數(shù)控沖壓設(shè)備在加工工藝方面的應(yīng)用

 本文闡述了鈑金加工工藝的一個(gè)新的突破－－使用數(shù)控沖剪復(fù)合機(jī)床進(jìn)行沖壓.通過和使用傳統(tǒng)數(shù)控沖壓設(shè)備進(jìn)行加工的工藝的分析對比,列出不同工藝的優(yōu)缺點(diǎn),并對數(shù)控沖壓設(shè)備在加工工藝方面的應(yīng)用發(fā)展前景進(jìn)行了描述。

    1 前言
     隨著數(shù)控沖壓設(shè)備的發(fā)展，鈑金沖裁加工工藝向多元化方向發(fā)展。本文通過研究和分析傳統(tǒng)加工工藝和"數(shù)控沖剪復(fù)合機(jī)床"加工工藝的特點(diǎn)，提出了在鈑金沖裁加工工藝中應(yīng)如何合理地利用設(shè)備，和數(shù)控沖剪復(fù)合機(jī)床在加工工藝方面的發(fā)展前景。
    數(shù)控沖剪復(fù)合機(jī)床是鈑金加工工藝的一個(gè)新的突破，在鈑金加工方面開創(chuàng)了一個(gè)嶄新的領(lǐng)域，特別適合中小批量生產(chǎn)和柔性加工。
   
    2 加工工藝的分析
   
    零件的加工方法有很多，依照現(xiàn)有的設(shè)備和加工能力選擇合理的加工工藝是完成零件加工的首要條件。
    例如電腦刺繡機(jī)面板零件如圖1所示:外形尺寸L*W（410mm*400mm）生產(chǎn)加工工藝是先下料，然后放到數(shù)控沖床上編程加工或者是利用數(shù)控沖床進(jìn)行套裁。

    2.1 基于傳統(tǒng)的數(shù)控沖床沖壓的加工工藝
   
    傳統(tǒng)的工藝流程圖中，在工藝編制的時(shí)候有兩種不同的生產(chǎn)加工工藝:
    （1）先下料 ，后加工
    先用剪板機(jī)將板材按照零件外形尺寸下料，而后編輯數(shù)控程序進(jìn)行加工，如圖2所示，將裁剪好尺寸的板材用數(shù)控沖床的夾鉗夾持進(jìn)行加工，此種加工工藝在下料時(shí)要進(jìn)行修邊，并要保證4邊的垂直度，按照理想狀態(tài)在一張1250*2500的板材上能加工18塊410mm*400mm的矩形板料，通常按照寬度小于 5mm的板條為廢料，材料利用率小于9%，平均每個(gè)零件的下料按照30秒計(jì)算，耗時(shí)9分鐘，需要1個(gè)人工:將下料后的板材到數(shù)控沖床上加工，每個(gè)工件加工所需6種模具，共沖壓93次完成此工件的加工，加上裝夾和卸下工件的過程，每個(gè)工件完成耗時(shí)1分鐘，需要1個(gè)人工。

    （2） 沖壓套裁
    在整張板材上排料18個(gè)零件，用數(shù)控沖床中50*5的長方模具以切斷的方式把每個(gè)零件分開，同時(shí)還要預(yù)留微連接，防止零件脫落，保證板材的整體性，一次裝夾后完成，由于模具在切斷時(shí)每兩個(gè)零件之間有5mm的間隙為長方模具的尺寸，材料利用率小于94%，工件加工所需7種模具，其中較第一種生產(chǎn)工藝增加了一套長方模具的使用，在這一次切斷零件之間連接的加工中長方模具沖壓了360次，共沖壓93*l8+360=2034次完成此1件的加工，整個(gè)過程耗時(shí)12 分鐘，需要1個(gè)人工，由于整張板只有微連接維持其板材的整體性，板材剛度變得非常低，加工零件的精度相對降低，在以Y方向迂回加工時(shí)，極有可能使得板料與機(jī)床的上下轉(zhuǎn)盤發(fā)生碰撞發(fā)生卷料或拉料故障，構(gòu)成極不安全的隱患，所以在加工切斷零件時(shí)不宜高速。對于數(shù)控沖床加工后的零件還被微連接連在一起，要將微連接打斷取下零件，并將零件微連接處毛刺磨掉，需1個(gè)人工耗時(shí)6分鐘。
   
    2.2 基于數(shù)控沖剪復(fù)合機(jī)床的加工工藝
   
    在利用數(shù)控沖剪復(fù)合機(jī)床加工此零件時(shí)采用了先沖壓后剪切的工藝方式，完全不同于數(shù)控沖床的加工工藝，整張板材在加工過程編程加工一次完成，省去了下料的工藝過程，經(jīng)過剪切套裁從而節(jié)省了材料。如圖3所示18個(gè)零件緊密的排列在整張板材上，用直角剪將各個(gè)零件從整張板上剪切脫離。

    （1）一次裝夾后，數(shù)控沖床以6套模具1674次沖壓，耗時(shí)7分鐘完成數(shù)控沖床的沖壓任務(wù)。
    （2）經(jīng)過一次二次定位，轉(zhuǎn)入數(shù)控直角剪工作狀態(tài)，先對遠(yuǎn)離夾鉗側(cè)的長邊進(jìn)行修邊，直角剪全剪3刀裁去寬5mm、長2400mm的板料.對短邊進(jìn)行修邊，直角剪全剪1刀裁去寬5mm、長1235mm的板料;隨后全剪遠(yuǎn)離夾鉗側(cè)為第一行，右側(cè)為第一塊，依次剪切18刀，將所有零件裁下。材料利用率 99.4%，耗時(shí)2秒。
    （3）被裁剪后的修邊廢料和零件通過兩套分選皮帶分別進(jìn)入不同的料箱，分選過程和裁減過程并行處理，邊裁減，邊分選，直角剪裁剪工作完成后順延5秒分選工作也就相繼完成，至此廢料落入第一通道料箱;18個(gè)工件加工完成，落入第二通道料箱。
   
    2.3 加工18件電腦刺繡機(jī)面板時(shí).數(shù)控沖床和數(shù)控沖剪復(fù)合機(jī)使用情況的對比

從對照表可以看出數(shù)控沖剪復(fù)合機(jī)床套裁加工工藝的優(yōu)點(diǎn):（1）材料利用率高。（2）工藝流程簡單，能一次編程完成加工。（3）一臺(tái)數(shù)控沖剪復(fù)合機(jī)床就能完成加工，集成化程度高，運(yùn)輸環(huán)節(jié)少，總體故障率低;（4）工件精度高.斷面質(zhì)量好。（5）勞動(dòng)強(qiáng)度小;（6）加工周期短。其缺點(diǎn)是數(shù)控沖床和數(shù)控直角剪不能并行工作。

3 結(jié)語

數(shù)控沖剪復(fù)合機(jī)床的使用大大簡化了生產(chǎn)工藝，提高了生產(chǎn)效率。板材沖孔、成型及剪切過程一次完成，由原材料直接生成工件，替代了傳統(tǒng)的沖剪分離加工工序，減少加工時(shí)間約60%以上，節(jié)省材料達(dá)6%-10%，極大地提高了材料的利用率，加工效率.降低了生產(chǎn)成本，是鈑金加工行業(yè)的一顆新星，并幾預(yù)留了可與倉庫、自動(dòng)上料機(jī)械手和堆垛等裝置配套的接口，進(jìn)一步拓展自動(dòng)化程度構(gòu)成數(shù)控沖剪板材柔性加工生產(chǎn)線。這將是以后高集成化設(shè)備發(fā)展的趨勢。