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數控轉塔沖床應用中常見問題解決方法


  當前,在板金沖壓加工領域,數控轉塔沖床以其沖壓速度快、加工精度高、模具通用性強、產品靈活多樣等特點,得到廣泛應用。數控轉塔沖床所使用的模具,由于其精度及質量要求高,沖壓速度快。用戶在選購某種品質的模具后,其使用和維護的水平,直接影響到工件的加工質量和模具的使用壽命。模具也是控制設備運行成本的重要環節。因此,學習和掌握這方面的一些知識并運用到實際中,對提高效益、降低成本,也會起到重要的作用。
  一、保證最佳的模具間隙
  模具間隙是指沖頭進入下模中,兩側的間隙之和。它與板厚、材質以及沖壓工藝有關,選用合適的模具間隙,能夠保證良好的沖孔質量,減少毛刺和塌陷,保持板料平整,有效防止帶料,延長模具壽命。通過檢查沖壓廢料的情況,可以判定模具間隙是否合適。如果間隙過大,廢料會出現粗糙起伏的斷裂面和較小的光亮面。間隙越大,斷裂面與光亮面形成的角度就越大,沖孔時會形成卷邊和斷裂,甚至出現一個薄緣突起。反之,如果間隙過小,廢料會出現小角度斷裂面和較大的光亮面。
  當進行開槽、步沖、剪切等局部沖壓時,側向力將使沖頭偏轉而造成單邊間隙過小,有時刃邊偏移過大會刮傷下模,造成上下模的快速磨損。模具以最佳間隙沖壓時,廢料的斷裂面和光亮面具有相同的角度,并相互重合,這樣可使沖裁力最小,沖孔的毛刺也很小。
  二、適時刃磨可有效延長模具的使用壽命
  如果工件出現過大的毛刺或沖壓時產生異常噪音,可能是模具鈍化了。檢查沖頭及下模,當其刃邊磨損產生半徑約0.10mm的圓弧時,就要刃磨了。
  實踐表明,經常進行微量的刃磨而不是等到非磨不可時再刃磨,不僅會保持良好的工件質量,減小沖裁力,而且可使模具壽命延長一倍以上。
  除了知道模具何時刃磨之外,掌握正確的刃磨方法尤其重要。模具刃磨規程如下:
  1)刃磨時,將沖頭豎直夾持于平面磨床磁性卡盤的V型槽或夾具內,每次磨削量為0.03~0.05mm,重復磨削直至沖頭鋒利,最大磨削量一般為0.1~0.3mm。
  2)使用燒結氧化鋁砂輪,硬度D~J,磨粒大小46~60,最好選適用于高速鋼磨削的砂輪。
  3)當磨削力大或模具接近砂輪時,加冷卻液可防止模具過熱而開裂或退火,應按照制造商要求選用優質多用途冷卻液。
  4)砂輪向下進刀量0.03~0.08mm,橫向進給量0.13~0.25mm,橫向進給速率2.5~3.8m/min。
  5)刃磨后,用油石打磨刃口,去除毛刺,并磨出半徑0.03~0.05mm的圓角,可以防止刃口崩裂。
  6)沖頭去磁處理并噴上潤滑油,防止生銹。
  三、消除和減少粘料的方法
  由于沖壓時的壓力和熱量,會將板料的細小顆粒粘結于沖頭表面,導致沖孔質量差。去除粘料可用細油石打磨,打磨方向應與沖頭運動的方向相同,這樣光后會避免進一步粘料的產生。不要用粗紗布等打磨,以免沖頭表面更粗糙,更容易出現粘料。
  合理的模具間隙、良好的沖壓工藝,以及必要的板料潤滑,都會減少粘料的產生。防止過熱,一般采用潤滑的方式,這樣會減少摩擦。如果無法潤滑或出現廢料回彈,可采取以下方法:
  交替使用多個相同尺寸的沖頭輪流沖壓,可使其在被重復使用之前有較長的冷卻時間。
  將過熱模具停歇使用。通過編程控制換模,中斷其長時間重復工作,或降低其沖壓頻率。
  四、沖很多孔時防止板料變形的措施
如果在一張板上沖很多孔,由于沖切應力的累積板材就不能保持平整。每次沖孔時,孔周邊的材料會向下變形,造成板料上表面出現拉應力,而下表面則出現壓應力。對于少量的沖孔,其影響并不明顯,但當沖孔數量增加時,拉、壓應力在某處累積,直至材料變形。
  消除此類變形的一個方法是:先每隔一個孔沖切,然后返回沖切剩余的孔。這樣雖然也會產生應力,但卻緩解了在同一方向順序沖壓時的應力累積,也會使前后兩組孔的應力相互抵消,從而防止板料的變形。
  五、盡量避免沖切過窄條料
  當模具用于沖切寬度小于板材厚度的板料時,會因側向力作用而使沖頭彎曲變形,令一側的間隙過小或磨損加劇,嚴重時會刮傷下模,使上下模同時損壞。
  建議不要步沖寬度小于2.5倍板材厚度的窄條板料。剪切過窄條料時,板料會傾向彎入下模開口中,而不是被完全剪掉,甚至會楔入沖模的側面。如果無法避免上述情況,建議使用退料板對沖頭有支撐作用的全導向模具。六、沖頭的表面硬化及其適用范圍
  雖然熱處理和表面涂層可改善沖頭表面特性,但并不是解決沖壓問題和延長模具壽命的一般方法。一般地說,涂層提高了沖頭表面硬度并使側面的潤滑性得到改善,但在大噸位、硬質材料沖壓時,這些優點在大約1000次沖壓后就消失了。
  六、針對以下情況可使用表面硬化的沖頭:
  沖軟或粘性的材料(如鋁);
  沖薄的研磨性材料(如玻璃環氧片);
  沖薄的硬質材料(如不銹鋼);
  頻繁地步沖;
  非正常潤滑的情況。
  表面硬化通常采用鍍鈦、滲氮等方法,其表面硬化層為厚度12~60μm的分子結構,它是沖頭基體的一部份,而并非僅是涂層。表面硬化的模具可按通常的方式刃磨。通過表面硬化會降低模具在沖不銹鋼板時的磨損,但并不能延長其使用壽命,而適當潤滑、及時刃磨以及按規程操作等,卻是有效的方法。
  七、沖床模位對中性不好時的檢修
  如果沖床模位的對中性不好,造成模具快速鈍化,工件加工質量差,可就以下幾點檢修:
  檢查機床的水平情況,必要時重新調整;檢查并潤滑轉盤上的模孔及導向鍵,如有損傷及時修復;清潔轉盤的下模座,以便下模準確安裝,并檢查其鍵或鍵槽的磨損情況,必要時更換;使用專用芯棒校準模具工位,如有偏差及時調整。
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