数冲工艺操作规范.docx
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数冲工艺操作规范
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1、目的
本规范为数控冲床工序提供加工方法的工艺操作指导。
2、范围
本规范适用于公司各类钣金产品的生产及质量检验,也可用于指导外购件的验收。
当客户有指定标准时,则以客户标准为准。
3、内容
3.1设备及参数说明
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(如网络或磁盘)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。
目前我司现有机床型号有AMADAEM2510NT、AMADAVIPROS357、台励福HPS2500三种。
3.1.1数冲机床加工范围
机床型号
X轴行程
Y轴行程
最大厚度
最大工件尺寸
AMADAVIPROS-357
1830mm
1270mm
6.35mm
3660x1270mm
AMADAEM2510NT
2500mm
1270mm
3.2mm
5000x1270mm
台励福HPS2500
2490mm
1525mm
6.35mm
4980x1525mm
3.1.2数冲机床夹爪数据
3.1.3数冲机床加工的安全距离
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(详见下表)。
特殊刀具加工时应以实际的上模尺寸为准,必要时可将上模套磨削处理进行避位。
刀具型号
A工位
B工位
C工位
D工位
E工位
夹爪安全距离(mm)
30
40
50
70
85
刀具上模直径(mm)
25.9
47.8
69.8
111.1
133.2
3.1.4数冲机床刀盘介绍
数冲机床的工位在刀盘上的分布一般分为外、中、内三圈,按尺寸分为A、B、C、D、E五种类型,一般配置有少数旋转工位。
除了内圈的A工位外,其它均为有键槽工位。
下图为刀盘实物图。
我司三款数控冲床的刀盘工位信息如下表:
机床型号
EM2510NT
VIPROS357
HPS2500
A型工位
36个
36个
24个
B型工位
14个
14个
8个
C型工位
4个
4个
4个
D型工位
2个
2个
2个
E型工位
2个
2个
2个
旋转工位
2个(两个B型)
2个(两个B型)
2个(两个D型)
工位总数
58个
58个
40个
3.2数冲工艺要求
3.2.1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。
材料的硬度与塑性是对立的,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,不会有太大影响。
材料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。
3.2.2数冲模具间隙的选择
3.2.2.1模具的间隙与所冲压的材料的类型及厚度有关,模具的间隙不合理会造成以下问题:
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,所冲压材料的毛刺就比较大,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,大大降低了模具的使用寿命,而且容易造成冲头的折断。
b、不合理的模具间隙容易造成模具冲头与材料的粘连:
间隙过小,容易造成冲裁废料的反弹;间隙过大,材料粘连造成冲压时的带料。
3.2.2.2数冲模具间隙的选择请参照下表:
间隙的选择(总间隙)
材料
最小
最好
最大
紫铜
8%
12%
16%
黄铜
6%
11%
16%
低碳钢
10%
15%
20%
铝板
5%
10%
15%
不锈钢
15%
20%
25%
%值x材料的厚度=模具间隙
3.2.2.3举例说明
例如:
冲压材料厚度2.0mm的低碳钢:
最合理的模具间隙=15%x2.0=0.3mm。
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。
3.2.3孔的大小及边距要求
数冲加工的孔与孔、孔与边之间的距离不应过小,其许值如下表(t为料厚):
冲孔类型
孔的形状特点
孔边缘与外形不平行或相似amin
孔边缘与外形平行或相似bmin
边距尺寸
>t
>1.5t
NCT冲压的最小孔径如下表(t为料厚):
材料
冲圆孔
冲方孔
硬钢
1.3t
1.0t
软钢,黄铜
1.0t
0.7t
铝
0.8t
0.6t
冲孔边缘距加工件边缘的距离过小时,会影响冲件的质量甚至模具的寿命。
3.3数冲加工产品变形的原因及解决办法
3.3.1网孔加工的变形
网孔加工变形可以说变数非常大,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、加工所使用的刀具不够锋利。
网孔加工变形的解决方法可分为以下几种:
a、采用多孔刀具,可降低产品变形。
b、程序制作时采用间隔冲制的方法,可降低产品变形。
c、用两把以上的刀具进行冲制,仿止热变形。
d、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。
