冲压模具设计中对机械运动的控制和运用
摘要：在冲压过程中，机械运动贯穿始终。各种冲压工艺的实现都有其基本运动机理，这种运动是与模具密切相关的，各种模具的结构设计和力学设计最终都是为了满足其能够实现特定运动的要求。设计的模具能否严格完成实现冲压工艺所需的运动，直接影响到冲压件的品质，所以在模具设计中应对机械运动进行控制。同时为了达到产品形状尺寸的要求，不能够拘泥或局限于各种工艺基本运动模式中，而应不断发展和创新，在模具设计中对机械运动灵活运用。
关键词：冲压模具设计，机械运动，控制，灵活运用
1.引言
本论文是以冲压工艺学基本理论为依据，通过对各种冲压工艺基本运动的分析，提出了对冲压模具设计的要求。首先阐述冲压过程中，机械运动的基本概念，然后逐项分析了冲裁、弯曲、拉深工艺的基本运动机理，指出模具设计中应着重控制到的内容，并介绍了在模具设计中对机械运动灵活运用的方法和一些实例。最后总结了根据具体情况进行产品工艺运动分析的方法，并强调在模具设计中，对机械运动的控制和灵活运用对提高设计水平和保证冲压件品质的重要意义。
2.冲压过程中机械运动的概述
冷冲压就是将各种不同规格的板料或坯料，利用模具和冲压设备（压力机，又名冲床）对其施加压力，使之产生变形或分离，获得一定形状、尺寸和性能的零件。一般生产都是采用立式冲床，因而决定了冲压过程的主运动是上下运动，另外，还有模具与板料和模具中各结构件之间的各种相互运动。
机械运动可分为滑动、转动和滚动等三种基本运动形式，在冲压过程中都存在，但是各种运动形式的特点不同，对冲压的影响也各不相同。
既然冲压过程存在如此多样的运动，在冲压模具设计中就应该对各种运动进行严格控制，以达到模具设计的要求；同时，在设计中还应当根据具体情况，灵活运用各种机械运动，以达到产品的要求。
冲压过程的主运动是上下运动，但是在模具中设计斜楔结构、转销结构、滚轴结构和旋切结构等，可以相应把主运动转化为水平运动、模具中的转动和模具中的滚动。在模具设计中这些特殊结构是比较复杂和困难，成本也较高，但是为了达到产品的形状、尺寸要求，却不失为一种有效的解决方法。
3.冲裁模具中机械运动的控制和运用
冲裁工艺的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并继续下降进入凹模，凸、凹模及板料产生相对运动导致板料分离，然后凸、凹模分开，卸料板把工件或废料从凸模上推落，完成冲裁运动。卸料板的运动是非常关键的，为了保证冲裁的质量，必须控制卸料板的运动，一定要让它先于凸模与板料接触，并且压料力要足够，否则冲裁件切断面质量差，尺寸精度低，平面度不良，甚至模具寿命减少。
按通常的方法设计落料冲孔模具，往往冲压后工件与废料边难以分开。在不影响工件质量的前提下，可以采用在凸凹模卸料板上增加一些凸出的限位块，以使落料冲孔运动完成后，凹模卸料板先把工件从凹模中推出，然后凸凹模卸料板再把废料也从凸凹模上推落，这样一来，工件与废料也就自然分开了。
对于一些有局部凸起的较大的冲压件，可以在落料冲孔模的凹模卸料板上增加压型凸模，同时施加足够的弹簧力，以保证卸料板上压型凸模与板料接触时先使材料变形达到压型目的，再继续落料冲孔运动，往往可以减少一个工步的模具，降低成本。
有些冲孔模具的冲孔数量很多，需要很大冲压力，对冲压生产不利，甚至无足够吨位的冲床，有一个简单的方法，是采用不同长度的2～4批冲头，在冲压时让冲孔运动分时进行，可以有效地减小冲裁力。
对那些在弯曲面上有位置精度要求高的孔（例如对侧弯曲上两孔的同心度等）的冲压件，如果先冲孔再弯曲是很难达到孔位要求的，必须设计斜楔结构，在弯曲后再冲孔，利用水平方向的冲孔运动可以达到目的。对那些翻边、拉深高度要求较严需要做修边工序的，也可以采用类似的结构设计。
4.弯曲模具中机械运动的控制和运用
