数控冲床（电箱）加工工艺.doc

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1、毕 业 论 文数控冲床（电箱）加工工艺学 校 ： 系 属 ：现 代 制 造 工 程 系指 导 老 师 ： 班 级 : 数 控 技 术 应 用 与 维 护 0902 班姓 名 ： 学 号 ： 摘 要在当今社会中数控机床已经成为机械生产中必不可少的应用工具，随着数控技术的普及与飞速发展，数控机床的品种日益增多，机械行业为了增强竞争力已开始广泛的使用先进的数控技术，其中数控冲床也得到了广泛的应用。数控冲床比普通冲床精度高、模具选择方便、自动性强及效率高等优点。 在数控冲床的板材加工中，受多种类板材和模具的影响，容易是操作者造成失误，本文通过介绍数控冲床并设计加工工艺，合理确定加工基准和加工手段，选择

2、合适的加工模具和板材规格，结合工程图纸与数控冲床加工程序，提高生产率和产品质量。关键词：数控冲床 加工工艺 模具 板材规格 程序 前 言 数控冲床是数字控制冲床的简称，是一种装有程序控制系统的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，并将其译码，从而使冲床动作并加工零件。 数控冲床主要广泛应用于筛网、制盖、制罐生产线、仪表、电控柜板、太阳能热水器、电池铁板、建筑装饰板、汽车自行车配件、金属家具、消声板、灯具、厨房设备等冷冲压加工行业； 转塔冲床广泛应用于电力成套设备、通讯机柜、音响设备、家用电器、电梯、中央空调、厨卫、冷藏设备、自动售货机、ATM柜员机、自动办公

3、设备、建筑装饰、五金家具、工业机械、建筑机械、农业机械、环保机械、医疗器械、照明灯具等冷冲压加工行业。 数控冲床可用于各类金属薄板零件加工，可以一次性自动完成多种复杂孔型和浅拉深成型加工，（按要求自动加工不同尺寸和孔距的不同形状的孔，也可用小冲模以步冲方式冲大的圆孔、方形孔、腰形孔及各种形状的曲线轮廓，也可进行特殊工艺加工，如百叶窗、浅拉伸、沉孔、翻边孔、加强筋、压印等）。通过简单 的模具组合,相对于传统冲压而言,节省了大量的模具费用,可以使用低成本和短周期加工小批量、多样化的产品,具有较大的加工范围与加工能力,从而及时适应市场与产品的变化。 目 录第一章 数控冲床1.1数控冲床的特点 数控冲

4、床的操作和监控全部在这个数控单元中完成，它是数控冲床的大脑。与普通冲床相比，数控冲床有如下特点： 加工精度高，具有稳定的加工质量 可进行多坐标的联动，能加工形状复杂的零件可做剪切成形等加工零件改变时，一般只需要更改数控程序，可节省生产准备时间 冲床本身的精度高、刚性大,可选择有利的加工用量，生产率高 冲床自动化程度高，可以减轻劳动强度 对操作人员的素质要求较高，对维修人员的技术要求更高1.2数控冲床的作用 数控冲床可用于各类金属薄板零件加工，可以一次性自动完成多种复杂孔型和浅拉深成型加工，（按要求自动加工不同尺寸和孔距的不同形状的孔，也可用小冲模以步冲方式冲大的圆孔、方形孔、腰形孔及各种形状的

5、曲线轮廓，也可进行特殊工艺加工，如百叶窗、浅拉伸、沉孔、翻边孔、加强筋、压印等）。通过简单的模具组合,相对于传统冲压而言,节省了大量的模具费用,可以使用低成本和短周期加工小批量、多样化的产品,具有较大的加工范围与加工能力,从而及时适应市场与产品的变化。第二章 数控冲床的基础机械知识2.1基本理论知识 NCT是数控转塔冲床(Numerical Control Turret Punch Press) 英文的缩写。数控转塔冲床(NCT)集机、电、液、气于一体化，是在板材上进行冲孔加工、浅拉深成型的压力加工设备。 数控转塔冲床(NCT)由电脑控制系统、机械或液压动力系统、伺服送料机构、模具库、模具选择

