成形模具在伺服轉(zhuǎn)塔沖床上的應(yīng)用

文/景鑫，楊文，方康城·江蘇揚(yáng)力數(shù)控機(jī)床有限公司

伺服轉(zhuǎn)塔沖床是一種廣泛應(yīng)用于鈑金加工的設(shè)備，隨著機(jī)械制造行業(yè)的迅猛發(fā)展，激光切割機(jī)已經(jīng)取代了大部分伺服轉(zhuǎn)塔沖床在市場(chǎng)上的份額，即便如此，伺服轉(zhuǎn)塔沖床仍然具有激光切割機(jī)無(wú)法具備的功能。一些需要成形的鈑金產(chǎn)品，激光切割機(jī)并不能完全勝任，如滾筋、滾臺(tái)階、百葉窗、翻邊、凸包等工藝依舊需要伺服轉(zhuǎn)塔沖床的成形模具加工，因此對(duì)于鈑金加工而言，伺服轉(zhuǎn)塔沖床、成形模具依舊是不可或缺的一部分。

鈑金的魅力在于成形，成形模具被廣泛應(yīng)用于電梯、空調(diào)、防盜門(mén)、機(jī)箱、防滑板等有成形需求的鈑金加工領(lǐng)域，具有靈活、高效、低成本的優(yōu)點(diǎn)。成形模具的結(jié)構(gòu)相較普通沖孔模具而言，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造工序復(fù)雜，成形模具初次試沖需要結(jié)合工件的成形狀況不斷調(diào)試模具，直到?jīng)_出符合要求的工件。因此，成形模具的制作周期較長(zhǎng)，定制模具時(shí)需要提前告知客戶，避免機(jī)床交付時(shí)產(chǎn)生不必要的矛盾。

成形模具類(lèi)型

伺服轉(zhuǎn)塔沖床上的成形模具主要有滾輪模具、壓印和刻畫(huà)模具、淺拉伸模具、沖切成形模具、翻邊成形模具、敲落孔模具、擠壓成形模具、定位剪切模具等。

滾輪模具

滾輪模具包括滾筋模具和滾臺(tái)階模具，需要放在旋轉(zhuǎn)工位上來(lái)實(shí)現(xiàn)任意曲線形狀的加工要求，板材上無(wú)步?jīng)_壓痕。通過(guò)模具上模和下模安裝相配對(duì)的滾輪，使?jié)L輪的上下運(yùn)動(dòng)與鈑金件的左右運(yùn)動(dòng)在沖壓過(guò)程中形成相對(duì)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)凸筋的成形加工，凸筋長(zhǎng)度不受模具限制。滾筋模具、滾臺(tái)階模具，需要根據(jù)客戶的要求確定不同的成形高度及寬度，這類(lèi)模具沖壓凸筋范圍大、定位精確、加工精度高。同時(shí)對(duì)工件材質(zhì)、厚度也有特殊要求，不銹鋼一般為0.8～1.5mm、碳鋼板一般為0.8～2.0mm、鋁板一般為0.8～2.5mm，成形高度為2～3倍的板厚，寬度是高度的2倍，最大寬度為12.7mm。滾輪模具及成形如圖1所示。

圖1 滾輪模具及成形

壓印和刻畫(huà)模具

壓印和刻畫(huà)模具包括字碼模具、壓印模具、凹凸字模具、刻畫(huà)模具。利用壓印模具和凹凸字模具沖壓，可以在鈑金上形成壓印，可選擇向上或向下凸起，壓印模具的使用可以幫助客戶省略加標(biāo)簽、噴漆等零件再加工工序，省錢(qián)增效?？坍?huà)模具是對(duì)工件表面進(jìn)行雕刻或者點(diǎn)陣標(biāo)記的模具，不會(huì)引起鈑金件形狀改變，也不會(huì)造成壓痕影響美觀，可以通過(guò)調(diào)整彈簧適應(yīng)不同材質(zhì)板材的加工，成形方向向下，需要放在旋轉(zhuǎn)工位。壓印和刻畫(huà)模具及成形如圖2所示。

圖2 壓印和刻畫(huà)模具及成形

淺拉伸模具

淺拉伸模具主要是凸包成形模具，由沖頭和位于下方的凹模組成。凸包成形模具成形高度和角度不能過(guò)大，以免造成連接處斷裂。凸包成形模具可以配合預(yù)沖孔模具實(shí)現(xiàn)在凸包上成形通孔的要求，預(yù)沖孔模具需要根據(jù)孔的試沖結(jié)果最終確定大小。凸包成形模具使用較為廣泛，水滴模具類(lèi)似凸包，陣列水滴形凸包，樣式美觀，能加工最大板厚為1.5mm；竹編模具需要與沖孔模具配合，沖壓中碳鋼板最大板厚依舊是1.5mm。淺拉伸模具成形如圖3所示。

圖3 淺拉伸模具成形

沖切成形模具

沖切成形模具包括百葉窗模具、切舌模具、橋形模具、卡道模具。沖切成形模具主要用于產(chǎn)品的通風(fēng)、管卡、裝飾等，百葉窗模具使用最為廣泛，機(jī)箱等工件需要散熱處一般都會(huì)選取百葉窗模具，美觀實(shí)用；切舌模具主要用于鈑金件之間組合部分，類(lèi)似于卡扣；橋形模具用于穿插線管，簡(jiǎn)單方便；卡道模具用于電器部件安裝口。沖切成形模具主要分為沖切和成形兩部分，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，能夠滿足客戶對(duì)產(chǎn)品的絕大部分要求。沖切成形模具成形如圖4所示。

