数控冲床模具使用和维护

　　采用传统的加工方式费时费力,效率极低,不能满足质量和供货要求,于是国内许多企业都逐步淘汰了原来的传统加工方法,引进数控冲床进行生产加工。由于数控冲床具有精度高、加工速度快、可靠性高、适应广泛等特性,大大缩短了生产周期,提高了劳动生产率和加工精度,降低了加工成本。但是,数控冲床在使用中除了要求对设备进行正常的维护和保养外,还需要对模具经常进行保养和更新。据不完全统计,模具成本在机床的维修使用成本中占有相当大的比重,高的甚至能达到50%,如果能够正确地对模具进行使用和保养,可大大提高模具的使用寿命,为企业节省一定的生产成本。

　　1.冲孔的基本理论

　　（1）冲压过程

　　冲压时会在材料的断面形成塌陷带、光亮带、撕裂带和毛刺四部分,其各部分的尺寸受材料厚度和模具间隙等因素影响会有所不同。

　　（2）计算冲压吨位

　　模具在进行冲压时,冲压力不能超过机床的最大公称力,并且不能超过模具的耐压力。模具的结构形式决定了模具的最大耐压力。冲床在设计时,对于各模具工位的冲压力都设定在机床的控制系统内,系统会自动根据不同工位所安装模具的大小、冲压的材料种类和厚度调整冲孔力。冲压力可由下式计算: 　　P=KLtτ 　　式中 　　P——冲孔力,N 　　L——模具刃口的周长,mm 　　t——板料厚度,mm 　　τ——材料的剪切强度（MPa）,由材料的材质所决定,可在材料手册中查到。 　　K——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1.1～1.3。 　　举例:在3mm厚的低碳钢板上冲孔,形状方形,边长为20 该公式计算出的冲压力是指无斜刃口模具所需的冲压力,如果模具带有斜刃口则会大幅度降低模具冲压时所需的冲压力。

　　（3）模具间隙

　　模具间隙是指模具的凸模和凹模工作部分尺寸之差,即当凸模进入凹模时,凸、凹模之间的距离,通常指的是总间隙。间隙是数控模具使用中一个不可忽视的重要参数,间隙选择是否合适直接影响到零件的加工质量、尺寸精度、冲裁力大小和模具使用寿命。间隙的大小应按被冲裁材料的厚度和力学性能来决定,材料越硬越厚,间隙也应越大。 模具间隙如果选择合理,由凸模和凹模刃口产生的两个裂纹将连成一直线,靠近凹模的工件下部是一条带有小圆角的光亮带,靠近凸模的工件上部略成锥形,表面粗糙,但断面没有裂口和裂纹,毛刺正常,冲切力均衡,冲切质量良好。如果间隙过小,上下两裂纹互不重合,相距彼此平行,当材料最后撕裂分离时,由于挤压会使两缝之间的断面出现毛刺或裂口,工件断面出现二次光亮带。当间隙过大时,上下裂缝也不重合,冲厚料时则类似镦压加工,此时在落料靠近凹模的外边,冲孔靠近凸模的内边会产生很大的圆角;冲薄料时则近似拉伸,材料将被拉伸到凸模和凹模的间隙中,直到拉断为止,工件断面会产生拉断毛刺。

　　凹模间隙与材料厚度的百分比关系:最小间隙为材料厚度的15%,最佳间隙为材料厚度的20%～25%,最大模具间隙为材料厚度的30%。如果板材较厚4mm以上,所需冲压力较大时,建议模具间隙为材料厚度的30%以上。 正确选用模具间隙的优点:

　　①延长模具使用寿命。②退料效果好。③减少毛刺和塌陷带。④冲孔质量高。⑤减小模具带料的可能。⑥冲孔所需冲切力最小。⑦减少撕裂带宽度。

　　（4）模具刃磨

　　冲床模具使用过程中,需要根据模具使用情况及时进行刃磨,提高模具的使用寿命。判断模具是否需要刃磨可根据以下条件:

　　为满足生产需要,经常需要使用成形模具或特殊模具,主要有桥形模具、百叶窗模具、沉孔形模具、翻孔攻螺纹模具、凸台模具、拉伸模具、组合式模具等,使用特殊或成形模具可以大大提高生产效率,但是成形模具价格较高,通常是普通模具的4～5倍。为避免失误,应注意和遵循以下原则:

　　①模具安装时进行方向检查,确保模具凸凹模安装方向一致。 　　②根据要求正确调整模具的冲压深度,每次调整最好不超过0.15mm。 　　③使用较低的冲切速度。 　　④板材要平整无变形或翘起。 　　⑤成形加工位置应尽量远离夹钳。 　　⑥成形模具使用时应避免向下成形操作。 　　⑦冲压时按照先普通模具冲

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