弯曲工艺的基本运动是卸料板先与板料接触并压死，凸模下降至与板料接触，并继续下降进入凹模，凸、凹模及板料产生相对运动，导致板料变形折弯，然后凸、凹模分开，弯曲凹模上的顶杆（或滑块）把弯曲边推出，完成弯曲运动。卸料板及顶杆的运动是非常关键的，为了保证弯曲的质量或生产效率，必须首先控制卸料板的运动，让它先于凸模与板料接触，并且压料力一定要足够，否则弯曲件尺寸精度差，平面度不良；其次，应确保顶杆力足够，以使它顺利地把弯曲件推出，否则弯曲件变形，生产效率低。对于精度要求较高的弯曲件，应特别注意一点，最好在弯曲运动中，要有一个运动死点，即所有相关结构件能够碰死。
有些工件弯曲形状较奇特，或弯曲后不能按正常方式从凹模上脱落，这时，往往需要用到斜楔结构或转销结构，例如，采用斜楔结构，可以完成小于90度或回钩式弯曲，采用转销结构可以实现圆筒件一次成型。
值得一提的是，对于有些外壳件，如电脑软驱外壳，因其弯曲边较长，弯头与板料间的滑动，在弯曲时，很容易擦出毛屑，材料镀锌层脱落，频繁抛光弯曲冲头效果也不理想。通常的做法是把弯曲冲头镀钛，提高其光洁度和耐磨性；或者在弯曲冲头R角处嵌入滚轴，把弯头与板料的弯曲滑动转化为滚动，由于滚动比滑动的摩擦力小得多，所以不容易擦伤工件。
5.拉深模具中机械运动的控制和运用
拉深工艺的基本运动是，卸料板先与板料接触并压牢，凸模下降至与板料接触，并继续下降，进入凹模，凸、凹模及板料产生相对运动，导致板料体积成形，然后凸、凹模分开，凹模滑块把工件推出，完成拉深运动。
卸料板和滑块的运动非常关键，为了保证拉深件的质量，必须控制卸料板的运动，让它先于凸模与板料接触，并且压料力要足够，否则拉深件容易起皱，甚至裂开；其次应确保凹模滑块压力足够，以保证拉深件底面的平面度。
拉深复合模设计合理，可以很好地控制结构件的运动过程，达到多工序组合的目的。例如典型的落料拉深切边冲孔复合模具的设计。
另外，有些装饰品和日用品的拉深件需要有卷边（或滚边）工序，模具设计中也用到了滚轴结构，所以在卷边过程中滚动的摩擦力非常小，不容易擦伤工件表面。
对那些需要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，需要在模具中设计特别的旋切结构，利用旋转（切）运动修边，不仅能保证切边的尺寸精度高，甚至切边的毛刺及冲切纹路亦相当美观。值得一提的是，此旋切结构在实际设计改良后，已经非常易于模具加工制作，并且已运用于连续拉深模具当中。
6.连续模具中机械运动的控制和运用
连续模具中常常同时包括了冲裁、弯曲和拉深等冲压工艺，因而其冲压过程中的机械运动也包括了这三种工艺的基本运动模式，对连续模具中运动的控制，应分成各基本工艺分别进行控制。
通常连续模具要求不断加快冲压速度，提高生产效率，有些形状较复杂、较特别的冲压件，其冲压运动较费时，在连续模具设计中可以分解成效率较高的冲压运动。例如，工程膨胀螺钉圆筒件在连续模具设计中即可将其圆筒成型运动分解为两侧90度圆弧弯曲～中间60度圆弧弯曲～整体抱圆～圆度校正四个工序，不仅提高效率，亦能保证冲压件圆度。
需要特别指出的是，连续模具因为在实际生产中还牵涉到送料机、吹风装置等，在设计中应充分考虑到这些因素，让冲床、模具、送料机和吹风装置的运动在时间上配合好，连续模具才能真正顺利生产。
7.结束语
尽管各种工艺的基本运动原理是不同的，但是也有共同点，就是卸料板（或滑块）的运动是重要的控制因素。实际上，在模具设计当中，产品的冲压工艺不可能都象各种工艺的基本运动那样简单，应当要根据具体情况对产品工艺作好运动分析，再据此作进一步的设计。
在对产品工艺运动作分析时，应主要考虑其必要性、时间性、可行性，还应具有创造性。必要性是指运用基本运动原理判断需要那些运动来实现产品工艺；时间性是指所需各项运动的先后顺序；可行性是指能否通过结构设计和力学设计来实现所需运动；创造性是指在前述运动无法被实现或运动无法完全实现产品工艺的情况下，要善于大胆采用新方法去努力实现产品工艺，也就是前面所说的对机械运动的灵活运用。
