数控冲床及冲模技术在钣金加工行业的应用

1、数控冲床及冲模技术在镀金加 工行业的应用数控冲床及冲模技术在镀金加工的应用内容来源网络，由“深圳机械展（11万"，1100多家展商，超10万观众）” 收集整理！更多cnc加工中心、车铳磨钻床、线切割、数控刀具工具、自动化、数字无人 工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钺金冲压折弯、精密零件加工等展示， 就在深圳机械展.钺金加工工艺主要包括冲孔、浅拉伸和压印，其 加工的工件具有形状复杂、零件精度较高等特 点。采用传统的普通冲床，加工效率低、质量不 高。数控转塔冲床与普通冲床相比，模具库数量 多，可自动换模，节省换模时间；具有高效率、 高精度、自动化程度高的特点，在质量与效率上 都有很大

2、的优势。本文将从数控转塔冲床的发 展、加工工艺应用、加工工艺存在的问题及对策、 数控转塔冲床模具的介绍及应用这四个方面进 行简单概述。I一数控转塔冲床的发展数控冲床起源于美国 WIEDEMANN 公司， 1932年该公司生产出了简单型回转头冲压机 床。经过多年的发展，数控技术、液压技术、伺 服电机技术不断推陈出新，数控转塔冲床也在更 新换代。从其诞生到现在，主要经历了以下三个 发展阶段。数控机械转塔冲床数控机械转塔冲床 工作原理为：离合器控制冲头冲压动作，主电机 带动飞轮旋转，利用飞轮旋转产生的惯性力对工 件进行冲孔或成形加工。优点有：机械结构相对 简单，机床占地面积小、产品成本低、故障率低

3、以及性能稳定等；缺点是冲压效率低，冲压行程 不可调，冲压速度低、噪声大。代表产品有日本 村田机械Muratec 的C系列冲床、日本天田 AMADA 的ARIES系列等。数控液压转塔冲床数控液压转塔冲床通过电液伺服阀控制液压缸 上下动作，液压缸与冲头组件连接，从而控制冲 头的冲压动作。优点有：冲压速度较快，综合效 率较高；缺点是液压系统对环境要求较高，温度 太高或者太低都会影响机床正常工作， 液压油需 要定期更换，且更换的油对环境有影响。国外代 表产品有芬兰FINN-POWER 的X5液压冲床、 日本村田机械Muratec 的V系列冲床、日本天 田AMADA 的VIPROS系列冲床；国内代表产

4、品有亚威的 HPH/HPI/HPQ 系列冲床、金方圆 的VT系列冲床等。数控伺服转塔冲床数控伺服转塔冲床是当代主流技术产品，代表了 数控冲床的发展方向。主传动结构形式主要有曲 柄连杆结构、肘杆式结构、斜楔式结构、摆杆式 结构等。伺服电机的高动态特性使冲头冲压频次 进一步得到了提高，产品的综合效率更高，更加 节能环保。国外代表产品有日本村田机械 Muratec 的M系列冲床、日本天田 AMADA 的AE系列和EM系列冲床、意大利Prima Power的E5X冲床；国内代表产品有亚威的 HPE系列冲床、金方圆的 MT系列冲床等。数控转塔冲床的加工方式及加工工艺应用 数控转塔冲床加工方式可分为单次冲

5、孔、步冲、 蚕食、单次成形、多次连续成形等几种形式。从 加工工艺角度，数控转塔冲床可完成的加工工艺 主要包括：冲孔、浅拉伸和压印。冲孔主要是冲 方孔、圆孔、腰形孔等；浅拉伸主要有凸包成形、 翻边、百叶窗、滚筋、滚台阶等；压印主要有冲 压商标、标记、字符等。数控转塔冲床的加工工 序主要分为先下料后冲压和冲压套裁加工两种。 两种方式在效率上有所区别。对于单件形状规整 的工件可以先下料，后冲压加工，省去裁边的时 间，效率会高一点；对于批量加工的工件来说， 套裁加工方式的优势显得十分明显。 下面对其进 行数据的分析及对比。先下料，后冲压在进行下料时，首先要对板材进行剪裁， 按照零 件的外形尺寸要求，使

6、用剪板机或者其他方式下 料，然后用自动编程软件进行模具匹配图形处 理，自动生成加工程序，用数控冲床进行自动加 工。如图1所示，板件加工尺寸为 480mm X 480mm）在一张长、宽尺寸为 2500mm X 1500mm 的板材上可以加工出此种 矩形板料15块。如果单个零件下料时间为 30 秒，则总下料耗时为7分钟30秒。在此过程中， 需要人工将下好料的板材放置在冲床上进行加 工，单个工件加工需要4种模具进行166次冲 压，单件加工耗时41秒，则15件工件加工总 耗时10分钟15秒，再加上装卸工件的时间， 1件按15秒计算，15件装卸总时间需要3分钟45秒。整个过程加起来，总耗时21分钟30

7、秒。心）理第（tj）CAD图S11单个零件加工冲压套裁加工图2所示为冲压套裁加工方式。排料在整个板 材上进行，将15个零件整齐排布，利用冲床长 方模具将各个零件单独切断分开。为了预防零件 的脱落，需要增加微连接。零件与零件之间留有 5mm间隙，这是切边模具的尺寸宽度。此种加 工工艺需要5种模具，冲压1850次，整个过 程需要11分钟10秒。加工完成后，需要对各 个零件之间的微连接进行切断打磨处理，耗时按4分钟计算。总共耗时约15分钟10秒。通过 以上数据分析对比可知，批量生产的镀金件可以 用套裁的方式进行加工，既提高了生产效率，同 时操作工又不需要频繁更换板料，降低了劳动强 度。加工工艺存在的

