數控沖床

數控沖床是數字控制沖床的簡稱，是一種裝有程式控制系統的自動化工具機。該控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程式，並將其解碼，從而使沖床動作並加工零件。

基本介紹

• 中文名：數控沖床
• 外文名：CNC Turret punch
• 用途：鈑金加工
• 特點：加工精度高、加工幅面大等

特點

數控沖床的操作和監控全部在這個數控單元中完成，它是數控沖床的大腦。與普通沖床相比，數控沖床有如下特點：

●加工精度高，具有穩定的加工質量；

●加工幅面大：一次可以完成1.5m*5m加工幅面；

●可進行多坐標的聯動，能加工形狀複雜的零件可做剪下成形等；

●加工零件改變時，一般只需要更改數控程式，可節省生產準備時間；

●沖床本身的精度高、剛性大,可選擇有利的加工用量，生產率高 ；

●沖床自動化程度高，可以減輕勞動強度；

●操作簡單，具備一定基礎電腦知識培訓2-3天均可上手操作；

作用

數控沖床可用於各類金屬薄板零件加工，可以一次性自動完成多種複雜孔型和淺拉伸成型加工，（按要求自動加工不同尺寸和孔距的不同形狀的孔，也可用小沖模以步沖方式沖大的圓孔、方形孔、腰形孔及各種形狀的曲線輪廓，也可進行特殊工藝加工，如百葉窗、淺拉伸、沉孔、翻邊孔、加強筋、壓印等）。通過簡單的模具組合,相對於傳統衝壓而言,節省了大量的模具費用,可以使用低成本和短周期加工小批量、多樣化的產品,具有較大的加工範圍與加工能力,從而及時適應市場與產品的變化。

編程流程

將編制的加工程式輸入數控系統，具體的操作方法是：

啟動數控工具機

先通過機械操作面板啟動數控工具機，接著由CRT/MDI面板輸入加工程式，然後運行加工程式。

1）啟動數控工具機操作

① 工具機啟動按鈕ON

② 程式鎖定按鈕OFF

2）編輯操作

① 選擇MDI方式或EDIT方式

② 按（PRGRM）健

③ 輸入程式名　鍵入程式地址符、程式號字元後按（INSRT）鍵。

④ 鍵入程式段

⑤ 鍵入程式段號、操作指令代碼後按（INPUT）鍵。

3）運行程式操作

① 程式鎖定按鈕ON

② 選擇自動循環方式

調用程式操作

調用已儲存在數控系統中的加工程式，具體的操作方法先通過機械操作面板啟動數控工具機，接著調用系統內的加工程式，然後運行程式。

1）啟動數控工具機操作

① 工具機啟動按鈕ON

② 程式鎖定按鈕OFF

2）調用程式操作

① 選擇MDI方式或EDIT方式

② 按（PRGRM）鍵

③ 調用程式　鍵入程式地址符、程式號字元後按（INPUT）鍵。

3）運行程式操作

① 程式鎖定按鈕ON

② 選擇自動循環方式

③ 按自動循環按鈕

運動軸

X軸：將工件沿垂直於床身長度方向移動的伺服驅動軸

Y軸：將工件沿平行於床身長度方向移動的伺服驅動軸

A軸：旋轉轉塔型刀具庫選擇模具的旋轉軸

C軸：模具自動分度的旋轉軸，可以任意角度旋轉模具

加工方式

1）單沖：單次完成沖孔，包括直線分布、圓弧分布、圓周分布、柵格孔的衝壓。

2）同方向的連續沖裁：使用長方形模具部分重疊加工的方式，可以進行加工長型孔、切邊等。

3）多方向的連續沖裁：使用小模具加工大孔的加工方式。

4）蠶食：使用小圓模以較小的步距進行連續沖制弧形的加工方式。

5）單次成形：按模具形狀一次淺拉伸成型的加工方式。

6）連續成形：成型比模具尺寸大的成型加工方式，如大尺寸百葉窗、滾筋、滾台階等加工方式。

7）陣列成形：在大板上加工多件相同或不同的工件加工方式。

工位

通用厚轉塔模具一般按模具能加工的孔徑尺寸進行分級,方便模具的選用。通常分為A、B、C、D、E五檔。

A(1/2”)工位：加工範圍Ø1.6～Ø12.7mm

B(11/2”)工位：加工範圍Ø12.7～Ø31.7mm

C(2”) 工 位：加工範圍Ø31.7～Ø50.8mm

D(31/2”)工位：加工範圍Ø50.8～Ø88.9mm

E(41/2”)工位：加工範圍Ø88.9～Ø114.3mm

磨具

國產機型

螺桿式

伺服作業機是運用AC伺服馬達經過螺桿驅動滑塊的，成形中下死點的方位可經過方位讀取設備供給數據給方位控置設備進行操控。因而，機械的熱膨漲和彈性變形不會影響產物的精度，調整出最合適的滑塊運動辦法及以極端細小的單位操控下死點的方位。所以適用於高精度高機能的無切削成形螺桿式伺服沖床選用油壓馬達和儲能器進行扭矩操控的辦法，下死點的方位操控可到達微米級，是節約能源且有環保需求的機種。

