數(shù)控沖剪復(fù)合機(jī)在鈑金沖裁領(lǐng)域的加工應(yīng)用

佘 萍

（江蘇金方圓數(shù)控機(jī)床有限公司，江蘇 揚(yáng)州 225127）

數(shù)控沖剪復(fù)合機(jī)由數(shù)控沖床和數(shù)控直角剪復(fù)合，能對(duì)鈑金加工工件進(jìn)行沖孔、拉伸、剪切分離操作，即將若干個(gè)需要加工的零件在一張?jiān)牧仙暇o密排列，然后再用直角剪將各個(gè)零件從整張板上剪切脫離。沖剪復(fù)合機(jī)作為鈑金加工工藝創(chuàng)新領(lǐng)域的新應(yīng)用，在中小型批量生產(chǎn)、柔性加工方面占有極其重要的地位，廣泛應(yīng)用于高低壓開關(guān)柜行業(yè)、電梯行業(yè)、汽車制造和通訊設(shè)計(jì)制造領(lǐng)域。

1 數(shù)控沖剪復(fù)合機(jī)床的應(yīng)用概述

如圖1所示，數(shù)控沖剪復(fù)合機(jī)主要由數(shù)控沖床和數(shù)控直角剪床組成。用戶從數(shù)控沖床側(cè)進(jìn)行鈑金加工板材的上料，上料后的板材由機(jī)床夾鉗夾持。數(shù)控沖床上安裝有長(zhǎng)導(dǎo)向模具，可以對(duì)需要加工的鈑金工件進(jìn)行沖孔、拉伸等操作；數(shù)控直角剪床上安裝有X向剪刀和Y向剪刀，對(duì)完成沖孔成型加工的板件進(jìn)行剪切分離的動(dòng)作。

圖1 數(shù)控沖剪復(fù)合機(jī)外觀圖

數(shù)控直角剪的兩把剪刀相互垂直，其中一把剪刀可進(jìn)行連續(xù)裁剪，大大提高了板材下料的效率，同時(shí)又可根據(jù)零件的輪廓有效節(jié)省原材料，克服了傳統(tǒng)數(shù)控剪板機(jī)床的缺陷。

數(shù)控直角剪的兩把剪刀的設(shè)置如圖2所示，其中X方向的剪刀長(zhǎng)度一般比Y方向的剪刀長(zhǎng)度長(zhǎng)，兩刀相互安裝成90°，稱之為直角剪。數(shù)控沖剪復(fù)合機(jī)在設(shè)計(jì)上允許直角剪的兩把剪刀有如下工作狀態(tài)：①全剪，直角剪的X剪刀和Y剪刀同時(shí)上下進(jìn)行剪切動(dòng)作；②半剪，Y方向刀具上抬，僅X方向刀具上下進(jìn)行剪切運(yùn)動(dòng)。數(shù)控直角剪全剪、半剪狀態(tài)的選擇主要依據(jù)鈑金件實(shí)際剪切的需求來(lái)決定。

圖2 直角剪兩把剪刀設(shè)置

被剪切后的廢料和零件通過(guò)毛刷輸送帶送出，然后由兩套分選裝置分選后分別進(jìn)入不同的料箱，分選過(guò)程和裁剪過(guò)程并行處理，邊裁剪、邊分選，極大地提高了板材加工效率。

數(shù)控沖剪復(fù)合機(jī)對(duì)于不同板厚的鈑金工件加工，數(shù)控沖床部分需要更換不同間隙的沖孔模或者成型模，數(shù)控直角剪部分需要通過(guò)電氣控制相應(yīng)的調(diào)整上下剪刀的間隙，以保證鈑金工件加工的斷面質(zhì)量。

數(shù)控沖剪復(fù)合機(jī)床使板材沖孔、成型及剪切過(guò)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。數(shù)控沖剪復(fù)合機(jī)由數(shù)控沖床和數(shù)控直角剪床套裁加工的優(yōu)點(diǎn)總結(jié)如下：①通過(guò)自動(dòng)編程軟件，提高了原材料利用率；②機(jī)床集成化程度高，板材運(yùn)輸環(huán)節(jié)少，提高了鈑金件加工制造精度；③零件的制造周期縮短，用戶的生產(chǎn)效率提高；④解放了人力資源，人工勞動(dòng)強(qiáng)度變小，降低了客戶的用工成本。

