冲压模具成形技术
钣金的形状可以分解成一些简单的图形元素，然后合成所需的图形。比如矩形是四个直角的合成；波形是一些曲线等的合成。因此，对于一些小批量甚至单件精度要求较高的钣金零件，可以将一些常见零件快速装配成一个单元冲压模具，利用数控技术使其快速成型。将加工后的钣金零件视为可分割的平面图形，将分割后的简单图形元素数字化。即根据其方向进行定位和编码。如图1，槽口1，2，3，4的(δx，δy)都相等，方孔5的(δx，δy)等于(δx，δy)的两倍。如果现有万能冲头的宽度等于δx，长度等于δy，则按图65433。槽口1由位置(2，0)和位置(3，0)组成，槽口2、3、4也由两个位置组成，方孔由八个位置组成。如果用矩形单元进行快速成型，可以得到如图2所示的二维码，并且由于细分的原因，得到的码更长。如果采用方形单元进行快速成型，可以得到如图3所示的二维码，代码减少一半。
矩形单元的二维编码如下:
对于等距简单图形零件的快速成型，如关键齿廓，由于节距相等，编码进一步简化。键齿代码示意图，如图2所示。图中用的是三角形单元，实际应用中用的是梯形单元，可以简化为一维数组。
参数定义:
齿数——冲压的数量，现在假设是5。
间距-冲压过程中y方向每次移动的距离。
步差-冲压时x方向移动一个单位的距离。
差分编号-冲压过程中x方向的移动单位。
当选择了节距和级差后，就可以将键齿廓的加工位置转换为级差，最终齿廓编码为一维数组((2 1 3 2 1))。由上可见，数字编码是单元模具快速成型的关键，恰当的编码不仅可以提高生产效率，还可以节省存储内存。大多数中小企业没有经济实力购买高档数控冲床，数控机组的冲压模具可以直接安装在普通冲床上作为简易数控冲床使用。
快速成型模具机构的示意图如图3所示。上模是冲压机构。光电头安装在上模板下，检测冲头的升降。坯料的夹紧应根据不同的需要来设计。料板由步进电机驱动，控制X、Y方向的丝杠。下模为凹模机构，直接安装在工作台上。4.1电机驱动和选择
步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。* * *有永磁型、电抗型、混合型三种。混合型集中了前两者的优点。综合考虑性价比，拟选用两相混合式步进电机，步进角1.8o。
驱动的种类和类型很多，考虑细分类型。因为细分可以消除电机的低频振荡，提高电机的输出转矩和分辨率。考虑到速度和精度，细分系数设置为4。
4.2系统硬件设计
数控单元的冲压模具安装在曲轴压力机上，机床的冲压原理不变。有两个方面要控制:一是要确定零点和各站点的位置；其次，在上模往复运动的开始和停止之间，根据编码和这两个运动的协调进行工件在X和Y方向的快速进给和进给运动。即实现冲压和进给动作的同步控制。控制系统框图，如图4所示。光电信号检测电路图如图5所示。
数控系统的人机界面用键盘输入LED显示键盘有数字键、设置、修改、搜索、X、Y方向调整、执行等功能键。，可用于完成加工程序的输入和修改以及控制的操作和调整。操作者根据工件的形状在计算机上编码，自动生成加工程序，并通过串口将加工程序下载到单片机中保存在FLASH ROM中。模具安装好后，手动调整零位。执行后，单片机从FLASH ROM中获取加工程序，计算出X、Y方向的步进距离，然后转换成相应的步进脉冲数，控制步进电机在X、Y方向的旋转步数。当光电信号检测到上模处于打开位置时，数控系统迅速将待加工工件定位到加工位置，并启动冲床上的冲压模下压，实现一次冲压。当冲头带动上模打开时，数控系统迅速将待加工工件移动到下一个加工位置，等待下一次冲压，直到冲头停止移动。
4.3系统软件设计
整个系统由上位机管理。系统的软件语言为Visual Basic 6 .0，其集成开发环境(IDE)集成了设计、修改、调试、生成等功能，人机交互界面非常友好。它是Windows环境下功能强大的编程语言，简单易学，可视化程度高。
系统的软件结构采用模块化结构，* * *有五个功能模块:系统开机后，进入Windows界面，双击“NC单元冲孔模具”图标，即弹出应用界面，可以选择功能模块。系统软件的功能模块图如图6所示。
编辑模块用于编辑、修改和生成用户对设定参数组进行操作的程序。
参数设置模块将输入的参数组制成数据表，发送到数据库供程序调用。
运行管理模块负责程序的运行和中断。
通信模块负责上下位机之间的通信管理，即使用MSCOMM控件将控制程序段和调用的参数组通过RS232串口发送到单片机，使单片机执行控制工作。
查询模块。方便用户查看和调用保存的文件。
单片机的程序也采用模块化结构。和上位机一样，有五个功能模块，通过通讯接口接收上位机的输入指令，控制步进电机在X和Y方向的运动。也可以不用上位机直接控制操作。上位机通信程序流程图如图7所示。下位机通信程序流程图如图8所示。
随着数控技术、伺服技术和运动部件的发展，以及市场经济的需要，数控单元冲压模具快速成型技术发展迅速。对于中小型传统企业来说，这种高新技术与传统制造技术相结合，无疑是一种方便快捷、投资少、见效快的技术。随着经济和科学技术的不断发展，在外模库中实现自动装卸设备和自动换模设备已经摆在了人们的面前。可以看出，数控冲压的发展是建立在相关技术和新结构发展的基础上的。单元冲压模具快速成型技术无疑是先进冲压技术发展的新起点。