曲軸式伺服

曲軸式沖床與AC伺服馬達組合起來的數控沖床。這種沖床是用伺服馬達替代本來沖床上的聚散制動器和飛輪。這種沖床具有滑塊運動辦法可恣意設定的伺服沖床的特色，一起具有如圖3一般機械式沖床的扭矩特色。但其作業能量在低速區不會下降。

復動成形

復動成形是無切削成形的有力手法。在冷間鑄造中的阻塞鑄造就是一個比如，是經過操控多個沖頭、凹模的舉措和時刻圖來到達操控資料塑性活動的意圖。製品的精度和成形性可得到進步，乃至能夠縮短工序數量。

復動成形大略可分為兩大類：注重沖床的通用性運用復動模架的復動成形;多種類出產用模具裝拆簡單的運用復動沖床的成形。比來不只在鑄造加工上，一起在板金成形與鑄造的複合成形的多元化及才能的進步的一起，需求沖床不只具有多舉措功用，還須具有高的通用性。

阻塞鑄造

星形輪及十字連軸節的成形已遍及使用阻塞鑄造模具及通用鑄造沖床。其模具布局具有阻塞機能和和諧機能。其它可節約模具安裝時配管時刻的阻塞鑄造沖床可分紅兩類：這些功用全在沖床里和上下油缸在沖床上而和諧組織在模座上兩種辦法。

板材鑄造

跟著板材鍛壓成形的遍及，需求鑄造沖床能進行拉深成形或縮短工程數，因而需求滑塊和作業台有必要帶油缸。本來的阻塞鑄造簡直都是選用高才能的常壓舉措，板材鑄造除了需求與工法相習慣的常壓舉措之外，還需求帶有次序舉措、自鎖等功用。

齒輪成形

螺旋齒輪成形用復動油壓沖床。這種沖床共有滑動驅動用、滑塊內2個、作業台內2個，共5個驅動源悉數合用1個油壓式驅動設備。成形的前期期間與常壓頂桿辦法的內圈鑄造成形相同，凸模刺進阻塞中的凹模齒形空間，資料從下方開端活動進行初成形。在這種狀態下，模芯上升，資料中間的模芯直徑由粗變細。此刻工件內徑部又有了新的空間，能夠發生新的塑性活動，所以加大壓力資料就可充溢齒形的先端部位。用此辦法加工出來的產物，加工壓力只要1300Mpa，齒形部的塌角及毛剌極小。使用復動成形對資料活動進行操控成形出來的齒輪可達JIS3~4級，這十分接近於高附加值的無切削成形。

安全操作規程

1. 沖床工必須經過學習，掌握設備的結構、性能，熟悉操作規程並取得操作許可方可獨立操作。
   
2. 正確使用設備上安全保護和控制裝置，不得任意拆動。
   
3. 檢查工具機各傳動、連線、潤滑等部位及防護保險裝置是否正常，裝模具螺釘必須牢固，不得移動。
   
4. 工具機在工作前應作空運轉2-3分鐘，檢查腳閘等控制裝置的靈活性，確認正常後方可使用，不得帶病運轉。
   
5. 模具時要緊牢固，上、下模對正，保證位置正確，用手搬轉工具機試沖（空車），確保在模具處於良好情況下工作。
   
6. 開車前要注意潤滑，取下床面上的一切浮放物品。
   
7. 沖床取動時或運轉沖制中，操作者站立要恰當，手和頭部應與沖床保持一定的距離，並時刻注意沖頭動作，嚴禁與他人閒談。
   
8. 沖制或猥制短小工件時，套用專門工具，不得用手直接送料或取件。
   
9. 沖制或猥制長體零件時，應設制安全托料架或採取其它安全措施，以免掘傷。
   
10. 單沖時，手腳不準放在手、腳閘上，必須沖一次搬（踏）一下，嚴防事故。
    
11. 兩人以上共同操作時，負責搬（踏）閘者，必須注意送料人的動作，嚴禁一面取件，一面搬（踏）閘。
    
12. 工作結束時及時停車，切斷電源，擦拭工具機，整理環境。
    

為保證人身及設備安全，防止生產事故發生，請遵守以下安全規則。

1、 請在數控沖床附近設立安全警示標誌。

2、 請在數控沖床周圍設立隔離物，圍成一工作區域。

在設備工作過程中，有運動部件探出平台，如有人不小心經過，可能受到損傷。如在設備周圍設立隔離物，將工作區域圍起來，操作者在安全區域進行操作，則可以減少生產事故的發生。

