数控转塔冲床的编程工艺改善探讨

2018年12月03日 公司新闻 354 views

作者简介:刘海淼,工艺工程师,主要从事钣金零件的程序编制工作,工艺方案的优化改善方面具备行业内较高的水平,在板材优化和效率提升方面对数控冲切前端工序提供有力的支持。

数控冲床具有自动化加工程度高,零件的加工和重复定位加工精度高,产品质量稳定性好,按要求加工不同尺寸和孔距的不同形状的孔,也可进行特殊工艺加工,如百叶窗、浅拉深、沉孔、翻边孔、加强筋、压印等。随着钣金加工制造业的不断发展,数控冲床被赋予了更重要的角色和使命。

如何利用和发展数控冲床加工,提高数控冲床的加工能力与效率,本文旨在从固定转塔的标准建立、夹板生产、合适的板材规格编程、编制共边程序及板材加工的套料生产等几个方面,为降低零件的加工成本、提高数控机床的生产效率以及工艺编程方面的优化做出的简述以供参阅。

固定转塔的标准建立

随着产品种类的不断丰富,数据库中的零件数量也越来越多,尤其是在样品试制阶段,往往是多品种、多批次、小批量、非标准性、使用模具数量多,以至于造成换模和调试程序时间长,影响机床的运行时间,随之而来的是机床加工产能不足。

通过分析、研究现有的产品特性,按产品系列进行分类,统计工件中所使用模具的形状、尺寸、下模间隙和使用的频率,对于有通用性的模具,在机床的转塔上固定其安装工位,目前已完成了11个项目的转塔固定工作,减少模具的装夹时间,调试程序的时间,实现0换型或快速换型,提高效率,同时因换模次数的降低,产品质量的稳定性也得到提升。

通过生成报告单的模具清单对比可以发现:图1中项目使用了7套模具,其中6套是固定在转塔上,图2中项目使用了9套模具,其中7套是固定在转塔上,两种工件分属于不同的项目,使用的材质板厚不同,程序编制的时间也不同,程序创建后生成的报告单,即使是不同的工件,只要用到的模具相同,其模具所对应的工位号保持一致。

图1 Proline项目

图2 MI9项目

夹板生产

夹板冲切的加工方式,需要保证数控冲床夹钳与定位挡块的精度,对于机柜的门板、侧板、背板、安装板等展开尺寸较大的工件,采用夹板生产这种加工方式,只冲切工件的2个边或者3个边,使工件一侧的大边与板材的长边重合,这样可以节省100mm的夹钳安全距离,冲切时间也缩短了,达到降本增效的目的。设备人员在月度机床维护的时候,需检测数控冲床夹钳与定位挡块的精度,若有偏差需要及时调整。

采用夹板冲切加工工件,程序命名采用P+零件号的方式,以与其他非夹板工件进行区分,在创建NC(冲切)条件设置里面,将通过转塔内部时,避开夹爪这一选项打上对勾,必要时可在保证最优加工路径的前提下,可以固定冲切加工顺序。

如图3所示,零件展开尺寸为1983.9mm×598.3mm,采用CRS1.5mm×2010mm×1250mm的板材加工生产,生成的程序报告单中,备注加工时需要注意夹钳位置。首件加工完成,将余料旋转180度后加工第2件,微连接的数量由原来的6个减少到现在的4个,整张板材利用率可以达到98%。

合适的板材规格编程

当通过夹板生产这种加工方式,产生较多的余料时,尤其是不锈钢材质的零件裁剪下来的余料,因大部分有拉丝方向要求及外表面要求不能有划伤,使用余料冲切机柜附件的比例较低。针对这种情况,分析不同加工零件,找出其共性,根据订单预估情况,在满足起订量的前提下,通过定制板材来减少余料的产生,提高板材的利用率。减少操作工人余料搬运的过程,降低劳动强度。

对于小尺寸工件,可用板材计算表格,通过输入材质、厚度、展开料尺寸、夹钳安全宽度、刀具宽度、工件的间距等参数,经过公式自动计算选取最优的板材规格,以达到节省板材用量的目的。如果工件内部有异形通孔特征,模具库内没有合适的模具,拼刀或偏啃会产生接刀痕,不锈钢材质的工件没有带高度的特殊成形,优先选用激光切加工。具体参数设置详见表1、表2、表3。

表1 冲切参数设置

表2 工件信息输入

编制共边程序

对于大批量订单,内部特征没有特殊成形且外形尺寸为长方形的工件,可以采用共边加工的方式生成程序(图4),因为两个工件的外形共享用1个切边路经,使得对板材的节省和加工效率进一步提升。

表3 板材选择和重量计算表

图4 共边排版示意图

板材加工的套料生产

板材加工的套料生产是下料的时候,在排料时有的地方不好排或空缺,造成很大的浪费,可以再在里面套出一些不同形状的小料,即在有限的材料面积上尽可能多的使用材料进行生产,将板材利用率提高,减少余料产生的一种方法。

针对常年生产有较大批量的订单,或者根据手头订单处理情况,根据计划安排,提前整理出5套产品以上的订单,采用板材加工套料的方式加工生产,通过筛选BOM,导出单台机柜所使用自制件的种类和数量,按照不同的材质与板厚进行分类统计,对于相同材质与板厚的零件,根据BOM中设定的数量,按照1台机柜的倍数,进行排料组合和优化。根据BOM筛选,图5中的4种零件号所设材质全部为板厚2mm的碳钢,且板材表面要求为双面覆膜,按照系统导出的每台使用量,将这4种零件组合到一起并且锁定为1个整体。

图5 多种工件按照机柜用量套料组合

结束语

市场的竞争愈加激烈,人工、材料等硬性成本逐年增加,在钣金加工过程中,数控冲床编程工艺对效率的提高、质量的提升和周期的缩短起着重要的作用,在未来产品制造过程中谁能够在保证高品质前提下,做到更低的制造成本和短交货期,谁就能在市场竞争中占据更有利的位置,这也是我们从业人员不断的追求。

相信随着精益生产的理念慢慢贯彻到生产的各个环节,在工艺方法上不断的进行创新,生产方式不断的改进与完善,最大限度地降低操作人员的劳动强度和减少数控冲床的待机时间,提高数控机床的加工效率,企业也将会迎来更好的发展。

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