6、系统、外围编程系统等组成。数控转塔冲床(NCT)是通过编程软件（或手工）编制的加工程序，由伺服送料机构将板料送至需加工的位置，同时由模具选择系统选择模具库中相应的模具，液压动力系统按程序进行冲压，自动完成工件的加工。数控转塔冲床(NCT)的喉深是指冲压中心至床身侧板的距离。喉深的大小直接决定加工板材的宽度尺寸大小（即沿床身长度方向加工的板材尺寸）。2.2数控冲床的运动轴X 轴：将工件沿垂直于床身长度方向移动的伺服驱动轴 Y 轴：将工件沿垂直于床身长度方向移动的伺服驱动轴 T 轴：旋转转塔型刀具库选择模具的旋转轴 C 轴：模具自动分度的旋转轴，可以任意角度旋转模具2.3数控冲床的加工方式1）单冲

7、：单次完成冲孔，包括直线分布、圆弧分布、圆周分布、栅格孔的冲压。 2)同方向的连续冲裁：使用长方形模具部分重叠加工的方式，可以进行加工长型孔、切边等。 3）多方向的连续冲裁：使用小模具加工大孔的加工方式。 4）蚕食：使用小圆模以较小的步距进行连续冲制弧形的加工方式。 5）单次成形：按模具形状一次浅拉深成型的加工方式。 6）连续成形：成型比模具尺寸大的成型加工方式，如大尺寸百叶窗、滚筋、滚台阶等加工方式。 7）阵列成形：在大板上加工多件相同或不同的工件加工方式2.4数控冲床的工位通用厚转塔模具一般按模具能加工的孔径尺寸进行分级,方便模具的选用。通常分为A、B、C、D、E五档:A(1/2”)工位：

8、加工范围Ø1.6Ø12.7mm B(11/2”)工位：加工范围Ø12.7Ø31.7mm C(2”) 工 位：加工范围Ø31.7Ø50.8mm D(31/2”)工位：加工范围Ø50.8Ø88.9mm E(41/2”)工位：加工范围Ø88.9Ø114.3mm第三章 实例数控冲床（电箱）加工工艺分析3.1电箱板材工艺分析3.1.1电箱的工艺分析电箱是我们家居生活及工厂用电的必需用品，是电表及安全开关盛放的良好用具，其产品主要是通过数控冲床计折弯成型制造。在这我们

9、研究一下电箱的数控冲床工艺。3.1.2电箱板材规格要求因为电箱所需的板材均为常见的铁板（SPCC），通过对电箱模型的板材测量得：外箱板厚均为1.2mm，内箱板厚均为1.5mm,其中内箱的内置板厚为2.0mm，支架厚度为2.0mm。电箱尺寸大小如下图所示：这是因为电箱不宜过重，但要求电箱有一定的强度、能够盛放电表及安全开关和内置板上能够攻丝，故如此选择板材规格。（板材表面应无划伤而且板材应平整） 3.1.3铁板的折弯率因为电箱所需的板材均为常见的铁板（SPCC）。又因通过测量与完成的图纸得知只有1.2mm与1.5mm的铁板需要折弯，所以通过板材的折弯率得知铁板的折弯率为1.6。公式为：铁板厚度乘

10、以1.6等于展开系数。板材展开后需要减去展开系数。所以：1.21.61.921.51.62.402.01.63.20所以1.2mm铁板的展开系数为1.92，1.5铁板的展开系数2.4，2.0铁板的展开系数3.2。则电箱展开后的尺寸如下图所示：3.2电箱程序设计工艺分析3.2.1程序的作用数控冲床是按照事先编制好的加工程序，自动地对钣料进行冲裁加工的设备。理想的加工程序不仅应能保证加工出符合设计要求的合格零件，同时也应能使数控冲床得到合理的应用并使其性能得到充分的发挥3.2.2程序的工艺分析进行数控程序设计时，无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，然后拟定加工方案、

11、制定正确合理的加工工艺过程，还要选择合适的模具及加工速度。在数控程序的设计中，更应注意一些程序设计的工艺方法。如果忽视了一些工艺细节问题，有时即使加工程序是正确的，但由于程序的工艺方法不合理，也根本无法加工出合格的零件，更有甚者，会造成机床的报警及损害。1. 选择合适的编程基准 数控冲床在加工中，都是以机床的原点为定位基准的，一般情况下，也是以这个基准为编程基准。但是有时选择合适的编程基准，可以大大降低程序设计中的数值计算，减少程序段和编程工作量，增加程序的可读性及可修改性，减少程序设计中的错误。编程基准可以选择在零件或机床的任何位置，但必须与零件的定位基准有确定的关系。为了保证加工精度，减少

