數(shù)控設(shè)備在鈑金加工中的應(yīng)用

王玉梅

摘要：本文通過研究和分析數(shù)控沖加工的工藝特點，介紹了CAMPATH軟件的基本應(yīng)用并提出了在數(shù)控沖的程序設(shè)計中應(yīng)當(dāng)注意的一些事項，并以相應(yīng)的實例闡述了具體完成各項工作的正確方法，以期達(dá)到提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本的目的。

關(guān)鍵詞：數(shù)控沖；鈑金；CAMPATH；模具設(shè)置

隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控加工設(shè)備的應(yīng)用有效地提高了生產(chǎn)效率，降低產(chǎn)品不合格率，提高產(chǎn)品精度，降低操作人員勞動強度，改善工作環(huán)境。在鈑金行業(yè)，數(shù)控設(shè)備中以數(shù)控沖床為主，下面將以日本村田機械公司的CNC數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床為例，簡單介紹與數(shù)控轉(zhuǎn)塔沖床配套使用的CAMPATH軟件及應(yīng)用。

1 CAMPATH簡介

1.1 CAMPATH操作流程圖

1.2CAD繪圖

在CAD的制圖過程中，操作方法和普通AUTOCAD軟件應(yīng)用方法大致相同。只有在模板圖形的使用上更優(yōu)于AUTOCAD。

a.零件圖形

它表示一個通常圖形，這個圖形的數(shù)據(jù)可以轉(zhuǎn)換到NC程序中去。

b.模板圖形

它表示一個部分圖形，例如一個安裝孔，而這個安裝孔經(jīng)常用于其他圖形中，此圖形需預(yù)先注冊，并能被調(diào)用在繪制零件圖形中使用。

c.沖切內(nèi)輪廓線定義/沖切外輪廓線定義

此功能用以定義沖切過程中的內(nèi)輪廓線與外輪廓線。

當(dāng)使用“沖切內(nèi)輪廓定義”功能時，圖形變成黃色，而使用“沖切外輪廓線定義”功能時，圖形變成淡藍(lán)色。在CAM系統(tǒng)中利用“自動模具配置”功能時，模具配置根據(jù)輪廓線性質(zhì)定義。在CAD圖形的繪制過程中，圖形的繪制及內(nèi)外輪廓線的定義是至關(guān)重要的。這影響到后續(xù)CAM的工作及最后零件的加工成形尺寸。

1.3CAM

由CAD系統(tǒng)產(chǎn)生的圖形進(jìn)行“人工排料”、“單零件”、“自動排料”處理。

排料的過程包括零件圖形在坯料板材上的擺放及沖切模具的排布。在排料完成后需生成NC程序。

NC程序生成時一般選擇標(biāo)準(zhǔn)模式，在零件較復(fù)雜或零件數(shù)量非常多時可選擇宏陣列、模具陣列、零件陣列等模式。同樣的程序排布，根據(jù)生成的模式不同在實際沖切過程中會有不同的效果。即可提高沖切效率，還可以減少NC程序的字節(jié)數(shù)，避免發(fā)生NC程序過大，超出機床NC系統(tǒng)內(nèi)存容量而無法讀入機床NC系統(tǒng)內(nèi)存的現(xiàn)象。

1.4 仿真（模擬軌跡）

NC程序生成后進(jìn)行沖切過程模擬，可直接觀察到模具沖切的實際情況及沖切順序，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有排料不合理情況時可回到人工排料狀態(tài)進(jìn)行修改，避免了實際試沖，提高加工效率，減少板料浪費。在仿真過程中還可以由軟件直接顯示實際加工零件所需時間，可以給生產(chǎn)安排及工時定額員提供參考依據(jù)。

1.5 NC程序輸出

NC程序在CAMPATH系統(tǒng)中生成后還需輸出形成文件名為四位數(shù)字，后綴為.dat的NC程序文件。NC程序文件可通過車間內(nèi)部局域網(wǎng)與機床NC系統(tǒng)連接的計算機導(dǎo)入機床NC系統(tǒng)，在機床NC系統(tǒng)中調(diào)用導(dǎo)入的NC程序即可進(jìn)行零件的沖切加工。

