数控转塔冲床模具的使用和维护

当前，在板金冲压加工领域，数控转塔冲床以其冲压速度快、加工精度高、模具通用性强、产品灵活多样等特点，得到广泛应用。数控转塔冲床所使用的模具，由于其精度及质量要求高，冲压速度快。用户在选购某种品质的模具后，其使用和维护的水平，直接影响到工件的加工质量和模具的使用寿命。模具也是控制设备运行成本的重要环节。因此，学习和掌握这方面的一些知识并运用到实际中，对提高效益、降低成本，也会起到重要的作用。 　　下文论述数控转塔冲床模具在使用和维护中应遵循的一些技术要点，并针对实际问题提出相应的解决办法，可能对用户具有良好的指导作用。- u3 `+ z1 x+ e
一、保证最佳的模具间隙. w% w' S9 g7 u6 ~( t) q  |
　　模具间隙是指冲头进入下模中，两侧的间隙之和。它与板厚、材质以及冲压工艺有关，选用合适的模具间隙，能够保证良好的冲孔质量，减少毛刺和塌陷，保持板料平整，有效防止带料，延长模具寿命。& ~% ?8 |- S0 w# ^1 ]! Z6 j
　　通过检查冲压废料的情况，可以判定模具间隙是否合适。如果间隙过大，废料会出现粗糙起伏的断裂面和较小的光亮面。间隙越大，断裂面与光亮面形成的角度就越大，冲孔时会形成卷边和断裂，甚至出现一个薄缘突起。反之，如果间隙过小，废料会出现小角度断裂面和较大的光亮面。
1 O' l" f$ j- ~% T2 e　　当进行开槽、步冲、剪切等局部冲压时，侧向力将使冲头偏转而造成单边间隙过小，有时刃边偏移过大会刮伤下模，造成上下模的快速磨损。2 E, ^$ H# k& x; l! F3 G5 a( w
　　模具以最佳间隙冲压时，废料的断裂面和光亮面具有相同的角度，并相互重合，这样可使冲裁力最小，冲孔的毛刺也很小。  m1 {- W. U! R8 x9 b
二、适时刃磨可有效延长模具的使用寿命
# O1 [2 k+ H7 h7 E/ i1 G　　如果工件出现过大的毛刺或冲压时产生异常噪音，可能是模具钝化了。检查冲头及下模，当其刃边磨损产生半径约0．10mm的圆弧时，就要刃磨了。
3 P7 m4 n- t$ W" S6 D3 s　　实践表明，经常进行微量的刃磨而不是等到非磨不可时再刃磨，不仅会保持良好的工件质量，减小冲裁力，而且可使模具寿命延长一倍以上。
( C+ G6 P! L/ L" @' ~: b& }! M8 [　　除了知道模具何时刃磨之外，掌握正确的刃磨方法尤其重要。模具刃磨规程如下：
. u" w# ]2 R6 q& z& ~0 S- e　　1)刃磨时，将冲头竖直夹持于平面磨床磁性卡盘的V型槽或夹具内，每次磨削量为0．03~0．05mm，重复磨削直至冲头锋利，最大磨削量一般为0．1~0．3mm。
4 D8 z* }# H; ]2 k9 c; C0 [　　2)使用烧结氧化铝砂轮，硬度D~J，磨粒大小46~60，最好选适用于高速钢磨削的砂轮。
# [' c$ ]' b% E2 Q 3)当磨削力大或模具接近砂轮时，加冷却液可防止模具过热而开裂或退火，应按照制造商要求选用优质多用途冷却液。) S* k3 Q" V2 [7 V
　　4)砂轮向下进刀量0．03~0．08mm，横向进给量0．13~0．25mm，横向进给速率2．5~3．8m/min。
& V! B5 U+ q2 X' u1 N5 R- k　　5)刃磨后，用油石打磨刃口，去除毛刺，并磨出半径0．03~0．05mm的圆角，可以防止刃口崩裂。
6 V' P/ _4 c; E$ \  w　　6)冲头去磁处理并喷上润滑油，防止生锈。5 b7 t' D; C4 [$ ~1 i( Y- y( t
三、消除和减少粘料的方法
% s5 N3 z) ?: z/ S4 |# @, `　　由于冲压时的压力和热量，会将板料的细小颗粒粘结于冲头表面，导致冲孔质量差。去除粘料可用细油石打磨，打磨方向应与冲头运动的方向相同，这样光后会避免进一步粘料的产生。不要用粗纱布等打磨，以免冲头表面更粗糙，更容易出现粘料。9 c# Z8 _% s# o5 x