12、程序设计中的计算量，编程基准应尽量选择在设计基准或工艺基准上。2. 工序最大限度集中 为了充分发挥数控机床的优势，提高生产效率和保证加工质量，在数控冲床加工编程中应遵循工序最大限度集中的原则，即零件在一次装夹中，力求完成本台数控机床所能加工的全部型孔及外形的加工，防止出现重复定位误差。对于有些必须重复定位的零件，也应充分考虑重复定位的方法，而且在出现重复定位的情况下，也应使有相关尺寸的孔尽量在一次加工定位中能够完成。因为作为一组有关联尺寸要求的型孔，如果分两次定位来加工完成，就极有可能出现加工误差，无法保证关联尺寸的要求，达不到零件要求的尺寸精度。3. 合理地选择换模次序及走刀路线 在数控冲床

13、的程序设计中，应当选择合理的换模次序，其一般原则是：先圆孔后方孔，先小孔后大孔、先中间后外形。同时一套模具在选用以后，出于缩短加工时间的考虑，应该完成其在这个零件上的所有需要加工的型孔。在合理选择换模次序的同时也应该选取模具的最佳走刀路线，以减少空行程，提高生产效率，并保证机床安全可靠的运行。4. 合理的夹钳位置及移位方式 数控冲床每一次夹钳定位都有一定的加工范围， 如我所的PEGA-345，一次夹钳定位的加工范围是：X方向1270mm，Y方向1000mm。当在X方向超过这个行程时，就必须通过夹钳移位来完成其余的加工。夹钳移位时，首先，压料块压住钣料，夹钳松开，夹钳移动到指定的位置，再次夹紧，

14、继续加工。 数控冲在加工中，由于毛坯料的定位边直线度不好，夹钳位置、压料块的位置不当，外形加工时很容易出现台阶，各个型孔距边的尺寸公差也难以保证，通过长期的编程实践及生产实际操作，总结出了以下几点经验：(1)要尽可能地保证定位边良好的直线度，在必要的情况下，可以在数控剪床上再次精裁一刀；(2)第一次的夹钳位置应尽可能的大，以使夹钳夹持得更加平稳、可靠；(3)可在不移位的情况下加工的孔，应尽可能地一次加工完成；(4)有相关尺寸的孔，应尽量在一次移位中加工完成；(5)为使钣料有良好的刚性，应适当地多留一些微连接；(6)压料块的位置：Y方向应压在钣料的中心位置，而在X方向应压在偏向夹钳要移动的位置。

15、只要做到以上几点，就可以很好地克服夹钳移位带来的一系列问题，保证零件加工的合格。5. 合理的排料方式 对于中小型零件的数控冲加工，为了缩短辅助加工工时，节约加工时间，提高材料的利用率，一般采用排版加工程序。排版加工程序可以分为自动排版与人工排版两种。自动排版的优点是只须由编程者编辑出单个程序，然后由软件自动生成排版程序，省时、省力，而且走刀路线、换模次序较为合理。但是，这样做有两大弊病：(1)不能严格地执行首件加工排版程序加工时，由于是批量加工，因此必须进行首件检验。但是，当按下工控柜上的“FIRST”键时，并不能完整地加工出第一个零件。这样就给首件检验带来了一定的难度，容易造成批量报废。(2

16、)自动排版的编辑性差由于自动排版产生的程序可阅读性和可编辑性较差，当加工中途出现程序错误、机床报警、卷料以及其他情况而使机床急停时，在解除报警、消除隐患后很难再继续加工。而手动编程则恰恰相反因为电箱所需板材较多，而且是首件检验，但不复杂，所以选择自动排版，通过软件CAM生成程序如下：外箱程序：O3369（QU X=2000 Y000）(W0 W0)(SPCC1.2)( T1 IRE 40.00X5.00XO.OO 0.00)3.3数控冲床电箱操作工艺实习所用的冲床为转塔式数控冲床。型号是日本进口的murateccnc，FANUC系统3.3.1数控冲床的保养滑润油脂吐出油量及压力检知功能测试与调

