数控冲床基础教程草稿.doc

东莞益新实业有限公司数控冲床基础教程拟制Prepared by王李成日期：Date2008-12-15审核Check by日期：Date签发Granted by日期：Date东莞益新实业有限公司Action Precision Limited版权所有 侵权必究All rights reserved文档历史History of Document：版本号Version拟制/修改责任人Develop/Change Owener拟制/修改日期Develop/Change Date修改内容及理由Change and Reason00王李成2008-12-15新建1、 概念32、主要结构32.1、NC控制系统32.2、液压系统32.3、冷却系统32.4、 工作台33、数冲(AMADA系列)机床加工定义33.1机床加工方向定义33. 2机床加工方向定义33. 3工件的定位与夹爪相关数据43. 4夹爪危险区及成型干涉区数值一览表53.6数冲机床刀盘介绍63.7数冲模具结构64、我司数冲冲床设备种类74.1、 ARIES-245冲床74.2、ARIES-255NT84.3、VIPROS-2510C104.4、VIPROS-367Q115、数冲加工工艺优化处理125.1 工艺处理125.2材料特性与数冲加工的关系145. 3近距离沉孔的处理155. 4冲裁间隙155.4.1定义155.4.2模具间隙的选则165.5数冲加工产品变形的原因分析与解决方法165.5.1网孔变形165.5.2压线导致产品变形175.5.3沉孔导致产品变形181、 概念NCT（number control tool）即数控冲床是一种能够适应产品频繁变化的柔性自动化机床,加工过程所需的各种操作和步骤以及刀具与工件之间的相对位移量都用数字化的代号来表示, 通过控制介质(如纸带、磁盘、网线)将数字信息送入专用的或通用的计算器,计算器对输入的信息进行处理和运算,发出各种指令来控制机床的伺服系统或其它执行组件,使机床自动加工出所需要的工件或产品。2、主要结构2.1、NC控制系统 主要的控制指令都由此发出,并接收机床的各个部分发出、反馈回来的信息,进行集中处理,以控制机床的各个工作过程。2.2、液压系统 在NC控制系统支撑下的供冲头冲击所需的动力,执行T命令,m参数。2.3、冷却系统 带走机床各个主页部分在工作中产生的热量,使机床在稳定的状态下工作。2.4、 工作台 放置板材,由伺服电机控制XY轴进给,使板材加工位置和冲头的工人相配合,是加工的主要场所。3、数冲(AMADA系列)机床加工定义3.1机床加工方向定义 X方向为平行于两夹爪的方向Y方向为平行于定位销或定位柱的方向。见下图夾爪定位銷 3. 2机床加工方向定义型号X方向Y方向VIPROS-367-10x1840(MM)-50y1270(MM)VIPROS-255-10x1210(MM)-50y1270(MM)VIPROS-2510K-10x5000(MM)-50y1270(MM)如果X方向超越此范围,可使用自动移爪指令加以调整. 下图显示了使用自动移爪方式的前后情况.图中画剖线的是两块圆柱形压板,供夹爪松开时固定板料使之不发生移动用.夹爪松开后向外退2.5MM,并向X轴正方向移动了Amm,然后向内进入2.5MM到相应位置,夹紧.这样就完成了移爪的全部动作.移爪前后的加工范围和下面图表示的那样扩大了.如果是Y方向越此范围,则可能出现危险.因为它意味着夹爪可能进入了危险区.危险区情况如图所示.第一种情况,夹爪位于上下模之间,冲孔会损坏夹爪;第二种情况,虽然夹爪不会损坏,但材料因处于不同平面而变形.解决的方法是改变夹爪位置、改变模具刀位、改变模具尺寸或设计代用夹爪.3. 3工件的定位与夹爪相关数据工件在数冲上的定位是靠夹爪和Y方向上的定位销或方形定位块定位将工件靠在夹爪上可确定Y方向的位置再靠在定位销或方形定位块上可定X方向的位置。