　　合理的模具间隙、良好的冲压工艺，以及必要的板料润滑，都会减少粘料的产生。防止过热，一般采用润滑的方式，这样会减少摩擦。如果无法润滑或出现废料回弹，可采取以下方法：
5 \& `, a/ v' m" A2 p. I/ v' E2 a4 _! ]　　交替使用多个相同尺寸的冲头轮流冲压，可使其在被重复使用之前有较长的冷却时间。& U9 [1 Y5 i* J9 S* J( S; x
　　将过热模具停歇使用。通过编程控制换模，中断其长时间重复工作，或降低其冲压频率。# v! I* Y6 a3 V
四、冲很多孔时防止板料变形的措施
! Y2 C, N% A4 t0 E1 F# U" N3 B8 J　　如果在一张板上冲很多孔，由于冲切应力的累积板材就不能保持平整。每次冲孔时，孔周边的材料会向下变形，造成板料上表面出现拉应力，而下表面则出现压应力。对于少量的冲孔，其影响并不明显，但当冲孔数量增加时，拉、压应力在某处累积，直至材料变形。
8 N) B& G' \( {1 \3 K　　消除此类变形的一个方法是：先每隔一个孔冲切，然后返回冲切剩余的孔。这样虽然也会产生应力，但却缓解了在同一方向顺序冲压时的应力累积，也会使前后两组孔的应力相互抵消，从而防止板料的变形。; V2 d8 J4 h7 u$ K" j3 s+ Q* V2 y
五、尽量避免冲切过窄条料
7 v$ W, d) {$ o* c# {　　当模具用于冲切宽度小于板材厚度的板料时，会因侧向力作用而使冲头弯曲变形，令一侧的间隙过小或磨损加剧，严重时会刮伤下模，使上下模同时损坏。# S! P4 ?5 x4 s  B5 |- j% E
　　建议不要步冲宽度小于2．5倍板材厚度的窄条板料。剪切过窄条料时，板料会倾向弯入下模开口中，而不是被完全剪掉，甚至会楔入冲模的侧面。如果无法避免上述情况，建议使用退料板对冲头有支撑作用的全导向模具。六、冲头的表面硬化及其适用范围! ]4 U; S# L7 \/ r9 z
　　虽然热处理和表面涂层可改善冲头表面特性，但并不是解决冲压问题和延长模具寿命的一般方法。一般地说，涂层提高了冲头表面硬度并使侧面的润滑性得到改善，但在大吨位、硬质材料冲压时，这些优点在大约1000次冲压后就消失了。
+ |+ r2 T/ R& e六、针对以下情况可使用表面硬化的冲头：
1 c# s3 U( [, U/ K% p; T　　冲软或粘性的材料（如铝）．
9 ~5 @3 |- n$ T# @7 O2 w/ a　　冲薄的研磨性材料（如玻璃环氧片）．. K, k7 o' y* _/ q3 ?
　　冲薄的硬质材料（如不锈钢）．4 x$ @# B$ A9 n0 T. f
　　频繁地步冲．4 _/ x- Y5 W3 D3 s8 j+ ]2 e
　　非正常润滑的情况。6 {4 [& C' B8 b- M0 o4 p
　　表面硬化通常采用镀钛、渗氮等方法，其表面硬化层为厚度12~60μm的分子结构，它是冲头基体的一部份，而并非仅是涂层。* |- A0 j/ s; A3 M5 E
　　表面硬化的模具可按通常的方式刃磨。通过表面硬化会降低模具在冲不锈钢板时的磨损，但并不能延长其使用寿命，而适当润滑、及时刃磨以及按规程操作等，却是有效的方法。1 A9 v" s6 ]6 t$ v& i
七、冲床模位对中性不好时的检修
/ w' R8 s9 X% }/ y3 s# w8 A5 t7 ?　　如果冲床模位的对中性不好，造成模具快速钝化，工件加工质量差，可就以下几点检修：. y1 y7 e  Q5 Z$ ~
　　检查机床的水平情况，必要时重新调整．6 F/ q" [1 U. O
　　检查并润滑转盘上的模孔及导向键，如有损伤及时修复．# b5 k; m5 S# `4 Q2 \" _( [
　　清洁转盘的下模座，以便下模准确安装，并检查其键或键槽的磨损情况，必要时更换．
# E% f1 w8 n: J9 n6 c# Y6 K　　使用专用芯棒校准模具工位，如有偏差及时调整。1 r, E6 U- b2 X+ B; F0 t# w! i+ g
　　上述内容是对通常的情形而言，鉴于冲床及模具的具体类型规格有所不同，用户还要结合实际去认识和总结经验，发挥出模具的最佳使用性能。