支架沖壓工藝與模具設計探討

李先進

摘要：支架作為臨時或長久輔助性支撐加固架構，在生產及生活中的應用很廣泛。其功能效果與支架制作質量有關，支架制作涉及到沖壓工藝和模具結構設計，相關人員可以從這兩方面入手，對其進行優(yōu)化完善，使其能滿足支架質量標準要求。在沖壓工藝方面，相關人員要從眾多實施方案中篩選出最佳沖壓工藝方案，并將其與模具結構設計結合起來，使模具復合膜制作生產流程更加順暢。此外，相關人員還要注意相關事項，使其不會成為支架制作的影響因素。

關鍵詞：支架；沖壓工藝；模具設計

在對支架模具結構進行沖壓成型時，相關人員還要以工藝的實施要求與特點為理論基礎，在制作模具時，還要對具體的沖裁、彎曲、翻邊等工序進行控制，以保證支架成型中的安然無恙，完好無損。完好的支架應處于原位，其模具間隙也在可控范圍內。本文主要針對支架沖壓工藝與模具設計進行探討。

一、支架沖壓工藝

（一）工藝施工要求與特點

不同應用對象所需要的支架架構形狀、性能以及規(guī)模大小等皆不同，相關人員在研究支架沖壓工藝時，還應選擇一類支架裝置作為研究對象。本文主要以打火裝置支架為沖壓工藝施加對象。該支架的厚度為0.60mm，支架主要以金屬鉻為制作材料，相關人員可以借助CAD軟件獲得該支架的平面及三維圖紙[1]。對該支架結構進行分析，相關人員可以從形狀、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，支架的形狀不簡單，對參數(shù)進行設計時，會發(fā)現(xiàn)其允許誤差的范圍還在可控程度內。根據(jù)這些已知信息，相關人員可以著手設計具體的支架模具，模具可以輔助零件完美成型，所以相關人員可以從現(xiàn)有模具結構基礎上，對其進行簡化設計，使其簡便化。在零件成型中，會涉及到模具沖裁以及彎曲等環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)都有相關的設計制作要求，在彎曲方面，相關人員要對模具的彎曲回彈進行控制，以使模具結構更加合理。對支架外形進行研究，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稱結構，另外零件外形中還有很多棱角以及圓角過渡處，在支架與應用對象連接處，還有凹槽存在，相關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)主要會應用到沖壓工藝，相關人員要對零件的沖壓性能進行研究，并從中找到沖壓工藝施工重難點，使沖裁環(huán)節(jié)的沖裁技術落實效果更佳。

（二）沖壓工藝方案

支架沖壓工藝方案主要有三種，相關人員可對三種方案進行具體分析比較，從中篩選最適合支架沖裁制作的方案。方案科學合理，支架生產效率以及模具結構設計制作質量才能得到保證。每種工藝方案都需要考慮到多種因素，如支架本身結構、與結構有關的參數(shù)、制作技術以及生產工藝等。這些因素缺一不可，直接關系到沖壓環(huán)節(jié)效果。每種方案的工序以及要求等皆不同，相關人員要從經濟、技術以及安全性、制作的方便性等方面分析方案優(yōu)缺點。

方案的實踐對象為兩副模具，相關人員主要對每種方案下的支架展開形狀及彎曲成形質量進行研究。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)模生產方式，在該種模式中，相關人員需要在零件標記的孔洞位置處進行沖孔操作，沖孔完畢，要對支架零件中的異型孔進行檢查，看其周邊是否有廢料，如果有，還要及時處理，另外還要進行沖槽，槽的寬度要滿足要求，沖槽過程中產生的廢料也要及時去除[2]。最后落料，使所有材料都落實到位。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合形式，該形式可以精準定位，精準成形，如此零件的尺寸精度要求可以得到滿足。對比方案一和方案二，會發(fā)現(xiàn)兩種生產方式的投入成本和生產效率都不同，第一種方案雖然能保證零件質量，但施工操作比較復雜，成本與收益相差無幾。第二種方案成本花費小，生產成品的質量也能滿足要求，所以方案二的優(yōu)勢比較顯著。但其在實際執(zhí)行中也有缺陷，這些劣勢主要體現(xiàn)在零件中，零件的承載能力和強度及剛度等要求可能不會滿足零件生產要求。這與零件窄槽寬度以及支架邊緣空閑距離太短有關。為了保證零件性能，需要從模具制作質量方面入手，所以模具制作過程需要考慮的事項有很多，這也會增加模具制作要求。所以綜合來說，兩種方案都不能滿足沖壓生產要求。相關人員需要另辟蹊徑，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。沖裁的對象有零件切舌，切舌方式與沖裁方式有相同之處，相關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，這可以使零件的質量與精度得到保證，使零件生產不會受到進距與條料寬度的限制影響。在這種排樣方式中，相關人員需要對已沖裁操作完畢的孔進行去除，使零件孔的數(shù)量減少七個，另外還要消除兩個導正，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，會發(fā)現(xiàn)零件外表形狀與要求一致。在對其進行兩次沖裁的過程中，相關人員還要注意保護零件連接處，使其在保持完好無損同時不會被沖裁。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，相關的連接部分有頂回機會，相關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、模具結構設計