2 數(shù)控沖剪復(fù)合機(jī)床的排樣規(guī)范

數(shù)控沖剪復(fù)合機(jī)床在進(jìn)行鈑金排樣操作過(guò)程中，為實(shí)現(xiàn)加工方案的最優(yōu)化，減少不必要的材料損耗與資源浪費(fèi)，編程人員需要對(duì)鈑金加工零件的加工布局方案進(jìn)行調(diào)整，以提升鈑金加工的有效性。

數(shù)控沖剪復(fù)合機(jī)床一般是在同時(shí)間內(nèi)進(jìn)行多樣化的鈑金加工操作，如果沒有科學(xué)實(shí)用的排樣操作規(guī)范，不但會(huì)增加排樣操作的困難程度，還會(huì)在一定程度上增加加工成本控制工作的復(fù)雜程度。因此，編程人員應(yīng)以實(shí)用性原則為導(dǎo)向，不斷總結(jié)優(yōu)化，對(duì)排樣方案適時(shí)合理調(diào)整，實(shí)現(xiàn)多樣化的排樣操作方案，從而增強(qiáng)數(shù)控沖剪復(fù)合機(jī)鈑金排樣的質(zhì)量與效率。

編程工作的質(zhì)量直接影響數(shù)控沖剪復(fù)合機(jī)鈑金加工的水平，因此在加工程序設(shè)定過(guò)程中，要努力提升數(shù)控沖剪復(fù)合機(jī)床加工程序的穩(wěn)定性、可靠性和準(zhǔn)確性。

現(xiàn)將數(shù)控沖剪復(fù)合機(jī)自動(dòng)編程軟件在實(shí)際使用過(guò)程中的排樣定義和規(guī)范總結(jié)如下。

定義1：直角剪刀視所有零件為矩形，定義矩形的長(zhǎng)邊為X，矩形的短邊為Y。

定義2：板材的長(zhǎng)邊定義為X，短邊定義為Y。常用板材尺寸為2500mm×1250mm，如圖3所示。

圖3 板材長(zhǎng)邊、短邊定義

規(guī)范1：零件的X向優(yōu)先排在原材料的X向，如圖4所示。

圖4 零件X向排列

規(guī)范2：零件的X向由于不得已的原因必須排在原材料的Y向,那么該零件必需優(yōu)先排在板材的左側(cè)，如圖5所示。

圖5 零件優(yōu)先排在左側(cè)

規(guī)范3：如果零件的X向由于不得已的原因必需排在原材料的Y向，那么這些零件需按照寬度大小，即寬度小的零件排在原材料的左手，寬度大的零件排在原材料的右手，如圖6所示。

圖6 寬、窄零件排列規(guī)范

規(guī)范4：編程排版時(shí)，小零件盡可能放左上角，大零件盡可能放右下角，如圖7所示。

圖7 大、小零件排列規(guī)范

規(guī)范5：剪切時(shí)，盡可能優(yōu)先沿X向剪切，剪切設(shè)置如圖8所示。

圖8 優(yōu)先X向剪切

規(guī)范6：當(dāng)排布的零件到原材料的邊緣尺寸小于80mm時(shí)，邊緣去除不使用直角剪切除，優(yōu)先使用沖床的切邊模處理，如圖9所示。

圖9 切邊模切除

規(guī)范7：零件剪切排版到邊緣的尺寸小于95mm的范圍內(nèi)不可安排橫向剪切，只可安排縱向剪切，如圖10所示。

正確排版如圖11所示。

3 結(jié)束語(yǔ)

圖10 縱向剪切

圖11 正確的排版圖例

數(shù)控沖剪復(fù)合機(jī)預(yù)留了可以與自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)、自動(dòng)上料機(jī)械手和堆垛機(jī)等裝置配套連接的接口，能夠進(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(shì)。

本文通過(guò)對(duì)數(shù)控沖剪復(fù)合機(jī)在鈑金加工中的應(yīng)用介紹，闡述了設(shè)備的先進(jìn)性，指出對(duì)于該設(shè)備應(yīng)加強(qiáng)應(yīng)用研究，使其得到充分有效的利用和推廣。