数控冲床模具使用手册

  O rie n ta l M e ta l 苏州久工机械制造有限公司 数控冲床模具说明及相关手册 1、模具选用的注意事项 (一)标准模具的选用 (1)模具的刃口直径应尽量大于加工板厚的 2 倍,直径一般应大于 3mm,否 则易折断,寿命极短;但也不是绝对的,3mm 直径以下推荐使用进口高速钢作为 模具材料。 (2)加工厚板的模具尺寸接近工位极限尺寸时请往上选用大一级的工位以 保证有足够的退料力。 (3)加工厚板的模具刃口不允许有尖角,所有尖角应改为圆角过渡,否则 极易磨损或塌角, 推荐在一般情况下, 尽可能用 R>0.25t 的圆角半径来代替清角 。 (4)当加工的板材为高 Cr 材料(如 1Cr13 等不锈钢)及热轧板材时,由于板 材固有的特性而不宜采用国产高 Cr 模具,否则极易磨损、拉毛以及带料等一系 列弊病,推荐使用进口高速工具钢来作为模具材料。 (二)成型模具的选用: (1)不同的数控冲床滑块的打击行程不同,因此要注意成型模具闭合高度 的调整,为保证成型的充分,推荐使用可调式打击头,应仔细的调整,每次调整 最好不要超过 0.10mm,否则容易造成模具损坏,甚至于损坏机器。 (2)成型应尽量浅,一般来说成型总高度不大于 8mm,之所以有这个高度所 以它的卸料需要较长时间,成型加工时一定要采用低速,最好要有延时。 (3)成型模具工位附近的工位不可用,因为成型模具高度远远大于普通模,最 好是成型加工放在程序的最后来实现,冲完后拆除。 (4)对于拉伸成型模具,请选用轻型弹簧组件,以防止板料的撕裂或变形 不均匀及卸料困难等。 (5)订货时注意模具的让位问题,如两个成型的距离(前后、左右)比较 近,请一定与我们讲清楚,否则有可能会出现干涉的情况。 (6)成型模调整方法见下图: -1- O rie n ta l M e ta l 苏州久工机械制造有限公司 a、成型模具装上后,将件 2 松开,将件 1 顺时针旋转,旋至最低点,再拧 紧件 2。 b、先空冲一下,如无异常,将板料送入冲压,量一下成型高度,如高度不 够则将件 2 松开, 1 逆时针旋转 件 (旋转一圈一般为 2mm, 具体看螺纹牙距的大小 , 请适度调节,以免损坏模具),再拧紧件 2,不断地调整、试冲,直到达到要求 高度。 四、模具的装配及保养 1、模具的刃磨 定期刃磨模具不仅能提高模具的使用寿命,而且能提高机器的使用寿命,所以说 掌握正确合理的刃磨时间很重要。 模具是否需要刃磨对用户来说很直接的方法就 是:冲孔累积到一定次数以后,检查冲孔质量是否有较大的毛刺产生,再检查上 模刃口是否出现圆角(圆角≥R0.1),光泽是否消失,如有这种情况发生,说明 冲头已钝,此时需要刃磨。 模具如果在适当的时候刃磨,使用寿命可延长 3 倍,但不正确的刃磨,反而 会急速加剧模具刃口的破坏, 减少其使用寿命, 模具刃磨有其配套的模具刃磨机 , 选择合适的刃磨机器会极大的方便用户,提高生产效率,推荐使用刃磨机,该机 具有占地面积小,操作方便,噪声低,外形美观及刃磨质量优等特点而深受用户 青睐。刃磨时每次磨削进给量不应超过 0.015mm,磨削量过大会造成模具表面过热 及烧伤,相当于退火处理,模具变软,会大大降低模具的使用寿命,刃磨时必须 -2- O rie n ta l M e ta l 苏州久工机械制造有限公司 加足冷却液,应保证冲头和下模固定平稳,刃磨砂轮表面要清理干净,建议使用 中软 46 粒度砂轮,模具刃磨量是一定的,正常为 4mm,如果达到该数值冲头就要 报废,如果继续使用,容易造成模具和机器的损坏。最后刃磨应由受过专业培训 的人员操作。 注意:刃磨完后应及时退磁,并将模具高度调整得和刃磨前一样。 