免责声明：本文援引自网络或其他媒体，与扬锻官网无关。其原创性以及文中陈述文字和内容未经本站证实，对本文以及其中全部或者部分内容、文字的真实性、完整性、及时性本站不作任何保证或承诺，请读者仅作参考，并请自行核实相关内容。

转发自：锻压技术

作者：王志伟, 周益军

(扬州市职业大学机械工程学院, 江苏扬州 225009)

摘要: 数控转塔冲床模具的使用和维护水平, 直接影响工件的加工质量和模具使用寿命。 介绍了数控转塔冲床的工作原理、组成结构以及数控转塔冲床模具的基本知识, 重点阐述了标准模具和成形模具的选用原则。 

分析了数控转塔冲床模具在使用过程中出现的模具带料、 模具磨损、 废料反弹、 冲压噪声、 模具对中性等问题的产生原因, 并提出了相应的解决措施。

 最后从模具间隙、 模具刃磨、 模具润滑、 模具清洁和模具维修等多个方面给出了数控转塔冲床模具使用和维护时应遵循的技术要点, 以指导企业和用户正确合理地使用和维护模具, 满足实际生产要求。关键词: 数控转塔冲床; 模具使用和维护; 冲压; 模具间隙; 模具刃磨量

DOI: 10． 13330/ j． issn． 1000-3940． 2018． 04． 021

中图分类号: TG 385． 2 文献标识码: A 文章编号: 1000-3940 (2018) 04-0118-06

Methods of operation and maintenance for NC turret punch press die

Wang Zhiwei, Zhou Yijun

(Mechanical Engineering, Yangzhou Polytechnic College, Yangzhou 225009, China)

Abstract: The processing quality of work pieces and service life of die were directly impacted by the operation and maintenance level of NC turret punch press die. Therefore, the principle, structure and its basic knowledge of NC turret punch press die were introduced, and the selection principle of standard die and forming die were emphatically expounded. Then, the causes of material sticking, die wear, scrap rebound, stamping noise and dislocation of upper and lower dies in the using process of NC turret punch press die were analyzed, and then the solving measures were put forward. Finally, the technical points to follow in the operation and maintenance process of NC turret punch press die were given from many aspects of die clearance, die edge sharpening, die lubrication, die cleaning, die repair, etc. in order to guide enterprises and users to correctly and rationally operate and maintain dies and meet the actual production requirements. Key words: NC turret punch press; operation and maintenance of die; stamping; die clearance; quantity of die edge sharpening

在钣金类零件现代加工工艺中, 数控转塔冲床是一项关键的重要加工设备。 

数控转塔冲床依据所要加工零件的形状及位置, 可以自动完成送料和模具转换工作, 满足了多种钣金零件的生产需求。 

与传统的深喉冲床相比, 无论在加工效率, 还是在加工质量方面, 都有很大优势。 模具是数控转塔冲床的主要组成部件之一, 同时又是易损件, 合理的维护更新对提高冲床加工质量、 降低生产成本、 延长模具和冲床使用寿命和精度都有重要意义[1-2]。 

据统计, 在数控转塔冲床工作总成本中, 模具的维护费用就占到总费用的一半左右。 因此, 本文通过分析数控转塔冲床模具在使用和维护方面应遵循的一

收稿日期: 2017 -09 -04; 修订日期: 2017 -11 -20

基金项目: 江苏省高校品牌专业建设工程资助项目 (PPZY2015C234)

作者简介: 王志伟 (1984 - ), 男, 硕士, 讲师

E-mail: my1984www_ wzwyong@ 126． com

些技术要点, 来指导企业和用户正确利用模具, 发挥模具的最佳性能。

1 数控转塔冲床

数控转塔冲床是典型的机液一体化生产设备, 通过压力作用加工各种金属薄板类零件, 对各种复杂异型孔及浅拉深成形都能一次性完成。

 其工作流程为: 金属板料由操作人员放置于工作台面上, 启动工作按钮, 数控冲床自动运行加工程序, 被加工板料按设定好的路线沿 X 和 Y 方向定位, 冲头沿 Z 方向运动到设定的模位上方, 通过打击模具完成冲孔、 步冲和成形加工[3]。 

当圆孔等形状轮廓比较大时, 可以采用步冲方法, 用小冲模冲出大的圆孔、 方孔或异型孔, 此外一些特殊工艺也可以进行加工, 例如翻边孔、 压印、 加强筋、 百叶窗等。 

