數控沖剪復合機在鈑金沖裁領域的加工應用

佘 萍

（江蘇金方圓數控機床有限公司，江蘇 揚州 225127）

數控沖剪復合機由數控沖床和數控直角剪復合，能對鈑金加工工件進行沖孔、拉伸、剪切分離操作，即將若干個需要加工的零件在一張原材料上緊密排列，然后再用直角剪將各個零件從整張板上剪切脫離。沖剪復合機作為鈑金加工工藝創新領域的新應用，在中小型批量生產、柔性加工方面占有極其重要的地位，廣泛應用于高低壓開關柜行業、電梯行業、汽車制造和通訊設計制造領域。

1 數控沖剪復合機床的應用概述

如圖1所示，數控沖剪復合機主要由數控沖床和數控直角剪床組成。用戶從數控沖床側進行鈑金加工板材的上料，上料后的板材由機床夾鉗夾持。數控沖床上安裝有長導向模具，可以對需要加工的鈑金工件進行沖孔、拉伸等操作；數控直角剪床上安裝有X向剪刀和Y向剪刀，對完成沖孔成型加工的板件進行剪切分離的動作。

圖1 數控沖剪復合機外觀圖

數控直角剪的兩把剪刀相互垂直，其中一把剪刀可進行連續裁剪，大大提高了板材下料的效率，同時又可根據零件的輪廓有效節省原材料，克服了傳統數控剪板機床的缺陷。

數控直角剪的兩把剪刀的設置如圖2所示，其中X方向的剪刀長度一般比Y方向的剪刀長度長，兩刀相互安裝成90°，稱之為直角剪。數控沖剪復合機在設計上允許直角剪的兩把剪刀有如下工作狀態：①全剪，直角剪的X剪刀和Y剪刀同時上下進行剪切動作；②半剪，Y方向刀具上抬，僅X方向刀具上下進行剪切運動。數控直角剪全剪、半剪狀態的選擇主要依據鈑金件實際剪切的需求來決定。

圖2 直角剪兩把剪刀設置

被剪切后的廢料和零件通過毛刷輸送帶送出，然后由兩套分選裝置分選后分別進入不同的料箱，分選過程和裁剪過程并行處理，邊裁剪、邊分選，極大地提高了板材加工效率。

數控沖剪復合機對于不同板厚的鈑金工件加工，數控沖床部分需要更換不同間隙的沖孔?；蛘叱尚湍?，數控直角剪部分需要通過電氣控制相應的調整上下剪刀的間隙，以保證鈑金工件加工的斷面質量。

數控沖剪復合機床使板材沖孔、成型及剪切過程一次完成，由原材料直接生成工件，替代了傳統的沖剪分離加工工序。數控沖剪復合機由數控沖床和數控直角剪床套裁加工的優點總結如下：①通過自動編程軟件，提高了原材料利用率；②機床集成化程度高，板材運輸環節少，提高了鈑金件加工制造精度；③零件的制造周期縮短，用戶的生產效率提高；④解放了人力資源，人工勞動強度變小，降低了客戶的用工成本。

2 數控沖剪復合機床的排樣規范

數控沖剪復合機床在進行鈑金排樣操作過程中，為實現加工方案的最優化，減少不必要的材料損耗與資源浪費，編程人員需要對鈑金加工零件的加工布局方案進行調整，以提升鈑金加工的有效性。

數控沖剪復合機床一般是在同時間內進行多樣化的鈑金加工操作，如果沒有科學實用的排樣操作規范，不但會增加排樣操作的困難程度，還會在一定程度上增加加工成本控制工作的復雜程度。因此，編程人員應以實用性原則為導向，不斷總結優化，對排樣方案適時合理調整，實現多樣化的排樣操作方案，從而增強數控沖剪復合機鈑金排樣的質量與效率。

編程工作的質量直接影響數控沖剪復合機鈑金加工的水平，因此在加工程序設定過程中，要努力提升數控沖剪復合機床加工程序的穩定性、可靠性和準確性。

現將數控沖剪復合機自動編程軟件在實際使用過程中的排樣定義和規范總結如下。

定義1：直角剪刀視所有零件為矩形，定義矩形的長邊為X，矩形的短邊為Y。

定義2：板材的長邊定義為X，短邊定義為Y。常用板材尺寸為2500mm×1250mm，如圖3所示。

圖3 板材長邊、短邊定義

規范1：零件的X向優先排在原材料的X向，如圖4所示。

圖4 零件X向排列

規范2：零件的X向由于不得已的原因必須排在原材料的Y向,那么該零件必需優先排在板材的左側，如圖5所示。

圖5 零件優先排在左側

規范3：如果零件的X向由于不得已的原因必需排在原材料的Y向，那么這些零件需按照寬度大小，即寬度小的零件排在原材料的左手，寬度大的零件排在原材料的右手，如圖6所示。

圖6 寬、窄零件排列規范

規范4：編程排版時，小零件盡可能放左上角，大零件盡可能放右下角，如圖7所示。

圖7 大、小零件排列規范

規范5：剪切時，盡可能優先沿X向剪切，剪切設置如圖8所示。

圖8 優先X向剪切

規范6：當排布的零件到原材料的邊緣尺寸小于80mm時，邊緣去除不使用直角剪切除，優先使用沖床的切邊模處理，如圖9所示。

圖9 切邊模切除

規范7：零件剪切排版到邊緣的尺寸小于95mm的范圍內不可安排橫向剪切，只可安排縱向剪切，如圖10所示。

正確排版如圖11所示。

3 結束語

圖10 縱向剪切

圖11 正確的排版圖例

數控沖剪復合機預留了可以與自動化倉庫、自動上料機械手和堆垛機等裝置配套連接的接口，能夠進一步拓展自動化程度構成數控沖剪板材柔性加工生產線，這將是以后高集成化設備發展的趨勢。

本文通過對數控沖剪復合機在鈑金加工中的應用介紹，闡述了設備的先進性，指出對于該設備應加強應用研究，使其得到充分有效的利用和推廣。