2、模具的使用寿命 对用户来讲,提高模具的使用寿命可以大大降低使用成本。影响模具的使用 寿命有以下几个方面的原因: (1)模具的材料是否经过特殊处理; (2)模具的结构形式; (3)下模的间隙; (4)上下模的位置精度; (5)调整垫片的合理使用; (6)冲压板材是否有良好的润滑; (7)冲压板材是否平整; (8)冲压板材的类型及厚度; (9)冲压机器每个转塔上下工位的对中性; (10)机器转塔上的导向键是否完好无损。 以上诸因素中最直接的就是板越厚,材料越硬以及步冲加工,模具寿命会越 短,另外把模具往模位里放之前,模位的周围要擦干净,清扫完后,往凸模上喷 些油,然后插入模位里,凹模可同样放入模位里。在这里应特别注意的是上下模 的方向一致性,安装前仔细看清楚上下模规格是否相同,同时刃口方向应一致, 如果放错,一次就会打碎模具,甚至会损伤机器。模具都安装好后,要边让转塔 转动,边观察上下转塔间,特别是凹模有没有高低不平,若有高低不平,要仔细 检查原因。 3、平时不常用的模具应定期防锈和涂油,用完模具后要将模具清洗干净, 摆放整齐,用保护膜将其包好,装入模具盒内,放入固定的位置,以防模具被磕 碰、起毛刺,或落入灰尘、生锈,影响下一次使用。 4、下模间隙是根据加工的板厚确定的,如加工 2mm 板的下模不可加工 3mm 的 板,也不可加工 1mm 的板,否则会加剧磨损甚至打坏模具。 5、当模具弹簧发生歪斜或缩短时应及时更换。 6、冲压时的入模量应控制在 1-2mm 之间。 -3- O rie n ta l M e ta l 苏州久工机械制造有限公司 7、模具的闭合高度按图纸要求调整。 8、成型模具同样应注意键槽的方向,试冲时严格按上述规定的调整步骤来 进行,并参照用户模具定单上的要求如拉伸高度、是否需预冲孔等,否则会损坏 模具或不符合用户要求。 五、模具的间隙 凸模和凹模的间隙, 用总差值来表示。 例如: 使用 10 的凸模和 10.3 的凹模时, 10.310=0.3(凹模的孔径-凸模的孔径=间隙),间隙为 0.3mm。我们所说的间隙指双面 总间隙,这个间隙,是冲孔加工最重要的因素之一。如果间隙选择不合适,会使 得模具寿命缩短,或出现毛刺,引起二次剪切等,使得切口形状不规则,脱模力 增大等,因此正确地选择间隙值非常重要。 根据目前市场上数控冲床模具生产厂的间隙比例选用统计, 结合国有机床精 度的实际情况,我公司建议采用以下的《推荐的下模间隙》,特殊情况,按用户 要求制作。 材 板 厚 料 铝板 碳钢板 不锈钢板 t<1 14%t 14%t 22%t 3>t≥1 16%t 18%t 24%t t=3 18%t 20%t 26%t t>3 18%t 22%t 26%t 注:我们推荐的下模间隙是在保证模具寿命前提下而采用的,并不是十分严 格的,而要根据实际情况,结合用户需求来确切制订。 六、加工时的注意点 (一)冲孔的最大孔径及吨位 例如:板厚 6mm,Ф88.9mm 的板能不能冲切,不能凭空想象估计,它是由冲压 能力来确定的,一般冲孔所需的压力由下公式求得: P=A×t× τ -4- O rie n ta l M e ta l 苏州久工机械制造有限公司 P-冲压力(kg)A-所冲孔的周长(mm)t-板厚(mm)τ-材料剪切强度(kg/mm) 如江苏金方圆机床有限公司生产的 VT-300 冲床冲 6mm 热轧板,最大加工孔径 为: 30×1000=3.14×D×6×42 D=Ф37.9(mm) 所以说在机床上冲 6mm 热轧板最大能冲Ф37.9mm 的圆, 超过此数值就必须用其 它方法来实现了,如小圆模步冲的方法。 (二)注油润滑 注油量和次数由加工材料的条件而定。