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浅析数控冲床的发展趋势

2019-03-27

  现在工业产品开发周期和制造周期越来越短,企业对产品的质量要求越来越高。同时,产品的品种也越来越多,产品的批量也越来越小,这对钣金行业是个挑战,所以就要求钣金加工设备具有高生产效率、高柔性及较低的生产成本。数控冲床节省了大量的生产成本,缩短了生产周期,具有较大的加工范围与加工能力,可以及时适应市场与产品的变化。

  数控冲床的特点

  数控冲床的钣金加工可以一次性自动完成多种复杂孔形的生产,可按要求加工不同尺寸、孔距和形状的孔,也可用小冲压模具,以步冲方式冲大圆孔、方形孔和各种形状的曲线轮廓,还可以进行特许工艺加工。 数控冲床目前以其方便、快捷、精度高而被国内很多有实力的厂家所使用,其最大特点包括以下七方面。

  ⑴使用方便,节省开模费用。数控转塔冲床可进行复杂的成形加工,更适用于对板材成形要求较高的企业。通过简单的模具组合,相对于传统冲压而言,节省了大量的模具费用,可以使用低成本和短周期加工小批量、多样化的产品。

  ⑵加工效率相似的数控冲床与激光切割机相比,整机价格是其三分之一左右,且后续维护成本低,性价比高。数控冲床的模具使用成本相对于激光机消耗的氮气、氧气而言要低很多。

  ⑶加工精度高,具有稳定的加工质量。数控冲床冲切精度高,冲切毛刺小,工件平整度好,后续加工量少,废品率低,成形质量高,数冲的加工尺寸精度一般可达0.1mm,产品的尺寸一致性好。

  ⑷数控冲床可对工件单独加工或用群命令对工件批量加工,提高生产效率。数控冲床的加工速度快,一般的液压式设备冲程率可达500~600次/min,有的甚至高达900次/min,最大定位速度可达100m/min。

  ⑸对于大尺寸板材基本可一次加工就能完成,而传统的大尺寸板材加工需多工序在很多不同的设备上完成。这样由于减少了中间环节、减少了后处理工序、减少了模具设计等,且通过简单的模具集成式,大大节约了劳动力,降低了生产成本。

  ⑹加工零件改变时,一般只需要更改数控程序,可节省生产准备时间。

  ⑺对操作人员的素质要求较高,对维修人员的技术要求更高。

  数控冲床的加工方式

  数控冲床的加工方式可以分为单冲、多方向的连续冲裁、单次成形、同方向的连续冲裁、蚕食、阵列成形和连续成形。单冲即单次完成冲孔,包括圆周分布、圆弧分布、直线分布、栅格孔的分布。多方向的连续冲裁是使用小模具加工大孔的加工方式。单次成形是按模具形状一次浅拉深成形的加工方式。同方向的连续冲裁是使用长方形模具部分重叠的加工方式,可以进行切边、加工长形孔等。蚕食是使用小圆模以较小的步距进行连续冲制弧形的加工方式。阵列成形是在大板上加工多件不同或相同的工件的加工方式。连续成形是成形比模具尺寸大的成形加工的方式,如加工滚台阶、滚筋、大尺寸百叶窗等。

  数控冲床技术的发展趋势

  目前,世界上数控技术及其装备发展的趋势主要有:高速、高精加工技术及装备的新趋势,效率、质量是先进制造技术的主体;5轴联动加工和复合加工机床快速发展;智能化、开放式、网络化的生产方式。

  数控冲床是按照事先编制好的加工程序自动地对板料进行冲裁加工。在钣金件生产过程中,进行数控程序设计时,无论是手工编程还是自动编程,在编程前要对所加工的零件进行工艺分析,然后拟定加工方案。制定正确合理的加工工艺还要选择合适的模具及加工速度,在数控程序的设计中,更应注意一些程序设计的工艺方法。如果忽视了一些工艺细节问题,有时即使加工程序是正确的,但由于加工程序的不合理,也同样无法加工出合格的零件。进行数控程序设计时应尽可能保证板料有良好的刚性,可适当地多留一些连接点,合理地利用冲切的M代码和配置加工的路径。

  系列化的板材加工设备

  我国机床行业在世界机床工业体系和全球机床市场中占有重要地位,但目前我国仍然算不上机床强国。与世界机床强国相比,我国机床行业在中高档机床方面的竞争力不强。此外,受到国内外复杂经济形势的影响,我国机床行业发展回归新常态,产业向中高端转型升级的要求迫切。为迎合这一加工理念,国内外的厂家不断开发与完善其设计制造技术,为钣金加工业提供了系列化的板材加工设备,如:冲压剪切复合机、激光冲裁复合机。

  冲压剪切复合机

  数控冲床单机在迅速发展的同时,附属自动化装置及其延伸产品也有了长足进步。数控冲剪复合加工机就是其中之一,数控冲剪复合机是将数控冲床和数控直角剪板机组合在一起,共用一套数控系统、一个工作台和一个液压站,实现了结构紧凑,提高了生产效率和优化了生产工艺。图1为萨瓦尼尼S4冲剪复合中心。

  数控冲剪复合机床在使用的过程中,板材冲孔、成形及剪切过程一次完成,由原材料直接生成工件,替代了传统的冲剪分离的加工工序,减少了约60%的加工时间,提高了加工效率,节省材料6%~10%,提高了材料的利用率,降低了生产成本。数控冲剪复合机还预留了可与仓库、自动上料机械手和堆垛等装置配套的接口,为进一步拓展自动化,构成数控冲剪板材柔性加工生产线提供了方便。

  激光冲裁复合机

  激光冲裁复合机是将激光作为特殊模具的替代品,主要用于加工任意形状和高质量冲孔的精密钣金产品。由于当时国内钣金行业发展的局限性,这种复合机的应用一直很少,随着钣金行业的迅速发展,激光切割机的普及应用,冲裁、激光复合机的应用将会越来越多。从冲压加工到激光加工、或从激光加工到冲压加工可在瞬间切换。通过同步控制,在嵌套排样及多件冲切加工中,以往在所有冲压加工结束后再进行激光加工的加工顺序,可变为冲压和激光交替进行的加工方式,因此不会浪费加工时间。这样,消除了冲压加工中的材料应力等造成的累计误差,从而消除了影响工件品质的因素。图2为 AMADA生产的光纤激光复合机LC-C1AJ系列。

  结束语

  我国已连续多年成为世界最大的机床装备生产国、消费国和进口国。未来10年,电子与通讯设备、航空航天装备、轨道交通装备、电力装备、汽车、船舶、工程机械与农业机械等重点产业的快速发展,以及新材料、新技术的不断进步将对数控机床与基础装备提出新的战略性需求和转型挑战。对数控机床与基础制造装备的需求将由中低档向高档转变、由单机向包括机器人上下料和在线检测功能的制造单元和成套系统转变、由数字化向智能化转变、由通用机床向量体裁衣的个性化机床转变,电子与通讯设备制造装备将是新的需求热点。

  

 

  

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