17、整。空气系统之滤清器，给油器调整阀等功能及水份杂质测试检查与必要调整。空气压力开关设定值检查及压力检知功能测试与调整。模高指示开关设定值检查与实测值之检查与调整。模高调整装置之链轮，链条，传动轴，蜗轮蜗杆等另部件有无松脱，异常及链条张力检查与调整。齿轮传动箱上盖拆卸，内部机件磨损及键位松动状况之检查并进行油槽清洗，润滑油 数控转塔冲床换新及运转状况，噪音，振动测试检查。传动系统各部位注油点之吐出油量及压力测试与调整。离刹机构之活塞动作，刹车角度，离刹问隙及米令片麽耗量之测试点检与必要调整。滑快导轨与导路之问隙量测及磨擦面检查，必要时作调整校正。飞轮轴承等添如手动润滑油脂及管路，接头等检查。平衡

18、气缸动作状况及其机油润滑系统油路，接头等测试检查。马达回路及电器操作回路绝缘阻抗之测试检查。整机精度（垂直度，平行度，综合问隙等）测试，必要时调整校正。冲床外观及附件之清洁，检点及机械脚（基础）同紧螺丝，螺帽之锁紧及水平检查必要时调整。润滑给油系统之浦，管路阀等清洁保养及检查。空气系统之气动元件，管路等清洁保养及动作测试检查。使用3000-4000小时维护保养光电式安全装置性能之测试及投射角一与区域之测试调整。电气系统之另件外观，触点磨耗与联线松脱等点检，测试及二度落旋转凸轮开关箱与急停同路功能之测试检查调整。超负荷保护装置之油路清洁，油室清洗，油品换新及压力动作与功能测试调整。主马达v型皮带

19、磨耗及张力状况检查，调整。离刹机构各部件拆卸分解（飞轮不含）清洁保养，间隙榆查调整及装复调试。平衡器及部件拆卸分解，清洁检查及装复调试。使用6000-8000小时维护保养锯牙连杆拆卸分解，清洁保养，检查锯牙及连杆螺纹咬合及磨耗状况，并抛光，打磨咬合面并涂抹润滑脂。滑块总成（球座，押盖。超负荷油压缸，蜗轮，蜗杆等）拆卸分解，清洁保养，问隙调垫及磨耗面，油封检查并重新涂抹润滑油脂。模垫拆卸分解及清洁检查各磨耗面与重新涂抹润滑脂后组装试车。通常的保养有：润滑油箱及液压油箱的保养（加油），模具转盘的保养（加油），夹子油箱的保养（加油）及冲床的干净整洁的维护。3.3.2数控冲床安全操作规程1.冲床工必须

20、经过学习，掌握设备的结构、性能，熟悉操作规程并取得操作许可方可独立操作。 2.正确使用设备上安全保护和控制装置，不得任意拆动。 3.检查机床各传动、连接、润滑等部位及防护保险装置是否正常，装模具螺钉必须牢固，不得移动。 4.机床在工作前应作空运转2-3分钟，检查脚闸等控制装置的灵活性，确认正常后方可使用，不得带病运转。 5.模具时要紧牢固，上、下模对正，保证位置正确，用手搬转机床试冲（空车），确保在模具处于良好情况下工作。 6.开车前要注意润滑，取下床面上的一切浮放物品。 7.冲床取动时或运转冲制中，操作者站立要恰当，手和头部应与冲床保持一定的距离，并时刻注意冲头动作，严禁与他人闲谈。 8.冲

21、制或猥制短小工件时，应用专门工具，不得用手直接送料或取件。 9.冲制或猥制长体零件时，应设制安全托料架或采取其它安全措施，以免掘伤。 10.单冲时，手脚不准放在手、脚闸上，必须冲一次搬（踏）一下，严防事故。 11.两人以上共同操作时，负责搬（踏）闸者，必须注意送料人的动作，严禁一面取件，一面搬（踏）闸。 12.工作结束时及时停车，切断电源，擦拭机床，整理环境。 为保证人身及设备安全，防止生产事故发生，请遵守以下安全规则 1、 请在数控冲床附近设立安全警示标志。 2、 请在数控冲床周围设立隔离物，围成一工作区域。在设备工作过程中，有运动部件探出平台，如有人不小心经过，可能受到损伤。如在设备周围设