转塔上存放多套模具, 需要更换模具时, 自动旋转完成换模动作。

数控转塔冲床的主要组成结构包括数控系统 1、 机身 2、 工作台 3、 送料机构 4、 转塔 5 等, 如图 1 所示。

Fig． 1 Ma(图1 )in constitutionsofNCturretpunch(数控转塔冲床的主要组成结构) press

2 数控转塔冲床模具

2． 1 模具分类

数控转塔冲床通过冲头打击模具完成金属板料加工。

 常见的数控转塔冲床模具, 按导向分为长导向型模具和短导向型模具, 其选用取决于材质与料厚, 模具结构如图 2 所示; 根据大小规格不同, 也可分为 A, B, C, D 4 种工位的模具, 按照用户的需求, 自由选配不同孔型的模具放在转塔上, 若小工位模具比较多时, 可加装转换套放在较大工位上[4]; 按结构可分为标准模具和成形模具, 其选用原则将具体介绍。

 每类模具都需要在转塔上安装支撑弹簧, 以保证模具在一次冲压完成后回复到原位, 并进行脱料。

2． 2 模具材料

数控转塔冲床的模具材料要求具有高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性, 同时具有一定的韧性。 因此, 对于中碳钢类板料加工通常选用 Cr12MoV 冷作模具钢, 而对于不锈钢类板料加工一般选用 LD 特种冷作模具钢。

2． 3 冲压过程

数控转塔冲床模具的冲压过程如图 3 所示, 具体为: 工序 1, 退料板与板料接触; 工序 2, 冲头接触板料, 板料开始发生变形; 工序 3, 材料在应力点开始断裂; 工序 4, 废料从板料中开始断裂出来; 工序 5, 冲头冲压到底; 工序 6, 冲头回缩, 废料自由下落回收, 冲压工序完成。

3 数控转塔冲床模具选用

模具分类方法不同, 选用原则也不一样, 本文

(a) 短导向型模具 (b) 长导向型模具

1． 压料套 2． 上模 3、 16． 套 4． 导向键 5． 模套 6． 打击头

7． 连接螺钉 8． 碟簧 9． 固定钩 10． 下模 11． 导向键

12． 压料套 13． 上模芯 14． 打击头 15． 退料簧 17． 下模

Fig． 2 Die structures of NC turret punch press

(a) Short-guiding die (b) Long-guiding die

重点阐述标准模具和成形模具的选用原则。

3． 1 标准模具的选用

(1) 尽量使模具刃口直径 D > 2t (t 为板厚), 且直径一般要大于等于 Φ3 mm, 否则很容易折断。如果必须选用直径 D < Φ3 mm, 建议选用进口高速

钢作为原料制造模具。

(2) 在进行较厚板料加工时, 若模具尺寸与工位极限尺寸较为接近, 为确保足够的退料力, 应选择大一级的工位。

(3) 厚板料的加工, 模具刃口不能有尖角存在, 需用圆角过渡, 否则很容易出现磨损或塌角。

120 锻 压 技 术 第 43 卷

(a) 工序 1 (b) 工序 2 (c) 工序 3 (d) 工序 4

(e) 工序 5 (f) 工序 6

1． 冲头 2． 退料板 3． 板料 4． 下模

Fig． 3 Stamping process of NC turret punch press die

(a) Step 1 (b) Step 2 (c) Step 3 (d) Step 4

(e) Step 5 (f) Step 6

一般情况下, 取圆角半径 R >0． 25t。

(4) 加工不锈钢等含 Cr 比较高或热轧板料时, 推荐选用国产 LD 模具钢或进口高速工具钢制造模具, 否则由于板料的固有特性很难加工成形, 同时, 模具比较容易出现磨损、 带料和拉毛等问题。

3． 2 成形模具的选用

(1) 由于不同数控冲床滑块打击距离不同, 成形模具的闭合高度必须调整, 将打击头设计为可调形式, 不仅满足模具高度变化的需要, 同时, 使加工成形更加充分。 

但打击头可调精度要细, 每次调节最好控制在 0． 1 mm 范围之内, 这样对模具或冲

床的破坏可以降到最低。

(2) 成形深度尽可能浅, 一般会控制在 8 mm 以内, 否则卸料时间会很长。 

此外, 成形加工速度要采用低速方式, 并有适当的延时。

(3) 成形模具的整体高度一般远高于标准模具, 以至于离成形模具工位比较近的工位很难操作, 甚至不能使用, 最好将需要成形模具的工序放到最后进行, 加工成形之后直接拆除即可。

(4) 需要拉深成形的模具, 应选用轻型弹簧组件, 避免板料加工时易出现撕裂、 变形不均匀或卸料困难等问题。 

成形模具调整方法如图 4 所示, 具体为: 成形模具安装, 锁紧螺钉旋松, 可调试打击头上下旋动调整, 锁紧螺钉旋紧, 先空冲, 无异常再试冲, 如果模具高度不够, 锁紧螺钉旋松, 继续调整, 直至所要求高度。