8、问题及对策 数控转塔冲床加工工艺存在的问题主要有板材 表面压伤、板材表面划伤、加工后的板材发生变 形、加工后的板材产生毛刺大等，下面分别进行 描述。板材表面压伤产生压伤的原因主要有以下几点：板材表面有 杂物；刀具上下模刃口处有废料；转盘中间 有杂物；加工过程中产生废料反弹导致压伤。 相应的解决措施有：加工前对板材表面进行清 理，去除杂物；根据不同板厚、不同材质的板 材合理的选择下模间隙，并及时检查模具刃口， 对模具做好保养工作；定期对转盘中间及周边 进行清理，去除废料等杂物；合理选择模具， 例如加工不锈钢板材时，选择加涂层的模具（涂 层的作用：1）降低板材的粘连；2）提高耐磨性能； 3）增强模

9、具的表面硬度；4）延长模具的使用寿 命）；选择防废料下模及防废料反弹模具；模具 研磨后需要进行退磁处理等。板材表面划伤产生划伤的原因主要有这几点：冲压时预压点 过低，板材移动过程中模具与板材发生摩擦，产 生划痕；人工在上料、下料过程中产生划伤； 人工对板材表面抛光打磨时产生划痕；模具 自身上下模表面有划伤。相应的解决措施有： 简化电气程序，避免板材运动时与模具干涉； 人工上料、下料过程中两个人进行，避免板材与 其他硬物摩擦；抛光打磨时尽量避免产生过多的划痕，也可以使用去毛刺模具；检查模具表 面是否有划伤，如有可用油石对其进行打磨处 理。加工后的板材发生变形如果在一张板材上冲很多的孔，板材不可能

10、保持 平直，很容易发生变形，这是由于冲切应力的累 积造成的。每次冲一个孔时，孔周边的材料会被 向下拉伸，使得板材表面产生张力。冲切时向下 运动也会造成板材下表面的压力增大。 对于少量 的冲孔，这样的影响不明显。但当孔的数量成倍 增加时，张力和压力作用会成倍增加， 直至板材 变形。相应的解决措施有：可以使用多孔模来 加工，减少冲压次数，减少变形；抵消这一效 应的方法是首先每隔一个孔冲切，然后返回冲切 剩余的孔。这种方法虽然两种情况下加在板材上 压力相同，但是在冲压剩余孔时产生的内应力可 以抵消在冲压首次冲孔时累积产生的内应力和 材料压缩。同时，第一序列的孔也能够吸收第二 序列孔的一些扭曲变形。加

11、工后的板材毛刺大产生的原因较多，主要有这几点：模具间隙选 择不合理；模具自身问题；机床模位上下同 轴度跑偏；模具上表面与打击头接触时受力不 均匀。相应的解决措施有：依据模具手册，针 对不同加工板材时选择合理的模具间隙； 将模 具返修或更换新的模具；调整机床模位上下同 轴度至出厂要求；重点检查打击头及转盘部件，找出原因并维护，保证模具上表面在冲压时 的受力均匀。数控转塔冲床模具的介绍及应用 模具分类数控转塔冲床模具主要分为厚转塔模具、薄转塔 模具和专用模具等。厚转塔与薄转塔的主要区别 在于模具的长度不同，厚转塔的总长及导向长度 比薄转塔的长。本文主要介绍厚转塔模具。厚转 塔模具市场上，主要使用有

12、两种模具：标准模具 和90系列模具，由于各个厂商的叫法不一样， 其主要结构原理大致相同，相应的结构示意图如 图3所示。两者主要区别在于以下几点：价 格不同。标准系列比90系列价格低，性价比较 高；研磨量不同。标准模具冲芯的研磨量正常 在2mm 3mm)90系列的达5mm 8mm) 单从这一点来说，90系列的使用寿命较标准的 长；模具调节方式不同。标准系列需要工具调 整模具顶端的螺钉来调整模具高度，而 90系列 不需要工具即可调节，每次旋转一格，模具高度 调整一定数值。模具种类冲压模具主要分为标准冲孔模具和成形模具。标 准冲孔模具主要有：长方模、正方模、腰形模、 三角模、圆模、正多边形模等。成形

13、模具（图4） 主要有：滚筋模、滚台阶模、百叶窗模、凸包模、 翻孔模、冲切成形模、双桥模等。另外，模具厂 商也推出了高档的特殊模具（图5）,如攻丝模、 去毛刺模、多子模等，这些模具丰富了冲床的加 工工艺，不足的是性价比不高。闻4域施淳具去毛剁梗（口）覆图5恃殊模具模具保养具需要及时刃磨，刃磨的时间点如下。1）刃口 圆角半径达到0.25mm 时；2）有较大毛刺产 生；3）冲压噪声异常。刃磨的注意事项如下。1）冲头和下模都要磨；2）对使用的46目白刚玉 砂轮，保持其砂轮锋利；3）吃刀量小于 0.013mm ; 4）对模具保持足够的冷却；5）工 装夹持模具稳定可靠；6）刃磨后清洗、去磁、 润滑。定期对模具进行涂油防锈处理。 定期 检查模具高度、紧固件有无松动。数控冲床及冲模技术在镀金加