无锈无垢的材料,要给模具注油,油 用轻机油。有锈有垢的材料,加工时锈会进入模具和外套之间,跟契子一样,使 凸模不能自由移动。这种情况下,如果上油,会使锈垢更容易沾上,因此冲这种 材料时,相反要把油擦干净,每半月要把模具分解一回,用汽油洗干净,重新组 装,这样就能进行令人满意的加工。 高速数控冲床模具必须严格进行保养,定期用轻机油对卸料套、注油口、模 芯本体与卸料套的接触面、凹模进行润滑,这样可延长模具的使用寿命。但是过 多的润滑油往往会滞留在上模端面, 冲切时的打击容易使上模端面与废料之间产 生真空吸附作用,形成垫渣,即:废料反弹。遇到这种情况,应将板材的油垢清 理干净,并保持模具的干净,不要加注过量的润滑油,即可进行顺利的冲切。 (三)带料及废料反弹 冲头带料及粘连是指在正常情况下, 上模芯与板料不能及时脱开或完全脱不 开。 1、带料的危害性: (1)会使模芯损坏或折断。 (2)会损坏夹钳以及损坏板料产品,卷曲的板材甚至会撞坏护罩。 2、引起带料的原因: (1)模具弹簧疲劳失效或断裂。 (2)入模量过大。 (3)模具导套与模芯滑动阻力大。 (4)所需退料力大于弹簧力。 -5- O rie n ta l M e ta l 苏州久工机械制造有限公司 (5)送料速度过快,弹簧响应不够或不灵敏。 (6)材料积屑瘤。 (7)废料反弹。 (8)模具间隙及精度等其它原因。 3、带料的解决方法: (1)根据样本及其它试验数据来看,弹簧预期寿命为 50 万次,有时在恶劣 的条件下还会更短,到时弹簧会疲劳而失去应有的弹性,弹簧会明显缩短甚至断 裂,真人骰子,必须及时向可信赖的模具供应商订购新弹簧。 (2)入模量应控制在 1-2mm 之间,过深会造成模芯的脱模行程和阻力加大, 从而延长了弹簧的反应时间,模芯未完全从板料中退出即送料,可能损坏模具、 板材或夹钳等。 (3)当滑动面上有过多的灰尘及其它脏东西或缺油时,会使滑动阻力变大, 抵消了一部分弹簧力,就可能引起带料,此时应将模具拆洗,加润滑油,改善润 滑条件。 (4)推料力大于弹簧力主要是指冲压吨位大,有几种可能性,一是刃口严 重钝化,需额外的吨位,而且切断面粗糙及毛刺增大,产生很大的抵抗力,此时 应及时刃磨; 二是模具间隙与板材不匹配, 当模具间隙偏小时会使材料抱紧凸模 , 此时应选择与板材匹配的下模或研磨下模使其间隙变大; 三是当模具规格接近极 限工位尺寸同时板料较厚时,所需退料力大于弹簧力,此时需将其往上跳一级工 位或选用重载弹簧。 (5)当高 Cr 模具材料与高 Cr 冲压板材(如 1Cr13 等不锈钢)连续冲裁时,温 度会升高而产生亲和力, 相当于一对相同的摩擦付, 极易磨损刃口或产生积屑瘤 , 所以当冲不锈钢时推荐使用进口高速钢,而不能使用国产高 Cr 材料,如 Cr12MoV 等,此外,冲压时会常遇到带附膜的不锈钢,此附膜既薄又韧,与板材粘贴松散 有分离现象,冲切时易产生带料,这种情况下一要选用刃口锋利的进口高速钢模 具,二是要将有附膜的一面放在下面,使附膜位于剪切层附近以达到被完整切下 的目的,但这样做应充分考虑毛刺面对零件的影响。 (6)废料反弹也是造成带料的重要原因之一,废料反弹后废料如果有一半 在下模处,会造成冲双料的现象,使模具严重偏载和吨位加大,从而引起带料或 模具的损坏。 -6- O rie n ta l M e ta l 苏州久工机械制造有限公司 (7)最后还有一点就是模具本身制造精度及机床模位对中精度问题,也可 能引起带料, 此情况发生时应选用正规专业数控模具厂家制造的模具以及用校棒 校正机器模位。 4、废料反弹: 废料反弹指冲孔废料未能从凹模洞口顺利排出, 反而反弹到凹模端面或零件 毛坯表面上的现象,此弹发的废料也称为垫渣。 