4 数控转塔冲床模具常见问题

4． 1 模具带料

模具带料 (也称模具粘料) 是指正常加工条件下, 上模芯与板料无法顺利脱开或完全无法脱开的现象。 出现这种情况的主要原因有: (1) 模具刃口圆角过大; (2) 模具入模量偏小; (3) 送料速度过快, 弹簧响应不够或不灵敏; (4) 模具导套与模芯滑动阻力大; (5) 所需退料力大于弹簧力; (6) 模具弹簧疲劳失效或断裂; (7) 模具的间隙以及精度等因素。

防止模具带料的主要措施有: (1) 及时刃磨钝化的模具刃口; (2) 入模量应控制在 1 ~ 2 mm 之间; (3) 改善润滑条件; (4) 可以加装退料器; (5) 选用防带料凹模; (6) 增加模具间隙; (7) 提

高模具制造精度和冲床模位对中精度。

4． 2 废料反弹

废料反弹是指冲压加工的废料 (也称垫渣) 未从凹模孔口处脱落, 而反弹到凹模表面或板料表面的现象。 导致废料反弹的主要原因有: (1) 模具间隙偏小; (2) 模具刃口钝化; (3) 入模量不合理; (4) 板料表面状态差; (5) 模具润滑不到位; (6) 切冲顺序、 方向及尺寸等因素。

防止废料反弹的措施有: (1) 选择合适的下模间隙; (2) 刃磨刃口, 刃磨后必须用退磁器进行消磁处理; (3) 入模量应控制在 1 ~ 2 mm 之间; (4) 清除上模和板料上的油污; (5) 控制下模刃口深度; (6) 对正上下模或上下模位。

4． 3 模具磨损

模具磨损是模具长时间使用过程中难以避免的问题, 对模具使用寿命影响最大。 引起模具磨损的主要原因有: (1) 模具间隙偏小, 推荐为板厚的 20% ~25% 左右; (2) 上下模座不对中; (3) 已磨损的模具导向组件及转塔的镶套未及时更换; (4) 冲头温度过热; (5) 不合理的刃磨方法造成的模具磨损; (6) 步冲或冲角时, 侧向力形成局部单边冲切, 因一边间隙过小, 模具磨损严重甚至会导致模具损坏[5]。

防止模具磨损的措施有: (1) 增加模具间隙; ) 工位调整, 上下模对中, 转塔水平调整; (3) 保证冲头和下模润滑充分; (4) 在同一个程序中使用多套同样规格尺寸的模具; (5) 采用软磨料砂轮, 并要经常清理砂轮; (6) 采用较小的吃刀量;

(7) 步冲加工时, 增大步距量或采用桥式步冲。

4． 4 冲压噪声

模具在正常工作时, 会不可避免地产生冲压噪声, 且噪声最高值可达到 120 dB 左右, 对照国家规定的 85 dB 噪声标准是不符合要求的。 操作人员及周围环境都会受到影响, 造成噪声污染。

 因此, 有必要采取合理措施来降低冲压噪声, 主要注意事项有以下几点: (1) 改变模具刃口的形状 (例如斜刃), 减小刃口与工件接触面; (2) 合理的凹凸模刃口配合间隙; (3) 模具刃口必须垂直于安装面; (4) 良好的润滑, 保证模具动作顺畅; (5) 注重模具维护保养, 定期磨刃; (6) 冲床加装隔音装置、 海绵板或隔音罩等; (7) 模具安装座可垫装铝板。

4． 5 模具对中性

冲床模位的对中性差, 会引起模具的快速磨损和刃口钝化, 直接影响工件的加工质量。

 导致其出现的主要原因有: (1) 冲床水平度调整不到位; (2) 冲床转塔的设计精度或加工精度不够; (3) 模具间隙选择不合理; (4) 上下转盘模具安装座装配对中性不好; (5) 模具安装座或模具导套磨损严重; (6) 模具设计或制造精度未满足要求; (7) 转盘上的模孔或导向键出现损伤。防止模具对中性问题的主要措施有: (1) 检查冲床的水平度情况, 要求不符时重新调整; (2) 检查转塔与安装座对中性情况, 必要时调整; (3) 及时更换模具导套, 合理选择模具间隙; (4) 检查转盘上的模孔和导向键, 出现损伤及时修复; (5) 使用专用芯棒校准模具工位。

5 模具使用和维护方法

为了提高冲床模具的使用寿命和工件的加工质量, 减少或避免模具工