（一）沖裁膜設計

主要包括以下四方面，其一切舌凸膜。切舌的過程中，其凸膜會對對應位置處的板料造成影響，后者會在被切開同時，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不對稱，相關的切深數(shù)值也各有不同，這會直接使凸膜表面高低不平，相關人員在設計中，需要將其逐漸整平，即使凸膜兩側高度相差無幾[3]。在實際中，可對凸膜不同面類型進行改善調整，保持遠平近斜，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，頂回時間會縮短。保留邊處的角不應為棱角，應為圓角，如此凹膜在頂回時，不會受到棱角的擠壓，圓角在面對凹膜時，即使壓力再大，圓角也不會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，型號可以不同，這些材料需要經過熱處理，使其硬度達到某種要求范圍后，其才能被應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，相關人員在組件中，要選擇正確的導向方式，以使小凸膜組件強度及承載性能等不會太小。導向法可以輔助小孔凸膜組件，從而使模具制作質量得到保證。

其三條料定位裝置。定位需要準確，支架零件加工操作才不會出現(xiàn)精度差，所以在模具設計中，經常會采取初步定位和精細定位方式，前者主要參考物為沖裁過程中的側刃，后者主要出現(xiàn)在導正銷孔時，相關人員要明確側壓擋料裝置。該裝置在沖壓工藝落實中發(fā)揮了用武之地，其上的擋料塊可對條料端面形成初次阻擋。在此條件下，壓力機開啟，相關的滑塊下墜，作用于側刃上，條料的側面會被沖切上兩個小口。導正銷孔也會同時出現(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，條料長度以及形式等是不斷發(fā)生變化的，其在送進過程中，最開始沖出來的側面切口會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]。壓力機滑塊作用時間便是精定位進行時，在該過程中，導正銷的動作完成最后定位，相關人員要對其插入工藝孔的質量進行檢查，只有完全插入，定位才更加精準。

其四模具設計的最后步驟便是通過前三步，形成具體的沖裁模結構。該結構主要由凹膜、凸膜以及彈性頂件裝置等構成。

（二）彎曲、翻邊、脹形復合膜

在模具制作過程中，還需要經歷彎曲、翻邊以及脹形環(huán)節(jié)。具體過程為：凹膜為落料位置，相關人員要使兩者在接觸同時，接觸面平整。這些落料要與定位銷配合，凹凸模的位置才會精準，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，可能會出現(xiàn)過度定位或定位偏差問題，相關人員可以利用削邊銷來代替其中一個定位銷。使模具上的模保持上模下行關系，相關的凸膜、凹膜之間要對應起來，并同時對落料件進行施壓，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。零件底部的脹形質量和速度主要受相關凸膜與頂板的影響，相關人員要注意該工序發(fā)生時，壓力機滑塊的位置，要使其保持在下止點處。零件底部發(fā)生脹形后，支架零件本身基本上以達到穩(wěn)定要求。工藝的最后一步便是復合成形。主要推動頂板，使零件從相關凹膜中脫出，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，相關人員還要保證彎曲模的質量，并對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、支架沖壓及模具設計中的注意事項

模具設計制作中，凹凸模會產生重合，相關人員應對兩者重合高度進行控制，使零件彈回質量得到保證。此外還要做好設計計算以及加工裝配等該工作，使模具設計制作能順利完成。支架沖壓工藝以及模具復合成形都對支架零件的性能與強度等要求比較高，相關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以及模具設計制作中的注意事項和細節(jié)還有很多，相關人員都要做好關注和解決工作。對沖孔落料復合模板設計進行研究，其注意事項如下：沖裁零件壓力中心最終要與滑塊中心線保持一致，滑塊下落時才會順利完成沖切工作，但基于零件本身的不對稱，所以壓力中心處的壓力以及位置都需要經過精心計算獲得，而不是隨意確定中心位置。在復合模剛性推件裝置設計中，相關人員要利用凸緣式結構來使推件板保持穩(wěn)定，使其與相關的凹膜保持原來關系。這種結構要比整體式結構作用優(yōu)勢顯著。推件板外形與內形設計都要滿足推行要求，其相關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，不會被卡死。這種裝置還可以上下推行，所以相關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計結構不同，前者主要為直通式，后者主要為直刃壁式。

結語

在支架沖壓制作中，相關人員要借助模具結構來保證支架的形狀及尺寸等方面滿足應用對象的要求。支架制作越精細、精密，精度越高，其在應用中的功能表現(xiàn)越顯著。所以相關人員還要提高沖壓工藝的性能和模具結構設計水平及制作質量，如此支架整體生產效率才會提高。支架模具結構設計制作中涉及的參數(shù)很多，相關人員要對這些參數(shù)進行一一校對審核，使其與圖紙要求一致。

參考文獻：

[1]張岸明.支架沖壓工藝與模具設計分析[J].時代農機，2018，45（01）：136+138

[2]鄔慶周.支架沖壓工藝與模具設計的分析[J].現(xiàn)代制造技術與裝備，2017，4（10）：63+65

[3]楊世濤.支架沖壓工藝分析與模具設計[J].科技風，2017，11（16）：164

[4]陳保德，王濤.支架沖壓工藝與模具設計探討[J].山東工業(yè)技術，2015，12（12）：24

[5]朱超，胡兆國，曹素兵.支架沖壓工藝及模具設計研究[J].鍛壓技術，2014，39（07）：58-65