5、废料反弹的危害性: (1)当冲模在垫渣附近继续冲切时,卸料导套会将垫渣击入板料表层,导 致零件因尺寸与表面质量不合格而报废。 (2)垫渣落在下转盘上使送料存在隐患,板材会被划伤甚至撞坏。 (3)有时因连续产生垫渣致使垫渣重叠超出模具强度极限而损坏模具,单 件或小量生产较多时,因垫渣导致的报废率就显著的提高。 (4)垫渣有一半在下模口处时冲击,会引起带料。 6、引起废料反弹的原因: (1)模具自身的原因 a.间隙是否合理 c.模具入模是否适中 (2)材料状态的原因 a.材料表面状态是否良好 (3)程序编制的原因 b.材料附着层方向是否有利于冲击 b.刃口是否锋利 d.润滑是否有利 a.模具选择 b.冲切顺序与方向 c.冲击尺寸的确定 7、废料反弹的解决方法: (1)下模间隙偏大会使废料向上翘曲,使得其与凹模内表面的接触面积减 少,磨擦阻力更小,在高速冲的状态下会出现废料反弹,所以针对间隙过大的情 况,一定要选择合适的间隙,有时甚至可以考虑使用较小一点的间隙。 (2)刃口锋利的模具冲击次数达到一定次数后,刃口边缘像霜一样发白而 且变圆,这都是加工硬化和钝化造成的,在这种状态下加工会使废料对凸模刃口 边缘的包容现象越来越明显,极有可能随上模的返回而一同带出凹模,遇到这种 情况必须立即刃磨刃口,刃磨后必须用退磁器进行消磁。 (3)上模刃口直径或宽度在 9mm 以上的采用聚胺脂退料钉,宽度在 8mm 以下, 大工位细长模具采用 2°斜刃口, 能有效的防止废料反弹, 但聚胺脂属于易损件 , -7- O rie n ta l M e ta l 苏州久工机械制造有限公司 所以用户在使用过程中应每星期进行检查并及时更换, 可以向模具生产厂家直接 订购,斜刃口应在刃磨后仍保持斜刃口,不能因为没有设备或怕麻烦而将其磨成 平刃口。 (4)入模量应控制在 1-2mm 之间,过浅会造成废料不能完全剪断,在送料时 废料会随着板材的移动而被带出下模,在这里就涉及到模具刃磨量的问题,如模 具刃磨超过 4mm 后就必须考虑换模芯了,否则凸模对凹模的伸入量会越来越少, 同时冲击时作用于板材上的能量会增加,从而引起板料产生较大的翘曲,这方面 原因会增加废料反弹的产生机会。 (5)下模刃口深度过高时,会造成废料重叠,废料间的空气压缩后,上面 的废料会随冲头回程而弹出下模,标准的下模刃口深度应为入模量、料厚、刃磨 量的总和。 (6)上下模或上下模位严重偏心时,单边过大的毛刺同样会使废料随板材 的移动而被带出下模。 (7)上模底部或板料上一般不可避免有点润滑油或防锈油,但决不可多到 形成流体, 冲击时容易使上模端面与废料之间产生真空吸附作用, 形成废料反弹 , 遇到这种情况需将上模或板料上的油擦掉。 (8)板料的附者层也是引起废料反弹的重要因素之一,跟解决带料一样, 需选用刃口锋利的模具,同时应将附着层的一面放在下面。 (9)高速数控冲床应用之所以越来越广泛,一个很重要的原因是它具有拼 接冲切的柔性加工特点。虽然如此,在编程时不要图省事随意选择模具。针对某 一型孔的特点,首先选择能一次完成型孔的模具,须拼切加工时,应选用最小拼 切废料最大、最接近模具尺寸的模具。若最小拼切废料太小,模具间隙较大时废 料不易被冲切掉,即使废料被冲切掉入凹模,若滞留在前次废料之上,很容易因 振动反弹跳出凹模,形成废料反弹,所以要一定科学地选用模具。 (10)除此之外,还有冲切顺序、方向及尺寸等多方面因素,都能引起废反 弹,只能靠生产一线操作技术人员不断加工实践、总结,才能最大限度地排除引 起废料反弹的各种不利因素。 以上分析,参照了有关资料并结合了我公司技术研究人员多年研制、操作经验而 总结出来的,不全之处,望不吝指教! -8-