2 CAMPATH應(yīng)用

CAMPATH在實際應(yīng)用中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是排料。排料決定了板料的利用情況、沖切過程中模具沖切的順序及工作臺和夾鉗的運動軌跡。直接影響了加工成本的控制和加工時間的。

2.1零件排布

在CAMPATH中可以進(jìn)行非常直觀的零件排布。在排布零件時可調(diào)入多個需加工的零件圖形在坯料圖形上擺放，對零件圖形進(jìn)行復(fù)制、鏡像復(fù)制、陣列、旋轉(zhuǎn)、移動等操作，尋找出最佳的零件排布狀態(tài)，達(dá)到最高的板料利用率。最大化地利用板料，可以使板料利用率達(dá)到93%以上。

2.2 模具排布

模具的排布情況直接影響著機床實際加工的效果。模具排布不當(dāng)會造成機床加工效率低下，掉料、墊料、卡料等現(xiàn)象。

2.2.1 放置模具

模具排布首先是在零件圖形上放置模具。對于零件上的方孔、圓孔應(yīng)盡量選用模具一次沖切成形，零件周邊的沖切應(yīng)盡量選用較長的模具以減少沖切次數(shù)，同時可提高加工質(zhì)量。不能一次沖出的圓孔需要進(jìn)行步?jīng)_，步?jīng)_時應(yīng)視圓孔的大小選用合適的圓形模具，模具過小沖出的圓孔邊緣毛刺較大而且沖切次數(shù)較多，模具過大則沖切進(jìn)刀量過小，加劇沖模的磨損。

2.2.2 設(shè)置微連接

模具放置完成后應(yīng)進(jìn)行微連接的設(shè)置。微連接應(yīng)盡量選用角連接，選用角連接微連接較小，而且連接強度較高。較大較長的零件在其四角設(shè)置角連接的同時還需在其中間設(shè)置適量的線連接，

如果不設(shè)置中間的線連接則在兩個角連接之間較長的距離沒有連接，當(dāng)板料在工作臺上移動時無連接處會劇烈晃動，將可能導(dǎo)致角連接的斷裂，從而造成已沖完的零件脫落，在沖切同一坯料上其他零件時發(fā)生板料重疊并被沖切，致使板料報廢，還可能損壞模具。微連接的大小應(yīng)根據(jù)板厚、材料及模具的磨損情況而定。

2.2.3 調(diào)整模具沖切順序

在放置模具后Campath會自動指定模具的沖切順序，但Campath給出的模具沖切順序并不能使沖床加工達(dá)到最佳狀態(tài)，還需進(jìn)行人工優(yōu)化。

在Campath自動指定的模具沖切順序中會出現(xiàn)同一模具被多次調(diào)用，中間穿插了其他模具的現(xiàn)象，這種情況會造成在實際加工時機床轉(zhuǎn)塔頻繁轉(zhuǎn)動換模，加工效率較低。對于這種情況應(yīng)調(diào)整模具沖切順序，使同一模具在被一次調(diào)用后將其所需沖切的位置全部沖完后再調(diào)用其他模具，減少了機床轉(zhuǎn)動換模次數(shù)，提高了加工效率。經(jīng)過手工調(diào)整后，可以使實際加工時間縮短30%-50%。

3 總結(jié)

數(shù)控沖床的程序設(shè)計，不是一個單純的將設(shè)計圖紙轉(zhuǎn)化為機床可以識別的代碼的過程，優(yōu)秀的數(shù)控沖編程人員首先應(yīng)當(dāng)是優(yōu)秀的工藝設(shè)計人員和優(yōu)秀的機床操作人員。他們對機床及機床的各項參數(shù)做到足夠地了解，對所有的模具做到心中有數(shù)。程序設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)數(shù)控沖床的加工工藝特點，進(jìn)行全面的分析，不僅要保證編制出正確的數(shù)控程序，更應(yīng)保證加工出合格的零件，同時也應(yīng)使數(shù)控沖床能得到合理應(yīng)用和充分的發(fā)揮。盡可能地提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，最大合理化利用板料。