定位销或方形定位块距原点定位位置如下数冲两夹爪在X方向相对位置可调以此适应不同尺寸的板材但是两夹爪不可能无限地靠近他们之间存在有一个最小的距离值。见下图:如果工件比最小值还小就只能考虑采用一个夹爪夹持。3. 4夹爪危险区及成型干涉区数值一览表当夹爪夹持工件在运动过程中有可能夹爪会被冲到导致损坏因此加工部分和夹爪之间要留出一定的安全距离。离夹爪Y方向的最小距离=上模半径+夹爪宽度+变形区刀具类型上模导套大小mm下模大小mm离夹爪Y方向最小距离mmA25.9025.428B47.847.640C69.888.8952D111.1125.4372.5E133.2158.7488避位刀具D型3040.9335注:材料变形区通常取5mm,具体数值以材质厚度和成型高度而定,此值仅供参考,夹爪宽度取10 mm3.6数冲机床刀盘介绍下模座座上模座自動轉角工位刀盤刀盘因机床型号的不同有所区别VIP367机台有58个刀位, 分ABCDE五种类型, 两个B型自动转角刀位(T220,T256), 除中内层的A型刀位外, 其它都为有键刀位; VIP255机台和VIP2510机台有31个刀位, 分ABCD四个级别, 两个B型自动转角刀位(T210,T227 ),一个C型自动转角刀位(T228),除内层的A型刀位外, 其它都为有键刀位. 转程时尽量避免对旋转刀位进行排刀.3.7数冲模具结构冲孔模具的结构可分为: 1. 调整螺母紧固弹簧和调整模具长度.2. 退料弹簧冲针被压下的自动复位作用,有冲压极限,属易损件.3. 冲针参与剪切动作,属于易损件。4. 下模与冲针共同完成剪切的动作,有落废屑的作用.5. 退料板分开冲针与板料和压料作用.有单片式(ULTRA)和套筒式(普通).6. 导套冲针冲压动作导向作用.有纯粹导向作用式(ULTRA)与带退料板式(普通). (如下图)1.调整螺母6.導套5.退料板4.下模3.沖針2.退料彈簧 4、我司数冲冲床设备种类益新共有9台数冲冲床，其中Amada占了八台，分别为ARIES-255NT 3台，VIPROS-2510C两台， ARIES-255、VIPROS-367、ARIES-245各一台。日清纺一台，型号为HTP-1000SW。4.1、 ARIES-245冲床图1 ARIES-245冲床冲压能力ton20最大行程mm10001,040板材最大尺寸mm2,0001,000最大板厚mm6板材最大重量kg100每分钟冲程数s.p.m350最大冲孔速度h.p.m(24mm increment)180最大进料速度m/min70.7转塔速度r.p.mH-Type-30工位24(2 auto index)冲压精度mm0.1电源kVA16重量Kg8500控制系统型号ModelAMADA 04P-c控制轴三轴向同时控制4.2、ARIES-255NT图3 ARIES-255NT项 目内 容最大加工范围不运用自动换爪1210X1270(MM)运用自动换爪2540X1270(MM)最大加工板厚(MM)6.4最大荷重(KG)105最大压力20吨最大冲程40MM工位31个加工精度(MM)0.07工作台移动速度(x. ym/min)65 , 50转塔回转速度(rpm)35最大冲击频率X方向(间距8mm每分钟410次)(间距25.4mm每分钟340次)Y方向(间距8mm每分钟380次)(间距25.4mm每分钟280次)一个夹爪宽度(MM)80两夹爪合并一起最小宽度(MM)220空压最低值(kg/c)5油压最低值(kg/c)190油温最高值65机长5030(MM)机宽2630(MM)机高2160(MM)特点：融入PC微机高智能化的AMNC/PC控制系统，可进平稳的进行各种类型的加工处理。