3、 數控沖床必須專人（經過嚴格培訓並獲得操作資格）負責管理和操作。

4、 該設備只能加工一定的板材，請勿加工該設備能力之外的板材，防止損傷數控沖床。

5、 數控沖床開始運行之前，請檢查該設備以及所配沖床和模具等部件，確保各部件滿足設備正常運行的條件。

6、 未經數控沖床生產廠家許可，請勿對該設備進行任何改造，以免造成設備的損壞及安全隱患的產生。

衝壓噸位

根據沖孔形狀及材料厚度可以計算出沖孔所需的沖切力。下面介紹無斜刃口沖芯的沖孔沖切力計算方法：

沖切力（kN）=沖芯周長（mm）×板材厚度（mm）×材料的剪下強度（kN /m㎡）

換算成公噸：用kN÷9.81

註：沖芯周長――指任何形狀的各個邊長相加之和

板材厚度――指沖芯要衝孔穿透的板材厚度

材料的剪下強度――板材的物理性質，由板材的材質決定。

常見材料的剪下強度如下：

材料	剪下強度
鋁（5052H32）	0.1724
黃銅	0.2413
低碳鋼	0.3447
不鏽鋼	0.5171

舉例：

在2mm厚的冷板上沖孔，形狀圓Φ25，計算沖切力

沖芯周長=3.14×25=78.5mm

材料厚度=2mm

剪下強度=0.3447 kN /m㎡

沖切力=78.5×2×0.3447=54.1179 kN

54.1179 kN÷9.81=5.52公噸

模具的間隙

上模和下模的間隙用總差值表示。如：使用Φ12的上模和Φ12.25的下模時，間隙為0.25mm。這個間隙，是沖孔加工最重要的因素之一。如果間隙選擇不合適會使得模具壽命縮短，或出現毛刺，引起二次剪斷等，使得切口形狀不規則，脫模力增大等，因此正確選擇間隙非常重要。間隙受材料材質的影響，一般碳素鋼取板厚的10－20%最優，數控轉塔沖床若沒有特殊要求，可參照下表選擇：

間隙; 板厚	材料
	中碳鋼	鋁	不鏽鋼
0.8－1.6	0.15－0.2	0.15－0.2	0.15－0.3
1.6－2.3	0.2－0.3	0.2－0.3	0.3－0.4
2.3－3.2	0.3－0.4	0.3－0.4	0.4－0.6
3.2－4.5	0.4－0.6	0.4－0.5	0.6－1.0
4.5－6.0	0.6－0.9	0.5－0.7

氣動夾鉗

數控沖床氣動夾鉗是影響加工零件精度的重要原因之一。長期使用後的氣動夾鉗上鉗體和左右導臂，使上鉗體在左右受力後偏擺控制在0.05mm以內。當上鉗體在前後方向受力後也存在較大偏擺，這時應通過修配T型軸來降低間隙，其偏擺應控制在0.03-0.05mm以內。 由於數控沖床氣動夾鉗以浮動原理進行設計，當各處間隙調整後上鉗體應能夠上、下浮動。如果夾鉗中齒板有鬆動，就應對齒板聯接螺釘加以緊定。如果數控沖床氣動夾鉗中齒板齒面磨平，應對齒板進行更換。

氣動夾鉗

維護保養

滑潤油脂吐出油量及壓力檢知功能測試與調整。空氣系統之濾清器，給油器調整閥等功能及水份雜質測試檢查與必要調整。3。空氣壓力開關設定值檢查及壓力檢知功能測試與調整。模高指示開關設定值檢查與實測值之檢查．與調整。模高調整裝置之鏈輪，鏈條，傳動軸，蝸輪蝸桿等另部件有無鬆脫，異常及鏈條張力檢查．與調整。齒輪傳動箱上蓋拆卸，內部機件磨損及鍵位鬆動狀況之檢查並進行油槽清洗，潤滑油 數控轉塔沖床換新及運轉狀況，噪音，振動測試檢查。傳動系