e、降低排版数量,让现场NCT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。
f、将产品拆成两次加工,先加工一部分,然后拿去整平,整平之后再加工另一部分,再去整平。
3.3.2凸包加工的变形
凸包引起变形一般也分为两种情况:
a、凸包过大过高过陡,会严重拉料,拉料越多变形就越大。
b、凸包过多时也会引起变形,因其拉料位置个数过多,造成累积致使产品变形。
凸包加工变形的解决方法有以下几种﹕
a、分两次加工达到凸包的尺寸,可降低产品变形,但其中要加校平工序。
b、全部或部分凸包采用前加工制作(压力机),后工序仍然需要较平工序。
c、整板下料时,尽量分几次来加工,这样可以降低整板下料的变形程度,便于现场加工。
d、不要用劣质板材,也就是塑韧性比正常板材小的板材,否则可能会造成凸包拉裂,增加板材变形。
3.3.3沉孔加工的变形
沉孔加工属于挤料成型,所以它也会引起产品变形,一般有两种情况:
a、沉孔的角度太大并且外径和内径的差值也较大,这时就会产生变形。
b、沉孔数量过多。
沉孔内外径相差较大,挤压的材料也相应会多,也就意味着引起产品变形相对而言也比较大。
在这里可以总结出一点来,当沉孔的角度、内外径差距和高度越大时,产品变形的机率也就越大(如120度沉要比90度沉挤料要多)。
当沉孔过多时也会引起产品的变形,甚至会影响到加工作业困难。
针对沉孔加工变形,现总结了以下几种解决方法:
a、在加工时将沉孔模具设定到合模状态。
b、使用少量多次的方法,让机床分几次加工一张板材,具体次数视具体情况而定。
c、将产品上的沉孔分两次加工,这样可使产品变形程度可降低一半。
d、将沉孔改为前加工钻孔,那么沉孔就不会引起产品变形了;也可调整部分沉孔放到前加工去,降低变形程度。
e、将反面沉孔改为正面沉孔,也可降低产品变形。
3.4数冲加工的局限性
a、当模具距夹爪的距离小于90mm时,冲孔的速度随着距离的减小越来越慢(针对AMADAVIPROS-357)。
b、数控冲床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、凸点以及翻边孔等,或是工件在冲完一处向下成形后能够使之移动到毛刷范围内,再进行其他加工则可避免。
c、数控冲床加工所开的工艺槽最小宽度为2.2mm。
d、数控冲床加工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。
厚度在0.8mm以下的材料以及不锈钢材料一般不用数冲加工(不锈钢材料厚度在0.8~1.5mm范围的可以用数冲加工,但对刀具磨损大,现场加工出现的废品率的几率比其它碳钢等材料要高的多)。
e、铝材及铜材比较软,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。
此问题可用减小上下模间隙的方法来解决。
f、数冲加工外形或内孔时要求倒圆角,外形和内孔的圆角半径R≧0.5T。
g、小工件大批量(不超过E工位的加工尺寸范围)的加工可考虑数冲直接下料,可制作数冲落料模。
3.5数冲内孔加工说明
3.5.1方孔
a、如图
(1)所示,可以用一把方刀直接冲切。
b、对于一个较大的方孔,在没有一把合适的刀具时,可以通过组合刀具的方法来进行加工。
如图
(2),可以用一把方刀进行打四刀。
如果出现图(3)的情况,可以利用矩形刀先切两边,再用矩形刀来加工。
对于特大的方孔,直接用矩形刀切边(如图(4)所示),不要有落料。
图
(1)图
(2)图(3)图(4)
3.5.2矩形孔
a、对于图(5)(6)(7)所示,直接用矩形刀和方刀冲内孔。
b、对于图(8)(9)(10)(11)所示,在没有合适的刀具情况下,就必须考虑利用组合刀具来进行加工。
在进行组合加工的时候,往往容易形成矩形刀单边切,因此必须要注意刀具加工的先后顺序。
如图(9)(10)(11),必须先切两边,再切中间,图(8)需先切矩形刀再切方刀,那样才能保证没有落料,才不会压伤工件。
图(5)图(6)图(7)图(8)
图(9)图(10)图(11)
3.5.3腰圆孔
a、如图(12)所示,直接用腰圆刀冲内孔。
b、在没有合适宽度和长度的腰圆刀时,我们可以通过组合刀的方法进行加工,首先排圆刀,接着用与腰圆孔等宽矩形刀或者方刀来进行加工,如图(13)。
c、碰到图(14)所示的情况,两圆刀的总长2D>=L(腰圆孔的总长),可以选取合适的矩形刀或者方刀冲切两直边。
图(12)图(13)图(14)
3.5.4圆角矩形孔
一般情况有图(15)-图(19)所示的五种方法来加工圆角矩形孔。
a、直接用合适的圆角矩形刀进行冲切,如图(15)所示。
b、用四把圆刀加工四个角,然后用方刀或者矩形刀加工四条边,如图(17)(19)所示。
c、四个角用腰圆刀来进行冲切,再用方刀或者矩形刀冲切,如图(16)(18)所示。
图(15)图(16)图(17)
图(18)图(19)
3.5.5异形孔
对于异型孔,首先考虑有无异形刀,再考虑采用组合刀具加工的方法,在此不做详细描述,但同样需遵循数冲矩形刀不能形成单边切、不能有带料、刀具冲切长度不能少于刀具长度的50%等原则。
3.6数冲加工的工艺处理及注意事项
a、所有零件加工完成后均需去除毛刺。
b、零件在编程加工前需注意毛刺面的区分,将毛刺面朝向内表面。
c
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