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钣金零件数控加工工艺性分析 　　摘 要：本文主要介绍了钣金零件数控加工（剪、冲、折）的加工过程、工艺分析及加工过程中所出现的一些问题。 　　关键词：钣金零件 数控加工 展开尺寸计算 数控转塔冲床 　　中图分类号：TG547 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）04（a）0116-02 　　金属板材是现代工业的一个重要组成部分，应用广泛。近年来，随着需求的增加，钣金加工发展迅猛，涵盖从原材料到成品加工的各个过程：剪、冲、折、焊、铆接、表面处理、装配等，以“冲”为例，经历了普通冲床配合模具、连续模具冲压、多工位冲压、数控冲压、激光切割机等的发展历程。目前，数控剪、冲、折设备仍是钣金行业的首选设备，当需求向多品种、小批量转移后，原来普通的冲压模式就不能满足行业的发展需要了，而数控剪冲折正是以其灵活的优势，顺应了这一趋势。本文结合作者多年来的钣金加工经验，着重对数控钣金的剪、冲、折加工做工艺性分析，希望对钣金加工人员和技术人员有所帮助。 　　1 板料展开长度计算 　　钣金零件的展开长度计算是钣金零件加工的首要步骤，展开长度计算的精确程度，直接影响着零件成型后的尺寸精度，所以，展开长度计算是整个钣金零件加工的基础。 　　（1）弯曲过程。弯曲前，板料断面上三条线相等（如图1所示），即ab=a`b`=ab。弯曲后，板料内层缩短，外层伸长。即ab　　在近似计算中可认为中性层在材料厚度的二分之一位置。另外，对于窄的板条料（宽度小于三倍板厚时）在压缩部位宽度将有所增加；对于宽度大于三倍板厚的板料，其宽度可视为不变。 　　（2）展开长度计算。在进行数控钣金零件的加工中经常遇到零件展开长度的计算，零件的展开长度与板料的厚度、板材的弯曲半径、折弯型槽的大小等因素有关，目前尚无统一标准。下面给出了两种钣金零件展开长度的计算方法。 　　①弯曲零件展开长度的一般计算法，如图2所示。 　　L=L1+L2+（R+X0δ） 　　其中L1、L2为平直部分长度； 　　ψ=180°-α；α为弯曲角，X0为中性层系数，一般小于0.5，该系数随料厚及弯曲半径R的改变而改变。 　　②简便计算法。 　　在实际加工中，由于我们使用折弯机的模具都是固定的，对于不同材料和厚度的板材，其折弯半径都是固定的。所以我们通常使用简便计算法。 　　L=A+B-α 　　式中：L为展开尺寸，A、B为 单直角弯曲时零件外形尺寸，α为折弯系数（图3）。这种方法对于数控冲经常加工的各种薄板弯成的零件当其弯曲半径R=1～2 mm，板厚δ 　　（1）冲床模具的选择。冲床模具的选择是否得当直接影响工艺实施质量的好坏和机床的使用寿命。其中，冲床模具间隙是影响冲切质量的最重要工艺因素，如果间隙选则不合适，会使模具寿命缩短或出现毛刺，引起二次剪断等，使得切口形状不规则，脱模力增大而带料。间隙受材料和材质的影响很大，它与加工的板厚和材质有关，钢板一般为板厚的10%～15%，铝板8%～12%，不绣钢板15%～20%。凸模和凹模的间隙用总差值来表示，例如：使用φ10的凸模和φ10.3的凹模时，间隙为10.3-10= 0.3mm。 　　模具在使用过程中应经常研磨，这样可以延长模具的使用寿命。模具的磨损程度可以从模具边缘判断：边缘部分变圆或下了霜一样发白，光泽消失，这时需要研磨，否则模具刃口更钝，需要的冲压吨位会更大，模具会急剧磨损。研磨后的凸凹模边远应呈直角，并用油石处理。 　　模具的寿命与下列因素有关： 　　板料越厚 寿命越短 　　板料越硬 寿命越短 　　步冲加工 寿命变短 　　（2）冲孔力的计算。选择模具时，要求每个模具的冲孔力不得超过冲床最大公称力。冲孔力P可由下式计算： 　　P=KLtτ 　　式中：P为冲孔力的大小（N）； 　　L为模具刃口的周长（mm）； 　　t为板料厚度（mm）； 　　τ为材料的剪切强度（MPa）； 　　K为系数。考虑到刃口钝化、间隙不均匀、材料。 　　厚度波动而增加的安全系数。K值常取1.3。 　　如果知道机床吨位和冲裁的板料厚度、材质则可计算出能加工的最大孔径。最小加工孔径与材质和料厚有关，钢板和铝板应大于或等于料厚，不锈钢板应大于或等于两倍料厚。 　　（3）编制冲床程序。编程需要根据钣金零件图，计算零件的展开尺寸，绘制零件的展开图，并将零件上的孔、缺口的位置重新定位。绘制零件的展开图是数控钣金加工工艺的重点所在。然后根据展开图并参考工艺要求，合理的选用模具、加工方法和加工路线进行程序编制。 　　数控冲床的加工步骤如下。 　　①审核图纸。首先参考工艺和折弯系数，将图纸转变为展开图，并详细检查尺寸，合理的考虑夹钳禁区而确定下料尺寸和加工方法。 　　②确定坐标系编程（FANUC系统）。可以以板材一角为零点