圖4 沖切成形模具成形

翻邊成形模具

翻邊成形模具需要搭配預(yù)沖孔模具，沖孔后將孔邊緣翻起的模具就是翻邊成形模具。主要用于成形螺紋孔，也可以用于安裝散熱管、電纜走線、穿塑料管等，翻邊成形模具成形后邊緣光滑無(wú)毛刺，不會(huì)對(duì)管材造成劃傷，對(duì)于直接沖孔穿管更具優(yōu)勢(shì)。翻邊成形模具成形如圖5所示。

圖5 翻邊成形模具成形

敲落孔模具

敲落孔模具又叫備用預(yù)制孔模具，可設(shè)計(jì)單敲、雙敲、三敲。廢料與工件主體之間有部分連接，根據(jù)板厚、板材的不同，所需要的連接口也不一樣，主要用于適配電盤(pán)等。敲落孔模具成形如圖6所示。

圖6 敲落孔模具成形

擠壓成形模具

擠壓成形模具主要是擠沉孔模具，是在預(yù)沖孔的基礎(chǔ)上加工沉孔的沖壓模具，能夠代替鉆頭加工孔。擠沉孔模具可以對(duì)工件進(jìn)行正反兩種加工，擠壓好的沉孔可以用作沉頭螺釘安裝孔。使用擠沉孔模具可以省略鉆頭打沉孔工序，能很好地保證加工質(zhì)量和效率。擠沉孔模具成形如圖7所示。

圖7 擠沉孔模具成形

定位剪切模具

定位剪切模具包括樣沖模具、三角定位模具和半剪切模具。樣沖模具可根據(jù)調(diào)整模具高度控制打點(diǎn)深度；三角定位模具是在半剪切模具加工困難的薄板上使用的，要注意的是定位點(diǎn)中心距離最小為15mm；半剪切模具能起到料與板材的連接作用，成形高度應(yīng)小于0.6倍的板厚。定位剪切模具使用較少，有特殊需求才會(huì)定制。定位剪切模具成形如圖8所示。

圖8 定位剪切模具成形

如果有特殊需求，成形模具也可以做復(fù)合模具，如凸包翻邊復(fù)合模具，可一次完成預(yù)沖孔、翻邊和凸包成形。但復(fù)合模具在編程時(shí)需要考慮留足卸料時(shí)間，成形方向只能向上，且復(fù)合模具價(jià)格要高出一般成形模具太多。

成形模具使用注意事項(xiàng)

成形模具使用時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

⑴使用成形模具時(shí)要經(jīng)常關(guān)注伺服轉(zhuǎn)塔沖床鎖緊螺釘?shù)乃删o情況，禁止無(wú)板料沖壓，禁止空打模具，以免造成伺服轉(zhuǎn)塔沖床上成形模具的損壞。

⑵一般情況下成形模具的成形方向選擇向上，向上成形可以避免工件的成形部分與轉(zhuǎn)盤(pán)下模發(fā)生刮碰導(dǎo)致變形。

⑶向上成形模具的下模一般高于標(biāo)準(zhǔn)下模，旁邊工位上的沖孔模具盡量不要使用，以免工件產(chǎn)生壓痕，成形模具在不使用的情況下請(qǐng)從機(jī)床上取出涂上防銹油，存放在模具箱內(nèi)，以免銹蝕和粉塵導(dǎo)致模具損壞。

⑷每臺(tái)伺服轉(zhuǎn)塔沖床的沖壓行程是不一樣的，成形模具在首次使用時(shí)必須將上模調(diào)至最短，避免造成模具損壞和沖床故障，成形模具需要進(jìn)行微調(diào)達(dá)到充分成形。

⑸對(duì)成形高度較大或成形特殊的模具，需要做好板材的潤(rùn)滑，加強(qiáng)板材在成形時(shí)的流動(dòng)性，減少板材破損、撕裂的概率。

⑹工件成形的位置要盡量遠(yuǎn)離夾鉗和沖孔的位置，工件的成形步驟盡可能在加工工序的最后完成。

⑺成形高度較大的模具會(huì)對(duì)板材有劃傷和碰撞導(dǎo)致變形的隱患，在成形高的模具下模兩邊放置滾珠下模輔助，可以避免此問(wèn)題的發(fā)生。在成形高度較大的模具附近使用其他模具繼續(xù)加工會(huì)導(dǎo)致工件變形。

⑻成形加工時(shí)需要使用成形模具加工程序，編程時(shí)要預(yù)留足夠的卸料時(shí)間，并將沖床沖壓速度放慢，低速?zèng)_擊，讓成形后的工件有足夠的時(shí)間與成形模具分開(kāi)，避免工件變形和偏離成形位置。

只要參照以上注意事項(xiàng)使用和保存模具就能大大減少模具損壞，就能很好地使用成形模具得到理想的產(chǎn)品。成形模具的使用讓鈑金的加工更具魅力。

結(jié) 束 語(yǔ)

在選擇成形模具時(shí)一定要將需求表達(dá)到位，同時(shí)在訂購(gòu)伺服轉(zhuǎn)塔沖床時(shí)也要考慮沖床的沖壓行程能否滿足工件的成形高度。伺服轉(zhuǎn)塔沖床憑借鈑金成形高效、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)在機(jī)械領(lǐng)域仍占有一席之地，相信以后成形模具在伺服轉(zhuǎn)塔沖床上的開(kāi)發(fā)應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣。