商用电器大部分都是针对客户需求而定制的产品,随着市场经济的发展和个性化需求的增加,商用电器定制市场的竞争也日趋激烈。商用电器产品的钣金件加工一般涉及多道工序,包括应用各种数控加工设备,如数控折弯机、激光切割机、数控剪板机、数控冲床等。其中数控冲床加工技术对缩短产品研发周期、提高钣金加工能力起着至关重要的作用。但在生产特殊结构、复杂零件时,其加工成本高、冲压效率低、不能应对大规模生产也给工厂的效率提升带来了困扰。商用电器大部分都是采用数控加工设备生产的,传统工艺劳动强度大、运输频繁、效率低,不符合企业高效发展的需求。为了解决这些问题,需要对钣金数控加工技术的特点进行详细的研究,分析生产过程中存在的问题,并提出相应的解决方案。为了进一步提高数控冲床在小批量、多品种订单下的加工效率,在现有技术条件下,结合MES信息管理系统的应用,商用钣金加工可实现全数控加工模式的升级。在应用过程中,工艺软件系统逐步智能化,可自动进行激光切割或数控模具加工工艺的提示和选择。这些技术的应用大大提高了数控编程的可操作性,大大提高了原有技术手段的生产效率。在提高钣金加工质量的情况下,还需要对其特点进行分析,完成加工工艺的优化改进,从而提高商用钣金件整体加工效率。随着消费市场对产品质量要求的提高,高消耗模具的定量生产缺陷越来越明显,需要针对数控加工的特点,对其加工工艺进行研究、优化改进,从而提高商用钣金件整体加工效率。
钣金CNC加工的技术特点
根据不同的工作方式,数控冲床可以利用系统程序的外部共享通道获取订单加工程序并转换成机床操作指令,从而对原材料进行相应的数控冲孔加工。从工艺技术角度看,与传统冲压模具加工技术相比,数控冲孔加工技术具有高精度、高柔性的典型技术特点,可以概括为三点。
单冲加工工艺
该操作可利用冲孔加工工艺完成,实现各种形状孔的加工,如方孔、圆孔等不同类型的孔,可通过不同规格型号的小孔冲床来完成。
连续冲孔加工工艺
在加工大、小矩形框架的过程中,大矩形轮廓特征可以通过刀模冲头的连续重叠冲压来完成。从特征轮廓和尺寸规格来看,这种方法比单次冲压加工灵活得多,可以加工更大的模孔或边缘形状,有利于适应不同类型零件的切换加工。
钣金数控加工工艺优化
随着数控技术的不断发展和信息化制造执行系统的应用,数控程序信息可以通过内部共享通道进行集中处理,有效提高程序的输出效率。从钣金数控加工领域整体来看,不仅仅是信息化流程管理的创新应用,而且钣金加工设备的性能和工艺技术也在不断升级,产品结构设计更加合理,编程软件技术不断迭代,产品质量进一步提高。
优化钣金数控加工工艺
数控冲床加工作为商业钣金成型最主要的加工方式之一,主要依靠模具的冲孔特性来匹配零件的结构特性,而数控模具加工最常用的方式就是冲孔加工。对于结构比较复杂的零件,传统的数控冲孔方式整体加工效率较低,而且容易出现毛刺、翻边等质量问题,使得产品质量无法满足客户要求。
目前钣金CNC加工面临的生产效率低下问题与零件加工工艺路线复杂息息相关,为了更好地满足行业发展的实际需求,需要对现有的工艺路线进行优化。为了提高客户订单的交付效率,CNC编程通常需要将多个不同大小、不同形状的零件小订单排列在一块原材料板上进行加工。为了提高零件的分拣效率,减少加工过程中零件脱落的问题,CNC编程可以采用修边+微连接的工艺,利用修边模具将各个零件分离,保证产品质量,利用微连接点保证钣金在冲压和移动过程中整体结构更加稳定。微连接点的具体宽度需要根据材料厚度来确定,但整体宽度保持在0.25-0.5mm为宜。使用修边模具时应配合设备工艺参数,可选用5mm或7mm的模具宽度,以满足零件加工规格和质量要求。也可以先用剪切工艺对材料进行预切割,然后再用数控冲床切割内轮廓,以提高加工效率。
先进数控编程技术介绍
作为数控加工设备运行的指令源头,数控程序的编程管理是保证钣金数控加工高效合理性的基础,需要从数据层保证程序的适应性和准确性,以维持生产过程的稳定性和质量,从而保证生产过程的顺利进行和相关工作的有效开展。结合产品的设计特点、材料和质量要求,引入行业优秀软件系统厂商开发的自动化编程软件,逐步由手工编程过渡到自动化编程,不断优化程序生成逻辑和运行参数,以离线自动编程技术带动整体加工过程的自动化,从而提高钣金数控加工的生产效率。实现自动化数控编程是钣金数控加工技术的优势,与传统手工编程相比,可以有效提高程序的输出质量和输出效率,并且可以实现无人或少人参与的离线自动编程,减少了人为干预的不确定性和一致性误差。因此优化钣金CNC加工技术,必须结合自身的发展现状和数据库信息,开发出满足产品多样化需求的编程软件系统,为CNC加工板块的高质量建设奠定基础。
采用零件套料加工方式
通过CAD软件完成零件的展开操作后,就可以根据生产情况,将同种材质的零件排列在同一块原材料上进行加工。在这个过程中,为了保证整体板料的加工稳定性以及后续各个零件的整理归类,可以在每个零件的边缘保留细小的连接点,以保证不同零件之间的有效连接,保证冲孔过程中板料的完整性。一般小连接点的尺寸应控制在0.25-0.5mm以内。在不影响零件质量的前提下,尽量保证整体的均匀状态,以保证设备的整体水平。
在对套料件进行CNC编程时,可以采用大刀对边缘进行冲孔,减少冲孔次数,采用通用冲孔刀模,减少换模次数。同时,为了优化零件排版加工路径管理,减少原材料的浪费,下面介绍一种组合排版方法。采用此种排版方法,冲孔效率可在原有基础上提高10%。在CNC编程时,多个零件的规则边缘共用一条CAD轮廓线,再采用模具切割的方法,完成各零件的分离;另外,在对不规则零件进行排版过程中,及时调整零件的状态和规格参数,考虑零件旋转一定角度后的排版和冲孔加工路径,减少废品和多余零件,提高板材面积利用率。在此排版加工方法指导下,可以高效转换模具,减少加工过程中模具切换次数,保证整体加工效率。
数控钣金加工编程排版时,应尽可能按现有常规板料尺寸进行排版,减少废料的产生。零件可用常用刀路、旋转件进行编程,采用套料编程,提高材料利用率。同时对不可避免的废料进行再利用,积极开发和寻找废料的新用途,如制作工装、耗材、配件等,以科学的原材料利用方式,降低生产成本,减少材料浪费。
异形模具组合应用技术
目前钣金数控加工技术领域的厂商已经开始注重模具数控加工方法的研究,利用特殊结构的模具组合来提高加工效率,解决钣金加工技术中存在的一些质量问题。其中最基本的是通过规则的刃口加工工艺来完成一些基础零件的加工,通过热处理、化学处理等方式来提高刃口的硬度和使用次数。例如根据零件的统一特点,开发相应结构的模具,保证零件冲压后无毛刺或只存在质量标准范围内的毛刺,从而减少后工序毛刺加工的成本。同时在零件设计时可以适当生成小圆角,以提高截面质量。
拆料是数控冲孔技术中常见的工艺操作方法,从产品切换和模具更换次数来看,拆料工艺可以说是由点到线的侵蚀工艺,在各种轮廓加工中具有较高的柔性优势。但在实际加工中,拆料冲孔会产生不同程度的毛刺,不仅影响产品的加工质量,还会损坏模具的精度,因为单模加工零件的频率高会加速模具的磨损和钝化。为了解决这个问题,需要根据实际生产情况,针对批量加工特征结构,设计开发专用数控模具。对于特殊、不规则的复杂结构零件,也可以综合成本评估,采用激光切割加工,将有效提高零件的质量和加工效率。
此外,生产中常见的异形零件结构还包括翻边孔、百叶窗、六角孔、长卷边筋、凸包等各种成形特征。基于这些结构特点,专门开发了一些异形结构模具,在保证现有质量和精度的同时,提高加工效率。例如在有大型六角孔加工需求的散热器零件生产中,可以采用一次成型的六角孔模具,翻边孔模具可以根据特定尺寸一次性加工成型。具体来说,异形模具的应用优势主要为:提高设备的机械运行效率,在同一机械运行轨迹条件下,可以同时实现多个方向、较长边缘的加工;提高零件整体加工质量,而且一次成型工艺可以减少不必要的连接加工和往复运动,从而提高边缘的整齐度;有效地防止二次加工,在加工一组由多个零件组成的预定板时,可以有效地避免重复的边角和连接,减少冲孔和切割的次数;缩短设备准备时间和模具更换次数。异形模具通常具有较高的柔性,可以更换相应的冲头,减少切换所占用的生产时间;可以提高模具的使用寿命,通过增加冲床的有效机械运转时间和冲头的切换使用,可以减少模具的单位时间损耗,从而提高模具的使用寿命。