钣金零件数控加工工艺性研究

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1、钣金零件数控加工工艺性研究　　摘要：本文主要介绍了钣金零件数控加工（剪、冲、折）的加工过程、工艺分析及加工过程中所出现的一些问题。关键词：钣金零件数控加工展开尺寸计算数控转塔冲床中图分类号：TG547文献标识码：A文章编号：1672-3791（2013）04（a）0116-02金属板材是现代工业的一个重要组成部分，应用广泛。近年来，随着需求的增加，钣金加工发展迅猛，涵盖从原材料到成品加工的各个过程：剪、冲、折、焊、铆接、表面处理、装配等，以“冲”为例，经历了普通冲床配合模具、连续模具冲压、多工位冲压、数控冲

2、压、激光切割机等的发展历程。目前，数控剪、冲、折设备仍是钣金行业的首选设备，当需求向多品种、小批量转移后，原来普通的冲压模式就不能满足行业的发展需要了，而数控剪冲折正是以其灵活的优势，顺应了这一趋势。本文结合作者多年来的钣金加工经验，着重对数控钣金的剪、冲、折加工做工艺性分析，希望对钣金加工人员和技术人员有所帮助。1板料展开长度计算8钣金零件的展开长度计算是钣金零件加工的首要步骤，展开长度计算的精确程度，直接影响着零件成型后的尺寸精度，所以，展开长度计算是整个钣金零件加工的基础。（1）弯曲过程。弯曲前，板料

3、断面上三条线相等（如图1所示），即ab=a`b`=a”b”。弯曲后，板料内层缩短，外层伸长。即ab　　在近似计算中可认为中性层在材料厚度的二分之一位置。另外，对于窄的板条料（宽度小于三倍板厚时）在压缩部位宽度将有所增加；对于宽度大于三倍板厚的板料，其宽度可视为不变。（2）展开长度计算。在进行数控钣金零件的加工中经常遇到零件展开长度的计算，零件的展开长度与板料的厚度、板材的弯曲半径、折弯型槽的大小等因素有关，目前尚无统一标准。下面给出了两种钣金零件展开长度的计算方法。①弯曲零件展开长度的一般计算法，如图2所示

4、。L=L1+L2+（R+X0δ）其中L1、L2为平直部分长度；ψ=180°-α；α为弯曲角，X0为中性层系数，一般小于0.5，该系数随料厚及弯曲半径R的改变而改变。②简便计算法。在实际加工中，由于我们使用折弯机的模具都是固定的，对于不同材料和厚度的板材，其折弯半径都是固定的。所以我们通常使用简便计算法。L=A+B-α8式中：L为展开尺寸，A、B为单直角弯曲时零件外形尺寸，α为折弯系数（图3）。这种方法对于数控冲经常加工的各种薄板弯成的零件当其弯曲半径R=1～2mm，板厚δ　　（1）冲床模具的选择。冲床模具的

5、选择是否得当直接影响工艺实施质量的好坏和机床的使用寿命。其中，冲床模具间隙是影响冲切质量的最重要工艺因素，如果间隙选则不合适，会使模具寿命缩短或出现毛刺，引起二次剪断等，使得切口形状不规则，脱模力增大而带料。间隙受材料和材质的影响很大，它与加工的板厚和材质有关，钢板一般为板厚的10%～15%，铝板8%～12%，不绣钢板15%～20%。凸模和凹模的间隙用总差值来表示，例如：使用φ10的凸模和φ10.3的凹模时，间隙为10.3-10=0.3mm。模具在使用过程中应经常研磨，这样可以延长模具的使用寿命。模具的磨损

6、程度可以从模具边缘判断：边缘部分变圆或下了霜一样发白，光泽消失，这时需要研磨，否则模具刃口更钝，需要的冲压吨位会更大，模具会急剧磨损。研磨后的凸凹模边远应呈直角，并用油石处理。模具的寿命与下列因素有关：板料越厚寿命越短板料越硬寿命越短步冲加工寿命变短8（2）冲孔力的计算。选择模具时，要求每个模具的冲孔力不得超过冲床最大公称力。冲孔力P可由下式计算：P=KLtτ式中：P为冲孔力的大小（N）；L为模具刃口的周长（mm）；t为板料厚度（mm）；τ为材料的剪切强度（MPa）；K为系数。考虑到刃口钝化、间隙不均匀、材

7、料。厚度波动而增加的安全系数。K值常取1.3。如果知道机床吨位和冲裁的板料厚度、材质则可计算出能加工的最大孔径。最小加工孔径与材质和料厚有关，钢板和铝板应大于或等于料厚，不锈钢板应大于或等于两倍料厚。（3）编制冲床程序。编程需要根据钣金零件图，计算零件的展开尺寸，绘制零件的展开图，并将零件上的孔、缺口的位置重新定位。绘制零件的展开图是数控钣金加工工艺的重点所在。然后根据展开图并参考工艺要求，合理的选用模具、加工方法和加工路线进行程序编制。数控冲床的加工步骤如下。①审核图纸。首先参考工艺和折弯系数，将图纸转变

8、为展开图，并详细检查尺寸，合理的考虑夹钳禁区而确定下料尺寸和加工方法。8②确定坐标系编程（FANUC系统）。可以以板材一角为零点，一般以加工元素不多的一边为X轴，X向以定位块为基准，Y向以夹钳为基准。使用编程软件编程或手工编程。③选择安装模具。根据加工要求合理的选择模具并将模具安装到冲床模座，此时应注意模具间隙与板厚相适应。④输入程序。⑤冲床冲压锁定空运行。⑥冲床加工。考虑到程序的准确性，首件加工后，应根据图纸仔