統各部位注油點之吐出油量及壓力測試．與調整。離剎機構之活塞動作，剎車角度，離剎問隙及米令片麽耗量之測試點檢．與必要調整。

滑快導軌與導路之問隙量測及磨擦面檢查，必要時作調整校正。飛輪軸承等添如手動潤滑油脂及管路，接頭等檢查。平衡氣缸動作狀況及其機油潤滑系統油路，接頭等測試檢查。馬達迴路及電器操作迴路絕緣阻抗之測試檢查。整機精度（垂直度，平行度，綜合問隙等）測試，必要時調整校正。沖床外觀及附屬檔案之清潔，檢點及機械腳（基礎）同緊螺絲，螺帽之鎖緊及水平檢查必要時調整。潤滑給油系統之浦，管路閥等清潔保養及檢查。空氣系統之氣動元件，管路等清潔保養及動作測試檢查。

使用3000-4000小時維護保養光電式安全裝置性能之測試及投射角一與區域之測試調整。電氣系統之另件外觀，觸點磨耗．與聯線鬆脫等點檢，測試及二度落旋轉凸輪開關箱與急停同路功能之測試檢查調整。超負荷保護裝置之油路清潔，油室清洗，油品換新及壓力動作與功能測試調整。主馬達v型皮帶磨耗及張力狀況檢查，調整。離剎機構各部件拆卸分解（飛輪不含）清潔保養，間隙榆查調整及裝復調試。平衡器，j部件拆卸分解，清潔檢查及裝復調試。使用6000-8000小時維護保養鋸牙連桿拆卸分解，清潔保養，檢查鋸牙及連桿螺紋咬合及磨耗狀況，並拋光，打磨咬合面並塗抹潤滑脂。滑塊總成（球座，押蓋。超負荷油壓缸，蝸輪，蝸桿等）拆卸分解，清潔保養，問隙調墊及磨耗面，油封檢查並重新塗抹潤滑油脂。模墊拆卸分解及清潔檢查各磨耗面與重新塗抹潤滑脂後組裝試車。

使用期

按照數控沖床產生故障頻率的高低，數控沖床的整個使用壽命期大致可分為三個階段，即初始使用故障期、相對穩定運行期以及壽命終了期。

初始使用故障期

從整機安裝調試後，開始運行半年至一年期間，故障頻率較高，一般無規律可尋。

從機械角度看，在這段時期里，主機雖然經過了試生產磨合，但由於零件的加工表面還存在著微觀和巨觀的幾何形狀偏差，在完全磨合前，表面還較粗糙;部件在裝配中還存在著形位誤差，在工具機使用初期可能引起較大的磨合磨損，使工具機相對運動部件之間產生過大間隙。另外，由於新的混凝土地基的內應力還未平衡和穩定，也使工具機產生某些精度偏差。從電氣角度看，數控工具機控制系統及執行部件使用大量的電子電力器件，這些元件和裝置在製造廠雖然經過嚴格篩選和整機考機等處理，但在實際運行時，由於交變負荷及電路開、關的瞬時"浪涌"電流和反電動勢等的衝擊，使某些元器件經受不起初期衝擊，因電流或電壓擊穿而失效，致使整個設備出現故障。一般來說，在這個時期，電氣、液壓系統和氣動系統故障發生率較高，為此，要加強對工具機的監測，定期對工具機進行機電調整，以保證設備各種運行參數處於技術規範內。

相對穩定運行期

設備在經歷了初期階段各種電氣元件的老化，機械零件的磨舍和調整後，開始進入相對穩定的正常運行期，此時各類元器件器質性的故障較為少見，但不排除偶發性故障的產生，所以，在這個時期內要堅持做好設備運行記錄，以備排除故障時參考。同時要堅持每隔6個月對設備做一次機電綜合檢測和校核。這個時期內，機電故障發生率小，且大多數可以排除。相對穩定運行期較長，一般為7~10年。

壽命終了期

工具機進入壽命終了期後，各類元器件開始加速磨損和老化，故障率開始逐年遞增.。故障性質屬於漸發性和器質性的。例如橡膠件的老化，軸襯和液壓缸的磨損，限位開關接觸靈敏度以及某些電子元器件品質因素開始下降等，大多數漸發性故障具有規律性在這個時期內，同樣要堅持做好設備運行記錄，所發生的故障大多數是可以排除的。由於數控沖床屬於技術密集型和知識密集型的設備，因此，對它的維護和故酌斷，既有常規的方法和手段，又有專門的技術和檢測手段。故障診斷時往往不能單純地從機械方面或電氣方面來考慮，而必須進行綜合全面地分析。