冲压过程存在多种多样的机械运动，而各种机械运动对冲压工艺实现与冲压件品质的影响也各不相同，因而在冲压模具设计中对机械运动的控制和灵活运用对提高设计水平和保证冲压件品质具有重要意义。
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毕业论文课题简介范文(一)
从现在的科学角度来看，随着科技的飞速发展，人类在各个领域的不断创新，以及每个国家之间的日益交流和国力的大大提升，人类在许多方面已经创造出了很多的陈果。此外，随着工业水平的不断提高以及人们的生活水平日益改善，对很多的方面有了新的要求，这样就导致了需要新的机械产品来提升水平，板材送进夹钳装置就是其中是一。
现如今，科学技术发展较快，产品更新的速度也在不断的加快。本次设计上的夹钳装置也和其他的机械行业一样不断向前迈进，据可靠研究调查发现，当前已经在运行的主机行业已十分广泛，特别的在很多高档的制造行业和国家重点相关项目中，对其的需求量也在不断扩大，那么在这种情况之下也必然会使得夹钳行业向前发展。经过我国几代科学工作者的不懈努力，在板材送进装置方面也已取得突破性进展。例如由中南科学院廖卫献研究的送进机，已经将送进的硅块从84块增加到96块，使得材料的利用率有了很大的提高。通过此种方法，可以实现冲床每年提高加工能力160-300t。在众多的的送进装置中，气结构形式有多种。例如可以用机械手进行送进，其过程是用机械手抓住由传送带传送而来的板材，进而放入落料架。通过调查得知，国外的送进装置发展也非常迅速而且日趋成熟。通过对国外的生产和研究的调查，一些工业发达国家或地区，日本、美国最具代表性，尤其是日本，由于机械式自动送进机构相对简单，故而对其涉及的研究很少。而代替的是对更加新型的送进的理论的研究与设计。在国内外的专业人员的不断设计与探索之后，也设计出了很多具有时代意义的新的送进装置。在日本有专家研究出利用机械手与冲床相结合的方法进行送料。但是这种方法需要从侧面送料，故设计时很复杂而且不易制造维修。而且成本相对较高不适宜中小企业进行规模化生产。在工作时，以冲床上的曲轴作为主输送轴。然后通过花键轴进行伸缩运动，球头部件会被连接到机械手轮。期间，相关的传动部件还要通过动作使机械手与机床同步，从而完成整个运送过程。此外，改送进装置还配备有另外的一套专用的驱动可移式输送机，通过该输送机就可以将板材送至主机的位置处进行加工。但是，它的这套系统是根据日本本国发展情况而定的。因此，它只能适合于日本本国加工的使用，所以不太适合我国的纵向送进的要求。
许多资料表明，如果根据现在的整体的综合水平来看，我国的某些行业还不能跟上发达国家的水平。同时，在夹钳装置的行业，就性能方面还有着很大的差距，列如，可靠性、安全性、以及环保性。因此，当前必须大力发展科技，提高自主创新能力，在科技方面加大投入，只有这样才能赶上发达国家的技术水平。
本设计中，采用液压缸进行推动并固定，采用气缸进行夹紧。它有着很多的优点，使得装置运行平稳，可靠性大大提高，传送时较为灵敏。同时，最为一个在生产中的配套辅助机构使得工人的劳动强度降低。
毕业论文课题简介范文(二)
我的毕业设计课题及部分参考资料来源于课本，名叫“冷冲压模具设计” 1.零件使用功能
冲压手轮，是一个生活中常见的零件。
冲压手轮零件是安装在阀门上，通过内方孔连接轴传动，使阀门上的轴转动，达到锁紧或松开阀门的目的。
由冲压手轮零件图可知，其外形为旋转体拉深件，内缘有方孔，外缘又翻边，需对其进行工艺分析，制定工艺方案，编制冲压工艺卡，进行各道工序模具的总装设计。 我的零件如下：
零件名：冲压手轮
生产批量：大批量
生产材料：10 料厚：1mm 弯曲半径：1.2mm 2.冲裁零件的工艺分析(1)材料为10，许用伸长率[δ]=29%，弹性模量E=194MPa。(2)工件的形状结构：冲裁件外形应避免尖锐直角，为提高模具寿命，将部分90度倾角改为R1的圆角。零件上其他尺寸没有标注公差，按IT14级处理，并按“入体”原则标注公差。
