对卸料板动作严格控制,必须保证其先于凸模与板料接触,以此来维持理想的产品质量和精度。根据常规方式设计落料冲孔模具,一般冲压后工件与废料无法区分。加工过程可对一些流程适当调整,保证产品质量的前提下使用在凸凹模卸料板上添加凸出的限位块,在结束落料冲孔运动之后由凹模卸料板将工件从凹模中推出,接着由凸凹模卸料板将废料也从模上推落,从而将工件与废料合理地区分开来。
若遇到一些特殊的工件时要及时调整冲压工艺,如:对局部凸起的冲压件,需在落料冲孔模的凹模卸料板上设置压型凸模,并且维持充足的弹簧力来确保卸料板上压型凸模与板料的充分接触,最终实现正常的落料冲孔运动,让整个加工流程更加科学合理。对于冲孔模具的冲孔数量多的则要具备很大的冲压力条件,这样会给生产操作带来难度。对于这种问题的处理,一般选择不同长度的2～4批冲头,在冲压时引导冲孔运动分段操作,这样能显著控制冲裁力。而在弯曲面上有位置精度要求高的孔的冲压件,则要设置科学的斜楔结构,需弯曲之后完成相应的冲孔,结合水平方向的冲孔运动能实现加工要求。
4连续模具中机械运动的调控
连续模具涉及到多个不同的工艺,如:冲裁、弯曲和拉深等冲压工艺,在冲压过程中里的机械运动同样也具备这些工艺特点。在控制连续模具时期可以分成各基本工艺有序进行,从而保证每个阶段的加工流程满足质量要求。一般在连续模具中需要逐渐提升冲压速度,这样能显著改善产品的生产效率。对于形状复杂、加工困难的产品,在冲压时会遇到很大的难度,需要加工人员采取特殊的工艺处理。可以把连续模具设计中划分为效率较高的冲压运动,如:工程膨胀螺钉圆筒件,其连续模具设计则能把其圆筒成型运动分解为两侧90°圆弧弯曲、中间60°圆弧弯曲、整体抱圆、圆度校正等工艺流程,从而显著改善了产品的加工效率,维持了冲压件的圆度符合设计要求。在冲压加工时要注意连续模具因为在实际生产中还牵涉到送料机、吹风装置等,这就需要设计人员安排计划时充分考虑这些因素,保证各个装置之间能协调运行,这有助于连续模具的政策生产加工。
5拉深模具中机械运动的调控
在拉深工艺中,其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,且维持下降趋势,进入凹模,凸模、凹模及板料形成相对运动,造成板料体积成形,最后把凸、凹模分开,凹模滑块将工件推出后完成拉深运动。
卸料板和滑块的运动是很重要的,其关系着整个模具的加工质量。操作人员要对卸料板的运动严格控制,使其在凸模与板料接触之前完成操作。此外,还要对压料力要严格控制,避免拉深件发生起皱等,这样可以避免整个结构体系出现问题。科学设计拉深复合模需要对不同构建的过程严格控制,从而满足产品生产加工的需要。此外,对于装饰品和日用品的拉深件需要有卷边(或滚边)工序,模具设计对滚轴结构要采取合理的布局,因而卷边过程中滚动的摩擦力很小,不会对工件的层面造成损坏。对需在马达中旋转的拉深结构件,切边的高度、跳动度等要求相当高,这就要对旋切结构进行合理转换,保持正常的处理防范,这样才能达到各种尺寸精度的要求。根据使用情况看,旋切结构在实际设计改良后的质量、性能都显著改善,使得冲压模具的工艺效果得到了最大的发挥。
6结语
冲压模具加工是现代机械制造行业的新方式,在加工过程中要采取综合性的设计方法。企业在引进冲压模加工后,要做好各个方面的控制工作,满足不同的生产加工要求,最终保持产品质量符合要求。
参考文献
[1] 王秀凤.冷冲压模具设计与制造[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006.
[2] 郝滨海.冲压模具简明设计手册[M].北京:化学工业出版社,2006.