主要参数：冲压能力: 200kN 20tonf 加工台面尺寸: 12701270mm转塔: 30工位（2个旋转工位）4.3、VIPROS-2510C图4 VIPROS-2510C项 目内 容最大加工范围1270X5000(MM)最大加工板厚(MM)6.4最大荷重(KG)150最大压力20吨最大冲程40MM工位31个加工精度(MM)0.1工作台移动速度(x. ym/min)100 , 80转塔回转速度(rpm)35最大冲击频率X方向(间距8mm每分钟410次)(间距25.4mm每分钟350次)Y方向(间距8mm每分钟360次)(间距25.4mm每分钟280次)一个夹爪宽度(MM)80两夹爪合并一起最小宽度(MM)220空压最低值(kg/c)5油压最低值(kg/c)190油温最高值65机长5290(MM)机宽5120(MM)机高2160(MM)特点：采用液压伺服系统极大的提高了冲模的速度，并可控制冲切循环中冲头的位置及速度，降低噪音。适合于小批量，多品种的生产。主要参数：冲压能力: 20ton加工台面尺寸: 12702540mm 转塔： 34工位（2个旋转工位）4.4、VIPROS-367Q图5 VIPROS-367Q项 目内 容最大加工范围不运用自动换爪1840 X1270(MM)运用自动换爪1270X2440(MM)最大加工板厚(MM)6最大荷重(KG)100最大压力30吨最大冲程40MM工位58个加工精度(MM)0.10工作台移动速度(x. ym/m)65. 50转塔回转速度(rpm)30最大冲击频率X方向(间距8mm每分钟380次)(间距25.4mm每分钟320次)Y方向(间距8mm每分钟275次)(间距25.4mm每分钟240次)一个夹爪宽度(MM)80两夹爪合并一起最小宽度(MM)220空压最低值(kg/c)3油压最低值(kg/c)190油温最高值65机长5030(MM)机宽2630(MM)机高2160(MM)基本参数：冲压力：33吨最大冲剪厚度：6mm工作台：1520X1820m5、数冲加工工艺优化处理5.1 工艺处理距边缘的距离小于料厚的处理冲方孔会导致边缘被翻起,方孔越大翻边越明显,可征求客户的意见可否接受这种变形.注:数冲冲压的孔与孔之间,孔与边缘之间的距离不应过小,其许值如下表:材料冲圆孔冲方孔硬钢0.5t0.4t软钢,黄铜0.35t0.3t铝0.3t0.28t数冲冲压的最小孔径材料冲圆孔冲方孔硬钢1.3T1.0T软钢,黄铜1.0T0.7T铝0.8T0.6T数冲冲压不同材料的下模间隙表材质料厚间隙范围料厚间隙范围料厚间隙范围普通钢材T=0.80.10.2T=1.00.150.2T=1.20.150.2T=1.50.20.3T=2.00.250.35T=2.50.30.4T=3.00.40.5T=4.00.50.7T=5.00.60.8紫铜(纯铜)和黄铜(CU)T=0.80.10.15T=1.00.10.2T=1.20.150.2T=1.50.150.2T=2.00.20.3T=2.50.250.35T=3.00.30.45T=4.00.40.6T=5.00.50.7T=6.00.60.8铝材(AL)T=0.50.10.15T=0.60.150.2T=0.80.150.2T=1.00.20.25T=1.20.250.3T=1.50.30.35T=1.80.350.4T=2.00.40.5T=2.50.50.6T=3.00.60.7不锈钢(SUS)T=0.80.10.2T=1.00.150.2T=1.20.150.2T=1.50.20.25T=2.00.250.3T=2.30.30.4T=2.50.350.45T=3.00.40.5T=3.80.50.6T=4.00.60.7T=5.00.70.8T=6.00.81.0T=6.40.851.0注: 间隙为0.1mm以下的模具AMADA机台加工时精度无法保证暂时不考虑开此机台刀具；间隙为0.080.1mm的模具仅限于川普机台且只能加工圆孔5.2材料特性与数冲加工的关系 影响数冲加工的材料特性是材料塑韧性和材料硬度.一般来说,适中的硬度和塑韧性对冲裁加工是有益的.