生产材料：10 料厚：1mm 弯曲半径：1.2mm 2.冲裁零件的工艺分析
(1)材料为10，许用伸长率[δ]=29%，弹性模量E=194MPa。 (2)工件的形状结构：冲裁件外形应避免尖锐直角，为提高模具寿命，将部分90度倾角改为R1的圆角。
零件上其他尺寸没有标注公差，按IT14级处理，并按“入体”原则标注公差。
3.工艺方案的分析与确定
此工件需落料、第一次拉深、冲工艺孔、第二次拉深、切边、翻边、冲翻孔预置孔、内缘翻孔等工序冲。根据基本冲压工序可以有以下几种工艺方案。
方案1：落料、第一次拉深、冲工艺孔 → 第二次拉深 → 切边、冲预制孔 → 内缘翻孔、外缘翻边
方案1工艺特点：共需四副模具，每一工序的模具结构都相对比较合理，模具的制造周期短、成本低、工序相对集中、生产效率高，而且各道工序的定位可靠、工件的精度也比较高，模具的维修、调整都比较方便。
方案2：落料 → 第一次拉深 → 冲工艺孔 → 第二次拉深 → 冲预置孔 → 切边 → 翻边、翻孔。
方案2工艺特点：共需模具7副，半成品的中间周期较长、生产
效率低、模具数多、模具的制造成本高、
方案3：落料 → 第一次拉深 → 冲工艺孔→ 第二次拉深 → 冲预置孔 → 切边 → 内缘翻孔 → 外缘翻边。
方案3工艺特点：共需模具8副，此方案工序分散，每一道的模具结构简单、制造简单，维修、安装、调整、操作方便，但工序数目多、占地面积大、所使用的设备和人员多。模具数目多，所需的制造成本高，工件的中间周期次数多，而且重复定位次数多，工件的质量难以保证。
结论：通过对以上三个方案的分析，方案1比较符合冲压工艺性的要求，所以选择方案1为冲压手轮的冲压工艺方案。即：工序1—落料、第一次拉深、冲工艺孔;工序2— 第二次拉深;工序3—切边、冲预制孔;工序4—内缘翻孔、外缘翻边。
4.模具
本次设计模具共有四张
第一张题目为:冲孔落料拉深复合模
模具工作原理:材料从右向左横向送入，工作时，板料以挡料销定位，滑块下行，凸凹模1与落料凹模4进行落料;滑块继续下行，凸凹模7和凸凹模21的共同作用，将坯料拉深成形，弹性压料装置的力通过顶杆30传递给压料板22，并对坯料施加压料力。当拉深至4mm时，由冲孔凸模9和凸凹模21进行冲孔。拉深工作结束，滑块回程，卸料板6将卡在凸凹模7上的条料卸下;弹性压料装置回复，顶出工件，刚性打料机构将工件从凸凹模7中推出;冲孔废料通过压机台板孔漏出。
第二张题目为:单工序拉深模具
模具工作原理:此模具为压料倒装式拉深模。工作时，将第一次冲压工序件凸台套入压料圈5定位，滑块下行，拉深凹模6与压料圈5压紧凸缘材料后，拉深凸模3和拉深凹模6进行拉深。上模回程，压料圈5顶起套在拉深凸模53上的制件，上模继续回程，推件块7将制件推出凹模。
第三套题目为:切边冲孔复合模具
模具工作原理:此模具为倒装复合模。该模具的凸凹模11装在下模，切边凹模6和冲孔凸模15装在上模。工作时，将制件套入凸凹模11定位，上模下行，在切边凹模6与凸凹模11、冲空凸模15与凸凹模11作用下，对坯料进行切边和冲孔。上模回程时，切边废料由卸料板5顶出凸凹模11;冲孔废料直接由凸凹模内孔推下;卡在切边凹模6内的冲压件由刚性推件装置推下。
5.本次毕业设计的作业及完成结果
通过几个月来的精心准备，我的作业是有这些： 毕业设计说明书(冲压手轮模具设计)共25页 模具设计装配图共4张(共2.5张A0) 零件设计零件图共30张(A4) 图纸总量4张A0
其中有一张手绘装配图(第二次拉深单工序模具)
1. 照相机壳体的注塑模具设计与数控编程(字数:20865.页数:41 )
2. 云内498型内燃机气缸垫冲压模设计(字数:15517.页数:32 )
3. NE50内链板冲孔模具设计(字数:16187.页数:34 )