22、立隔离物，将工作区域围起来，操作者在安全区域进行操作，则可以减少生产事故的发生。 3、 数控冲床必须专人（经过严格培训并获得操作资格）负责管理和操作。 4、 该设备只能加工一定的板材，请勿加工该设备能力之外的板材，防止损伤数控冲床。 5、 数控冲床开始运行之前，请检查该设备以及所配冲床和模具等部件，确保各部件满足设备正常运行的条件。 6、 未经数控冲床生产厂家许可，请勿对该设备进行任何改造，以免造成设备的损坏及安全隐患的产生。3.3.3冲床设备使用注意事项1冲床设备必须根据加工要求以及冲床选用原则合理的选用冲床，不得超载使用。 2冲床设备使用前需仔细阅读设备说明书，掌握操作方法和设备的性能。

23、3冲床设备按润滑要求，给油孔和滑动部分注润滑油。 4冲床设备严格遵守冲床的安全操作要求。 5冲床设备使有前应使设备空转3MIN，观察有无异常现象。 6冲床设备在安装模具时，应切断电源。 7冲床设备工作完毕应擦净工作台面，清除边角料及杂物，应切断电源。3.3.4系统的工作方式主要有手动（JOG），回参（REF），半自动（MDI），编辑（EDIT），自动（AUTO）手动-指令各个轴的运行、销入、销出等。回参-各个轴开机后回参考点半自动-可以执行单个程序段或其它一些功能，如手冲等。编辑-可以修正，插入，删除，传输程序自动-执行程序冲压工件。3.3.5开机顺序.1合上总电源,使机床母线有电.2.按操作

24、面板上的POWER ON(电源开),等待30秒显示器显示,出现以下报警:1000 参考点未回，3按油泵电机启动按钮,启动电机,且指示灯亮.4选择JOG(手动)方式.5按下手动轴运动按钮 X ,Y ,使X,Y轴均离开原点200MM以上.6把方式选到REF(回参)方式.7 按下手动轴运动按钮+X,+Y,+T,使X,Y,T轴回参考点,指示灯亮,回参完成.8按下手动轴运动按钮+C, 使C轴回参考点,指示灯亮,回参完成.9用脚踩下脚踏开关,合上夹钳.10在REF(回参)方式下,按夹钳检测键, 检测夹钳.注意:回参的时候只需要按一下方向键即可,机床会连续执行回参动作,在轴到达参考点前,不可按RESET(复

25、位)来停止.机床检测夹钳时,X轴必须在参考点的坐标位置上,且检测的中途不可按RESET(复位)来停止,机床每次开机的时候都需要检测夹钳.每次移动后也要检测夹钳,还有紧急停止后也需要检测夹钳.切记!3.3.6固定板材上料前，先回参考原点。上料时，板材的两条直角边分别与夹子和挡块对齐，务必要做到3点对齐。上料的同时要检验板材是否合格。3.3.7调用程序操作 调用已储存在数控系统中的加工程序，具体的操作方法先通过机械操作面板启动数控机床，接着调用系统内的加工程序，然后运行程序。 1调用程序操作 选择MDI方式或EDIT方式 按（PRGRM）键 调用程序键入程序地址符、程序号字符后按（INPUT）键。

26、 2运行程序操作 程序锁定按钮ON 选择自动循环方式 按自动循环按钮3调用程序操作执行一个程序的顺序机床无任何报警编辑方式EDIT 输入字母O和相应的数字，然后按O搜索调出程序方式选到AUTO上好板材，再启动。第四章 总结随着当今制造业灵活快速制造的发展，数控冲床也向着具有多种复合功能、更加稳定可靠、更大柔性、适应多品种小批量的方向发展，有建立冲压过程的柔性制造系统的发展趋势。数控冲床（电箱）加工工艺设计，不是一个单纯的将工艺步骤转化成文字的过程，优秀的数控冲编程人员首先应当是优秀的工艺设计人员和优秀的机床操作人员。他们对机床及机床的各项参数做到足够地了解，对所有的模具做到心中有数。程序设计时，应根据数控冲床的加工工艺特点，进行全面的分析，不仅要保证编制出正确的数控程序，更应保证加工出合格的零件，同时也应使数控冲床能得到合理应用和充分的发挥。 本文介绍转塔式数控冲床操作与编程的总体设计，并详细地介绍了数控冲床操作要求、编程设计原则、总体结构和加工方案。通过对电箱这一常见的钣金制品的加工工艺的规划，使得对数控车床的加工工艺更加了解，操作更加熟练，程序更加熟悉。电箱的工艺可根据生产实际情况修改和扩展，应用于实际生产中，该电箱适合所有工厂配电房，具有良好的应用前景。