硬度太高会使冲裁力变大,对冲头和精度都有坏的影响;硬度太低,使冲裁时变形严重,精度受到很大的限制。 与硬度对立是材料塑性,硬度高则塑性低,硬度低则塑性高.高的塑性对成形加工有利,但不适合于蚕食、连续冲裁,对冲孔和切边也不太合适.低塑性能提高加工精度,但冲裁力会上升,不过只要不是低得离谱,影响也不是很大。 韧性对加工时的反弹起很大的决定作用.适当的韧性对冲裁是有益的,它可以抑制冲孔时的变形程度;韧性太高则使冲裁后反弹严重,反而影响了精度。4.1.2数冲加工的局限性 当距夹爪的距离小于90mm时,冲孔的速度随着距离的减小越来越慢.(针对VIP357) 数冲的冲压是工件在刀具转塔上来回移动,因此一般来说工件的反面不能有凸起,除非是尺寸不重要且高度较低的小凸包,凸点,如果是半剪凸点,则在材料移动时容易使凸点变形或脱落.或是该工在冲完一处向下成形后能够使之移动到毛刷上,再进行其它加工. 数冲加工所开的工艺槽最小宽度为1.2mm； 数冲冲压时用的刀具必须大于料厚，如RO1.5的刀具不能冲1.6mm的材料，0.6mm以下的材料一般不用数冲加工，不锈钢材料一般不用数冲加工.(当然0.61.5mm的材料可以用数冲加工,但对刀具磨损大,现场加工出现的废品率的几率比其它GI等材料要高的多)，由于铝材比较软上下模间隙稍微偏大,则很容易产生毛刺,特别是在冲网孔时,可明显地看出.(解决方法:减小上下模的间隙)； 经现场测试,数冲冲半剪凸点的高度不超过0.6T,如大于0.6T则极易脱落； 数冲刀具冲外形或内孔要求倒圆角时,外形和内孔的转角半径R0.5T； 小工件大批量(不超过E工位的加工极限SQ80,RO113)的加工可考虑数冲直接下料,开数冲落料模；5. 3近距离沉孔的处理1)使用多头沉孔刀具;2)使用双头沉孔刀具;3)预孔沉孔第二个预孔沉孔; 4)所有预孔第一个沉孔第二个沉孔 对第一个沉孔再进行整形;5)最优化方法其中一个只加工预孔其沉孔到前加工加工.5. 4冲裁间隙5.4.1定义冲裁模的凸模横断面一般都小于凹模间有适当的空隙称为间隙。见图1图1由以上分析可知在模具设计时即使选用了合理的间隙值但由于加工或组立冲模时没能保证冲模间隙的均匀分布同样会得不到理想的断面质量间隙小的一边将会出现如前所述间隙过小的断面特征间隙大的一边将会出现间隙过大的断面特征这一点对无导柱冲模尤为突出这是在生产中必须注意的。5.4.2模具间隙的选则模具的间隙与所冲压的材料的类型及厚度有关,不合理的间隙可以造成以下问题:(a)不合理的模具间隙对模具的使用影响比较大,如间隙过大,所冲压的奢料的毛刺就比较大,冲压质量差,如果间隙偏小,虽然冲孔的质量较好,但模具的磨损比较严重,大大降低模具的使用寿命,而且容易造成冲头的折断。(b)间隙过小都容易造成模具冲头材料的粘连,过小的间隙容易造成冲头低面与板料之间的真空而造成废料的反弹.间隙过大,材料粘连造成冲压时的带料。请参照下面的表格选择模具的间隙(表中的数据为百分数)(c)举例说明:冲压2.0mm厚的低碳钢:最合理的模具间隙=15%X2.0=0.30mm注意:如果板厚超过3.50mm,建议选用最大间隙:板厚小于1.0mm,建议选用最小间隙.5.5数冲加工产品变形的原因分析与解决方法5.5.1网孔变形网孔变形可以说变量非常大不过导致其变形的原因大体上可分为以下三点(a)冲孔个数过多(b)冲孔过度密集(c)现场所使用的刀具不够锋利究其原因我们做出了一些改善措施下面将一一介绍此类产品主要是由于网孔过多过于密集造成的解决方法可分为以下几种()采用多孔刀具可降低产品变形()程序制作时采用间隔冲制的方法可降低产品变形()用两把以上的刀具进行冲制防止热变形()先切掉两条竖边或一条横边再加工网孔可降低产品变形它起到了一个卸压的作用()降低排版数量让现场数冲先加工完一部分工件然后将其取下来再加工另一部分工件。这种方法可缓解整板变形是一种简单有效的方法。()如果工件允许的话可做一些功艺槽让其在网孔加工之前冲制这样可以缓解网孔变形程