4. NE50内链板下料模具设计(字数:13311.页数:31 )
5. NE100料斗侧板冲孔下料组合模具设计(字数:8550.页数:25 )
6. 齿轮箱外覆盖件造型设计及注塑模具设计(字数:15650.页数:38 )
7. 充电器外壳注射模的CAD设计(字数:14458.页数:34 )
8. 打印机壳体的注塑模具设计与数控编程(字数:29580.页数:48 )
9. 基于3D的瓶盖注射模设计(字数:11181.页数:35 )
10. 基于3D的洗衣机机盖注射模设计(字数:15474.页数:38 )
11. 咖啡壶底座注塑模具设计(字数:20282.页数:56 )
12. 矿井保护网支柱的注塑模具设计(字数:14309.页数:33 )
13. 连续拉伸冲压模具设计(字数:8267.页数:29 )
14. 龙门吊油改电集电器设计及三维造型(字数:8833.页数:42 )
15. 旅行电吹风机下壳注塑模设计(字数:16910.页数:31 )
16. 皮碗座的注射模设计(字数:19578.页数:51 )
17. 汽车板壳件模具设计(字数:18203.页数:38 )
18. 汽车保险盒注塑模具设计(字数:14344.页数:44 )
19. 汽车驾驶室储物盒锁扣注塑模具设计(字数:15349.页数:34 )
20. 汽车纵梁冲孔模具设计(字数:12670.页数:31 )
21. 手机外覆盖件(下盖）造型设计及注塑模具设计(字数:16950.页数:44 )
22. 鼠标下盖塑料模具设计及成型工艺分析(字数:17476.页数:33 )
23. 水箱框架延长件侧修边冲孔侧冲孔复合模具设计(字数:13128.页数:32 )
24. 外罩零件造型设计及其注塑模具设计(字数:14612.页数:41 )
25. 玩具卡车活塞的模具设计(字数:15597.页数:35 )
26. 压力机自动送料及冲压模设计(字数:10557.页数:28 )
27. 扬声器面板注塑模具设计(字数:21044.页数:44 )
28. 音箱面板注塑模具设计及数控编程(字数:19855.页数:36 )
29. 油缸侧抽型模具设计及数控编程(字数:27488.页数:60 )
30. 渔具收线轮的注塑模具造型设计(字数:21490.页数:47 )
31. CAD图+电动自行车控制器定位板模具设计说明书(字数:17366.页数:36)
32. 锐意车扬声器罩双型腔注射模设计(字数:17745.页数:41 )
33. 后泥板冲形冲孔模设计(字数:11068.页数:23 )
34. 赛马车后视镜盖双型腔注射模设计(字数:20919.页数:46 )
35. 自行车平叉接片落料模的设计(字数:6519.页数:20 )
36. 茶杯盖注塑模设计(字数:15851.页数:43 )
37. 民意汽车控制面罩单型腔注塑模设计(字数:26566.页数:63 )
38. 灯架冲三孔模设计(字数:12789.页数:24 )
39. 赛豹车中控盒后烟灰缸支架单型腔注塑模具设计(字数:23851.页数:47 )
40. 端盖落料拉深复合模设计及CAM(字数:12600.页数:46 )
41. 赛豹车通风百叶窗总成双型腔注塑模设计(字数:19148.页数:43 )
42. 赛豹车中控盒挡板单型腔注塑模设计(字数:28036.页数:60 )
43. 灯架翻边模设计(字数:8617.页数:23 )
44. 路宝车空调饰板双型腔注塑模设计(字数:20450.页数:46 )
45. 互锁板落料冲孔级进模设计及CAM(字数:10086.页数:34 )
46. 赛豹车中控盒挡板双型腔注塑模设计(字数:28663.页数:48 )
47. 立叉切头冲孔模设计(字数:11142.页数:26 )
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